剛性擴大基礎設計計算說明書
姓名： 單志遠
班級： 道橋 1204
學號： 321407020317
指導老師： 任連偉
2023年06月30日
某橋上部結構採用鋼筋混凝土t形梁，標準跨徑20.00m，計算跨徑19.60m。
板式橡膠支座，橋面寬度為7m+2×1.0m，雙車道，按《公路橋涵地基基礎設計規範》（jtgd63—2007）進行設計計算。
設計荷載為公路—ⅱ級，人群荷載3.0。
材料：臺帽、耳牆及截面a—a以上混凝土強度等級為c20，，台身（自截面a-a以下），漿砌片、塊石（面牆用塊石，其他用片石，石料強度不小於），；基礎用c15的素混凝土澆築，；台後及溜坡填土；填土的內摩擦角，粘聚力c=0。
水文、地質資料：設計洪水位高程離基底的距離為6.5m（在a-a截面處）。地基土的物理、力學指標見表1.1
表1.1 土工試驗成果表
橋台及基礎構造和擬定的尺寸如圖所示。基礎分兩層，每層厚度為0.50m，襟邊和台階寬度相等，取0.4m。基礎用c15混凝土，混凝土的剛性角。現基礎擴散角為：
滿足要求。
計算值列於表1.2。
表1.2 恆載計算表
土壓力按台背豎直，；台後填土為水平，；填土內摩擦角，臺背（圬工)與填土之間的外摩擦角計算。
1.台後填土表面無汽車荷載時土壓力計算
台後填土自重引起的主動土壓力按庫倫土壓力公式計算式：
式中，；b取橋台寬度取7.70m；自基底至填土表面的距離h=10.0m。
故 其水平方向的分力：
離基礎底面的距離：
對基底形心軸的彎矩為：
在豎直方向的分力：
作用點離基礎的距離：
對基底形心軸的彎矩為：
2.台後填土表面有汽車荷載時
橋台土壓力計算採用車輛荷載，車輛荷載換算的等代均布土層厚度為：
式中：破壞稜體長度，；。
由橋台高度；
臺背與豎直線夾角，對於臺背為豎直是，；
破壞稜體滑動面與水平面夾角。
，。按車輛荷載的平、立面尺寸，考慮最不利情況，在破壞稜體長度範圍內布置車輛荷載後軸，因是雙車道，故面積內的車輪總重力為：
由車輛荷載換算的等代均布土層厚度為：
則臺背在填土連同破壞稜體上車輛荷載作用下引起的土壓力為：
在水平方向的分力：
作用點離基礎底面的距離：
對基底形心軸的彎矩為：
豎直方向的分力：
作用點離基礎形心軸的距離：
對基底形心軸的彎矩為：
3、台前溜坡填土自重對橋台前側面上的主動土壓力
在計算時，以基礎前側邊緣垂線作為假想臺背，土表面的傾斜度以溜坡坡度為1:1.5算得，則基礎邊緣至坡面的垂直距離為，則主動土壓力係數為：
則主動土壓力為：
在水平方向的分力為:
作用點離基礎底面的距離：
對基底形心軸的彎矩為：
豎直方向的分力：
作用點離基底形心軸的距離：
對基底形心軸的彎矩為：
按下列情況計算支座反力：第一，橋上有汽車及人群荷載，台後無荷載；第二，橋上有汽車及人群荷載，台後也有汽車荷載。下面予以分別計算。
汽車及人群荷載反力
《公路橋涵通用設計規範》（jtg d60—2004）中規定，橋梁結構的整體計算採用車道荷載。
公路—ⅱ級車道荷載均布標準值為：。
集中荷載標準值為：。
在橋跨上的車道荷載布置如圖2-40排列，均布荷載滿跨布置，集中荷載布置在最大影響線峰值處。反力影響線的縱距分別為：
， 支座反力為：
（按兩車道數計算，不予折減）
人群荷載支座反力：
支座反力作用點離基底形心軸的距離：
對基底形心軸的彎矩為：
（2）汽車荷載制動力
由汽車荷載產生的制動力按車道荷載標準值在載入長度上計算的總重力的10%計算，但公路—ⅱ級汽車制動力不小於90kn。
因此簡支梁板式橡膠支座的汽車荷載產生的制動力為：
2.橋上台後、均有汽車荷載
（1）汽車及人群荷載反力
為了得到在活載作用下最大的豎直力，將均布荷載滿跨布置，集中荷載布置在最大影響線峰值處，車輛荷載後軸布置在台後（圖）。
則支座反力為：
(按兩車道數計算，不予折減）
人群荷載引起的支座反力：
對基底形心軸的彎矩為：
（2）汽車荷載制動力
板式橡膠支座摩擦係數取，則支座摩阻力為：
對基底形心軸彎矩為：
（方向按作用效應組合需要來確定）
對實體式埋置式橋台不計汽車荷載的衝擊力。同時從以上對製動力和摩阻力的計算結果表明，支座摩阻力大於制動力。因此，在以後的組合中，以支座摩阻力作為控制設計。
根據實際可能出現的荷載情況，分為下列五種工況分別進行計算：橋上有汽車及人群荷載，台後無活載；橋上有汽車及人群荷載，台後有汽車荷載；橋上無活載，台後無活載；橋上無活載，台後有汽車荷載；同時還應對施工期間橋台僅受台身自重及土壓力作用下的情況進行驗算。
（一）橋上有汽車及人群荷載，台後無活載
恆載+橋上車道荷載+人群荷載+台前土壓力+台後土壓力+支座摩阻力
（2）橋上有汽車及人群荷載，台後有汽車荷載
恆載+橋上車道荷載+人群荷載+台前土壓力+台後有車輛荷載作用時的土壓力+支座摩阻力
（三）橋上無活載，台後無活載
恆載+台前土壓力+台後土壓力
（4）橋上無活載，台後有汽車荷載
恆載+台前土壓力+台後有車輛荷載作用時的土壓力
（五）無上部構造時
橋台及基礎自重+台前土壓力+台後土壓力
考慮到台後填土較高，由須計算由於填土自重在基底下地基土中所產生的附加應力，按《公路橋涵地基與基礎設計規範》（jtg d63-2007）中的公式計算：
式中：附加豎向壓應力係數，按基礎埋置深度及填土高度可從《公路橋涵地基與基礎設計規範》（jtg d-2007）查用；
路堤填土重度；
原地面至路堤表面（活溜坡表面）的距離。
根據橋台情況，台後填土高度,當基礎埋深為2.0m，在計算基礎後邊緣附加應力時，取，計算基礎前邊緣的附加應力時，取，則
後邊緣處
前邊緣處
另外，計算台前溜坡錐體對基礎前邊緣地面處引起的附加應力時，其填土高度可近似取基礎邊緣作垂線與坡面交點的距離（），並取係數，則
這樣，基礎邊緣總的豎向附加應力：
基礎前邊緣
基礎後邊緣
根據《公路橋涵地基與基礎設計規範》（jtg d63-2007）及《公路橋涵設計通用規範》（jtg d60-2004），進行地基承載力驗算時，傳至基底的作用效應應按正常使用極限狀態的短期效應組合採用，各項作用效應的分項係數分別為：上部構造恆載、橋台及基礎自重、台前及台後土壓力、支座摩阻力、人群荷載均為1.0，汽車荷載為0.
7。1.建成後使用時
建成後使用共有四種工況，分別為工況（一）~工況（四），將四種工況的正常使用極限狀態的短期效應組合彙總於表。
作用效應組合彙總表
由於工況（二）作用下所產生的豎直力最大，因此以工況（二）來控制設計，下面僅計算工況（二）作用下的基底壓應力。
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