桥梁墩台与基础工程——桩基础构造与设计.ppt

桩基新成就二、苏通长江大桥跨度1088米，世界斜拉桥跨度第一桩基规模、入土深世界第一其主墩基础由131根长约120米、直径2.5米/2.8米的钻孔灌注桩组成,承台长114米、宽48米，是世界规模最大、入土最深的桥梁桩基础。桥塔高300.4米，世界第一拉索长度世界第一，最长拉索577米。桩顶内力NiMiQi，可由桩顶位移αi、bi、βi分别乘以桩顶的竖向、水平和转动刚度系数ρ求得桩顶位移αi、bi、βi又可由承台底部中心的位移b、a和β来表示。桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计biaiβi故当桩顶刚度系数求得后，用位移法求解多排桩桩基时，其基本未知量只有b、a、β三个。求解非常简便。桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计（二）桩顶刚度系数ρ1—桩顶沿桩的轴向产生单位位移时引起桩顶处的轴向力(kN／m)；ρ2ρ3—桩顶在横向产生单位位移时引起桩顶处的剪力和弯矩ρ3ρ4—桩顶产生单位转角时引起桩顶的剪力和弯矩1．求ρ1根据ρ1的意义，当桩顶仅产生单位轴向位移bi=1时，桩顶的轴向力Ni=ρ1。在计算Ni作用下的轴向位移bi时，它包括桩本身的弹性压缩及桩尖下土层的压缩变形。桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计ρ1ρ2ρ3ρ4求算方法：考虑桩侧土的摩阻力作用的影响，故桩的轴向位移bi可写成如下公式：式中：E、A——桩的弹性模量及截面积；L0、h——桩在土面以上及入土部分长度；ξ——考虑桩侧土摩阻力对桩身变形的影响系数，对于柱桩ξ=1；对于摩擦桩为钻孔桩者，ξ=1/2,对于摩擦桩打入或震动下沉者ξ=2/3。C0——桩底土层的竖向地基系数。A0——桩底土层的受力面积(m2)。桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计ρ1ρ2ρ3ρ4求算方法：对于柱桩，认为轴向荷载系由桩底支承，忽略摩阻力的作用，则在其全长桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计上各截面均受有大小相同的轴向力故桩入土部分的弹性压缩变形量为，因之对于摩擦桩，轴向力系由桩侧土摩阻力和桩底土的阻力共同支承，因此自土面以下桩身轴向压力逐渐减小，其变化规律视摩阻力变化情况而定。桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计对于打入或震动下沉的摩擦桩，假定桩侧土摩阻力呈三角形分布；对于钻挖孔摩擦桩，假定其呈均匀分布，则轴向压力随深度变化如图b和c。按同法可推求出打入、震动摩擦桩的桩底土层的受力面积，对于摩擦桩为从桩侧四周自土面桉φ/4(φ为桩所穿过上层的平均内摩擦角)向下扩散至桩尖处的面积。但当此面积大于按桩底中心距计算的面积时，则应按桩中心距计算。对于柱桩，为桩本身的截面积。桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计ρ1ρ2ρ3ρ4求算方法：令桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计ρ1ρ2ρ3ρ4求算方法：因桩顶位移为：2.求ρ2ρ3ρ4联解可得：代入桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计ρ1ρ2ρ3ρ4求算方法：得：代入桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计得ρ1ρ2ρ3ρ4求算方法：可用位移法求承台变位及桩顶内力。如图所示高桩承台，取承台座板为隔离体，作用在隔离体上所有外力(∑N、∑P和∑M)与内力(桩顶反力)必须满足平衡条件，故可列出位移法典型方程：桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计（三）高桩承台对称竖直桩桩基的变位和内力1．承台变位计算bβx∑N∑P∑Maρ1ρ1xxbγβbγabγbb桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计方程中的系数γbaγaaγβa……常称桩群刚度系数，或称总刚度系数，可由各桩顶刚度系数来表达。对于竖直桩且对称布置的桩基，当坐标原点O设于对称轴上时，总刚度系数的计算公式如下：桥梁墩台与基础第五章桩基础构造与设计求得各系数后