[課程设计]铁路桥墩桩基础设计.doc

铁路桥墩桩基础设计 工程概况：　　该桥表层为０．５～２．５ｍ的粘性土硬壳层，?其下为３～１３ｍ的淤泥、淤泥质粘土层，下面为粘土、亚粘土层，再下为花岗石片麻岩。其中软土淤泥层呈流塑状态，含水量大，压缩性大，透水性差，力学强度低等特点。软土地基上墩台型式的正确选用非常重要。本文仅针对该桥软基的轻型墩台进行简述：１　桥梁下部结构型式选用　１．１　埋置式桩柱式桥台　　该型式桥台设于岸上?台身埋入锥形护坡中，有单桩柱式与群桩框架式两种。采用该型式桥台，为保证路基稳定性，不能过多地压缩桥长，不少工程对此有深刻的教训。?１．２　柱式桥墩?　　该型式桥墩适应性广、施工方便，为软基中最好的选择型式。分为①盖梁单排桩柱式桥墩，一般用于简支梁桥；②无盖梁独柱式桥墩或排柱式桥墩，用于连续现浇箱梁。?１．3　选用墩台应注意以下两点１．3 １　为减少软基位移对结构的影响，尽可能减少超静定个数，适当加大桩距，减少桩根数。以上处理方法既可满足设计规范要求还可降低工程造价。?１．3．２　当桩底接近基岩表面时，?承载力接近设计要求，就没有必要再伸入基岩以求更加保险；?若承载力不够时，可把桩径加大再算，尽可能用摩擦桩代替嵌岩柱桩。，当用１．２ｍ桩径时，桩需嵌入基岩１．５ｍ，改用１．５ｍ桩径时，位于基岩表面即可满足承载要求，降低了施工难度。２　下部结构内力计算　　为减少软土地基位移对超静定结构的影响，上部工程多采用标准梁的先简支后连续构造，这样整个工程的计算工作主要集中于下部结构，故下部结构内力计算方法的选用是否正确，考虑因素是否全面，直接关系到工程的安危，为此作以下几点分析：２．１?　盖梁内力计算　　《墩台设计手册》中算例对墩台内力按下列方式计算：当荷载对称布置时，?按杠杆法计算，当荷载偏心布置，按偏心压力法计算，?两种布载状况的内力取大值控制设计。这种算法没有真正体会规范用意，仅为两种布载状况下的内力计算，不是各截面最不利状态的内力计算，所算内力存在着不安全因素。正确做法?应该先画出各截面内力影响线，再对应影响线用杠杆法及偏心法进行最不利横向布载，?求出各截面内力最大、最小值，然后根据内力包络图进行结构配筋。近几年，有的设计单位作了下简化计算，对多支座的板、箱梁桥的墩台帽计算，按活载直接作用于由墩台简化成的连续梁上进行计算，?不考虑活载及二期恒载的横向分布作用。２．２　桥台内力计算　　除了桥墩内力计算项目外，桥台竖向荷载还要增加土压力、负摩阻力、搭板自重等项；水平荷载要增加土压力，其影响复杂，需注意以下几点：　　　　（1）埋置式桥台土压力计算　　台后一定要选用透水、强度高、稳定性好的材料，否则，?渗水后摩擦角及粘结力下降，自重增加，台实际受土压力远大于设计值，使桥台失稳。　　（2）地震土压力计算　　（3）搭板对土压力影响　　（4）桥头路基沉降、滑动验算３　下部结构配筋　　下部结构配筋首先涉及配筋方法的选用问题，故在该项中对配筋方法、盖梁配筋、桩筋及桩长设计、桥台配筋等注意事项分别进行讨论：?３．１　极限法及容许应力法应用分析　　由于现行桥规将钢筋混凝土桥原容许应力法的弹性状态设计改按承载极限状态设计，大家对容许应力法有淡漠趋势。?事实上，极限法是在等截面简支梁试验基础上获得的，?其适用范围有限，有些方面还必须用容许应力法，设计者需注意根据实际情况合理选用。３．３　桩筋及桩长设计注意事项?　　（1）桩筋设计?　　对于基桩各截面的配筋，?从理论上讲，应根据桩内弯矩包络图进行计算布置。?通常是根据最大弯矩处进行配筋，从桩顶一直伸到最大弯矩一半处下一定锚固长位置，?减少一半配筋再一直伸至弯矩为零下一定锚固长位置，?再下为素混凝土段，对于软基，桩主筋最好穿过软土层。?①节省大量钢筋；②钢筋笼少，受桩长的变更而变更；?③减少底部断桩处理的难度，减少扁担桩发生机率。浇桩时，开始几米发生卡管等事故机率高，而采用第一种方式配筋，底部断桩后，钢筋笼拔出后，可原孔再钻，因钢筋笼一通到底，只能采用扁担桩处理。?　　（2）桩长设计?　　主要表现在桩基、台身、台帽、背墙、耳墙等开裂，尤以根部裂缝为多，该桥布设三孔（２０ｍ＋３０ｍ＋２０ｍ），处于软土地质中，西幅采用框架式桥台，东幅采用带基桩Ｕ型台，桥头填土５ｍ高，又处于改河、临河段，当时限于经费，存在压缩桥孔现象，桥台前移使墩、台缝全部顶死，背墙、耳墙、台帽、台身出现较大裂缝，桥头路基出现很大范围的不均匀沉降及滑动裂缝，后对该桥整治加固。以往桥台破坏多归结为超载，事实上也与设计时忽略某些因素有关：?　　　　（1）台后顺桥向水平土压力对盖梁的水平弯矩是造成盖梁跨中附近侧面竖向裂缝的主要原因，而侧水平土压力易造成