文档介绍：桥梁桩基承台设计岑国基邱岳(广东虎门技术咨询有限公司,广州 510080摘要:我国桥梁桩基承台设计,在现行桥涵设计规范中无特别要求。例如:剪应力和剪切跨高比的关系;剪切面与弯矩控制截面的确定;钢筋布置等均未规定。搜集了一些国内外有关规范及各家论文,摘要写出来并提出看法,供设计者参考。关键词: 桥梁桩基承台设计中图分类号: 文献标识码:C1 引言桥梁桩基承台设计是一个普通的结构课题。虽然承台内的应力系统很复杂,但通过各种假定及简化后,就可按照一般静力计算方法及钢筋混凝土构件计算原则进行设计。可以认为计算精度是合适的,结构也是安全的。但是,具体到桩基承台设计时,由于国内现行的公路及铁路桥梁设计规范,对承台计算及结构构造均未提出特殊要求,因此在设计时也常遇到些比较困惑的问题,例如:承台剪力及弯矩计算的控制截面;剪应力的提高系数;钢筋布置及其锚固型式要求等等。一般只能凭个人经验以及参考一些成熟的设计图纸进行设计。遇到一些桩基及承台布置得较为特殊一些,就容易出问题。最近由于工作接触到一些桩基承台设计,曾发现一些处理不当之处,而且是偏于不安全。为了说清问题,只好借鉴一些国外规范进行修正改进。今将搜集到的少量资料,摘要介绍出来(并非按原文照摘,系体会原文精神而写,并提出笔者意见,供设计者参考,以补我国桥梁设计规范之不足。KV—一根桩的轴向弹性常数/(t/m;—桩的中至中间距/m;n—桩列数。若将E=2700000t/m,I=( 代入式(1,则有:h>24 (2式中:D—桩径/m;—桩距/m;h—承台厚/m。因此,对各种类型的桩,由承台宽度条件就可由式(2得到将承台视作刚体的厚度。(2采用与明挖基础类似的方法,类推基桩承台的厚度,其结论为:承台视作刚体的最小厚度近于其宽度的1/5。随着桩径增大,桩数增加,承台最小厚度逐渐大于宽度的1/5。此外,承台厚度尚须考虑桩顶的冲剪作用。桩顶上承台的厚度可按破坏面为45°角扩散,一般来说,这个厚度必须大致满足等于桩径这个条件。承台顶面倾斜度小于1∶2。综上所述,承台视作刚体的厚度其大致标准可参见图1所示。2 承台截面设计承台计算一般均假定是刚体,从而大大简化了计算,大多数情况下是偏于安全方面。承台刚度首先决定于承台厚度。承台厚度的选择在参考文献[1]中介绍了两种方法:(1承台能视作刚体的厚度是由地基相对刚度来确定的,其条件可由式(1判别:μ= (13>Kv10式中:μ—承台刚度系数;E—承台混凝土弹性模量/(t/m2;I—每一排桩所对应的承台截面惯性距/m4;4图1 承台视作刚体的厚度大致标准3 承台受剪计算承台厚度除了满足刚度要求外,更重要的是・27・保证抗剪能力的需要。在抗剪设计上,各国规范及各家论文均有不同的计算方法,现挑选几种方法,介绍如下。 参考文献[2“]大直径基桩承台设计”文章介绍了采用1/5缩尺做的桩基钢筋混凝土承台模型试验,其试件墩身长度与承台长度相同,因此承台所受弯矩与剪力均是单向受力,其试验主要结果摘录如下: 影响承台抗剪能力的主要因素(1主钢筋率ρx增加时,其最大荷截亦随之增力似无多大影响。(2剪切跨高比a/d越小则承载能力越大,a/d对承台抗剪能力有很大影响(a为桩中心至墩身边的距离,d为承台有效高度。(3使用了竖直U形镫筋的抗剪钢筋并无效益,反使承台抗剪能力下降。(4挑出长度L(即外侧桩中心至承台边的距离对抗剪能力有相当影响,一般地,承载能力随L的增长而增长。 容许抗剪应力和剪切跨高比该文提供的容许抗剪力τα值(见表1系参考该文试验的成果,以及外国各类规范,并在可能范围内比照日本混凝土标准规范的数值。大,承台抗剪能力可大致按与x成正比考虑。分布钢筋率ρ′y和上侧分布钢筋率ρy,对承台抗剪能表1 容许抗剪应力ταl(无斜筋时设计标准 k/(kg/cm2 括号内数字单位为MPa180(((((((((((( 抗剪能力剪切跨高比当a/d=,,因此采取增大系数的形式为:r=(笔者注:此增大系数接近BS-5400,只是a的a计算不同,。 主钢筋率主钢筋率ρx对于抗剪能力有很大影响,%时,表1中容x成正比。许抗剪应力必须乘以/。 抗剪钢筋为了使承台设计得经济而把承台的厚度减小,虽可考虑使用斜筋,但要设置有效配筋是非常困难的,而竖直U形镫筋的设置,则如前所述反会使抗剪能力下降。因此按照现行承台一般结构厚度来看,最好采用表1所列不设斜筋时的