桥梁墩台与基础工程——沉井基础构造与设计.ppt

一、沉井的由来与演变二、适用范围三、沉井基础对勘探的要求四、国内采用沉井基础的结构物日本明石海峡大桥，最大施工水深60m，两主塔分别采用直径80m*高70m和78m*67m的浮式钢壳沉井，壁厚12m，分为16个舱，是目前规模最大的桥梁沉井基础宝山钢铁厂取水泵房工程足够的强度、足够的重量，厚度0.4～1.2m。5.井孔7.射水管9.井顶围堰二、基地嵌入岩层的计算式11111111111桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计沉井顶面位于地面线以下时，设置井顶围堰（挡土挡水），通常用木板桩、钢板桩围堰。视井顶埋入深度和水位高低而定。三、沉井各部分尺寸拟定桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计1.平面尺寸沉井的平面尺寸，首先必须满足构造和施工求，即沉井外轮廓尺寸不得小于墩台底平面尺寸加最小襟边宽。沉井顶面襟边的最小宽度，应根据施工容许偏差而定，一般不得小于沉井总高度的1/50，并不得小于20cm。对浮式沉井还应另加25cm。对需设井顶围堰者，其襟边宽度尚应满足安装墩台身模板的需要。井孔布置应对称，平面尺寸应满足取土机具所需净空和除土范围要求。桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计2.立面尺寸井壁厚度井顶标高井底标高井高和分节桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计第三节沉井作为整体基础的计算基于上述假定，沉井基础在横向外力作用下只发生转动而无挠曲变形，因此可按刚性基础计算内力和土抗力。桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计一、基本假定与弹性抗力1.基本假定（1）地基土作为弹性变形介质，地基系数随深度成正比例增加；（2）不考虑基础与土之间的黏着力和摩阻力；（3）沉井基础刚度与土的刚度之比可认为是无限大。桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计2.土的弹性抗力作用沉井在外荷载的作用下，产生竖向位移，引起井底土的抵抗力．沉井的转动挤压井侧土体，侧向土体必然对井体产生一横向土抗力。水平土抗力竖向土抗力桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计基底嵌入基岩内，在水平力和竖向偏心荷载作用下，可认为基底不产生水平位移，基础的旋转中心A与基底中心相吻合，即???????而基底嵌入处将产生水平阻力Ph??由于嵌入不深，通常Ph?距A点很近，可认为Ph即作用于基础底面，则Ph??对A点的力矩可略去不计。桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计MQoΔxydyωANPhσxay桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计地面下y深度处产生的水平位移Δx和水平土抗力σx分别为：基底的竖向应力为（水平力P作用）：上述式中只有一个未知数?，故只需建立一个弯矩平衡方程便可解出ω?值。ΣMh=0整理得:桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计代入并积分:则:令ΣFx=0，得基础嵌入处的水平力：桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计基础底面竖向压应力:则:?当求得的Ph为负值时,则Ph的方向与图示相反,作用于基础的另一侧。基础前后侧横向压力:基础任一截面内的弯矩:桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计三、基底置于非岩石地基上的计算式????以基础为脱离体，自两个静力平衡条件ΣFx=0及M0=0，可列出包括yA?和ω的两个方程式；联立求解便可得出yA?和ω的表达式。弹性力σx?、σh????可自ω和yA求得。1.土的水平弹抗力桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计ΔyyAhdyyAωΔxay（2）由于基础是刚性的，所以当基础转动??角时，基底面也旋转了??角，在基底的一侧产生向下位移???，另一侧向上位移???，桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计2.基底竖向压应力由两部分合成（1）在竖向力N作用下，基底压应力呈均布状。由它产生的基底压应力:所以，基底前后边缘最大和最个竖向压应力为以上两者之叠加：3．转动中心位置??和转角桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计令ΣFx=0?展开整理得:令桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计代入积分:展开整理而得:联解①、②式得：但通常情况下，沉井基础横截面上由????产生的应力不控制设计，可不必检算。地面下任一深度y处基础截面内的弯矩????为：桥梁墩台与基础第六章沉井基础构造与设计4.任