结构 船.ppt

首先考虑可能同时出现的荷载。
还要考虑墩身、基础和地基的工作特性
a、墩身等承受最大竖向力时,两跨均有活载Np。
b、墩身等承受顺桥向最大力矩时,一跨布有活载(组合Ⅰ),或同时布置制动力和纵向风力(组合Ⅱ)。
c 、墩身等承受横桥向最大力矩时,两跨活载偏置(组合Ⅰ),或同时布置横向风力等(组合Ⅳ)。
用于验算墩身强度的荷载效应,要乘以荷载安全系数,并累计至墩底;
用于验算地基承载力的荷载效应,不乘荷载安全系数,并累计至基底。
2. 墩身计算
墩身计算,应按桥墩结构特性进行。
重力式圬工墩身,验算抗压强度、荷载偏心
距、抗剪强度;
对于高度大于20m的重力式墩还应验算其稳定性问题。
对于钢筋混凝土墩台、盖梁,应按其静力图式验算。
3. 刚性浅基础计算
刚性浅基础,稳性仅由基底土与基础的相互作用来维持。
地基土的承载力:
n
σmin≤0 时,
n
这里[σ]h 是地基土的容许承载力,是经过宽深修正、并按规范予以提高后的值;
基底的偏心距
e0≤ηρ
规范规定了不同的η值(~)。
基础的整体稳定性

式中: y —基础底面形心轴至接截面最大受压边缘的距离
μ—基底与地基的摩擦系数
Ti —水平力总和
Ko —倾覆稳定系数
Kc —滑动稳定系数
墩台的沉降和位移,地基总沉降量, 墩顶水平位移。
四桩基础的设计要点

摩擦桩的容许承载力
n

U—桩的周长(m,钻孔灌注桩按成空直径);
A—桩底横截面面积(m2 );
li—土层厚度(m);
τi—第层土对桩壁的极限摩阻力(kPa);
σR—桩尖土的极限承载力(kPa)。
上部“某个深度”内土层的下沉量大于桩的竖向位移,或土的下沉速度超过桩的下沉速度时,压缩土层对桩产生向下的负摩阻力.
端承(柱)桩的容许承载力
[P]=(c1A+c2Uh)Ra
式中: Ra—岩石的天然湿度的单轴极限抗压强度; A、U、—桩底的横截面面积、周长、
h —嵌入基岩深度;
c1=~、 c2=~
“地面”力和位移作用下的效应
桩的入土深度为h、桩的宽度为b、桩的计算宽度为b1 ,
桩在地面(y=0)处,受到水平力H0和力矩M0、以及水平位移x0和转角φ0的作用,
而使桩的各个不同深度z处、即y=z处,产生水平位移xz转角φz 、弯矩Mz剪力Qz。
假定如下:
n 土体是桩的弹性介质,地基系数即 cy=my。
n 不考虑桩与土体间的摩擦力和粘结力;
n 桩为一个弹性构件,
根据梁的挠曲微分方程
令
则上式为:
解微分方程,并利用桩在地面处(y=0)的边界条件:
x(y=0) = x0, φ(y=o)=φ0,
M(y=0)= M0, Q(y=0)= Q0
得出任意深度y处的x ,φ,M,Q 。
1
n (a)
(b)
其中,A1、B1、C1、D1......均为y的幂级数,只要已知α和桩在地面处、y=0处、的x0、φ0、M0、H0(初参数),则可用这些公式算出任意深度处桩身的位移和内力。
n3. 单桩在“地面”力作用下,引起地面处的位移、桩身内力。
利用桩底y=h处两个边界条件
Qh = 0
Mh = -C0φhI0 = -khαE Iφh
其中:
单位水平力H0=1、作用在地面处,该处的水平位移
转角 n

n单位力矩M0=1作用在地面处,该处的水平位移转角
n
n
n
这里参数A、B、C、D、………都是y=h处的相应值。
代入(a)、(b)式,可以得出桩身的弯矩My、剪力Qy ,并据以进行桩身配筋。
在地面处、同时作用着M0、H0时,单桩在地面处的位移
x0 = H0 δ0HH + M0 δ0HM
φ0= -(H0 δ0MH + M0 δ0MM )
“桩顶”力作用下,引起桩顶的位移
在桩顶的水平力H=1,引起的桩顶的水平位移δHH、转角δMH


计算桩顶的抗推刚度K=1/δHH
5. 群桩基础的计算
多排、竖直、对称、桩底置于非岩石类土或基岩面上的高桩承台的计算。这是由12根桩组成的群桩基础,承台底面高出地面的高度为l0,在承台底面作用着由荷载引起的外
力M、N、P,使承台底面中心产生了水平位移a、竖向位移c、转角β.
则承台底面各桩桩顶的位移为:
a i = a
c i = c +xiβ
βi =β
桩的竖向刚度
式中:E—桩身材料的弹性模量;
ξ—系数,摩擦桩ξ=2/3(沉