高填土桥台结构稳定性分析
2023年11月1日发(作者：辞职信英文版范文五篇)
语文六种表达方式-
高填土桥台结构稳定性分析
摘要：随着路基填筑高度的迅速增加，土体对桥台的影响也越来越大，如何分析高填土对桥台的影响是解决桥台结构的重要课题，从高填土对桥台受力结构的影响，介绍了桥台结构计算内容，具体阐述了高填土对桥台的影响，通过分析土台、桥台之间的相互关系的，并对桥台的结构提出适用性建议。
关键词：高填土；肋板式桥台；稳定性
Abstract: With the rapid increase of the roadbed construction height, soil
abutment is also growing, how to analyze the impact of the high fill right on the
abutment is an important issue to resolve the abutment structure, from the impact of
high filling on abutment force structure, this paper introduced the calculate content of
the abutment structure, specifically addressed the impact of the high fill on abutment,
the analysis of the relationship between soil units and abutment, and proposed
applicability recommendations for abutment words: high filling; rib
plate abutment; stability
众所周知，由于填筑高度的不断增加，土压力迅速加大，土压力在桥台所有受力中占的比重也越来越大，因此土压力对桥台的安全经济的设计施工的影响相当重要。通常情况下是，桥台的承台和桩基位于原状土下，桥台包括承台落在回填土中（人工填筑土），桩基部分在回填土中，部分进入原状土的情况，桥台放在人工填筑的高填土中，桩基部分处于人工填土中，桥台受土推力增大，桩基不仅受竖向力，还受水平力的作用。
一、高填土对桥台型式选取的影响
随着桥台台后路基填筑高度的增加，在到达一定的程度时，土压力在桥台的设计施工中起着重要的作用，这就要求在桥台设计时要考虑填土对桥台的压力，在施工中，如何合理地选取桥台的结构型式，保证桥梁的下部结构乃至整座桥梁的安全、无论是在经济上还是在施工中的作用是十分显著。例如，在对15m和20m以上高填土路基度的桥台测试中，分别对重力式U型桥台、轻型肋板式桥台(不考虑地基的要求)进行比较计算。发现15m以下重力式桥台的整体稳定性是能够满足设计要求的，桥台的结构受力相对比较合理，结构的尺寸形式也能满足现实的需要，土压力对桥台的影响在桥台的承受范围内。但是随着填土高度的增加，侧土压力的对桥台的影响就占突出的控制设计的地位，它对桥台的稳定、偏心以及强度方面影响随着填土的高度增加而变大。在这种情况下选择合适的桥台设计，就显得十分重要，如果采用肋板式桥台，可以降低土压力对桥台的作用，结构能够满足要求。对20m高的桥台计算中，桥台型式分别采用重力式U型桥台与肋板式桥台，为了满足设计规范要求，重力式桥台要采用十分庞大的结构尺寸，污工量明显增加，造成材料极大的浪费，增加工程的总造价。可以看出桥台 越高，回填土对桥台的压力也越大，桥台不仅受到竖直向下的力，而且受到土台的水平推力，轻型桥台打破了原有的桥梁的设计模式，也打破了桥台下部构造越大、稳重越安全的理念，通过压缩桥台的截面，使其受力明确合理，同时还可以减轻温度力对桥台的有害作用，减少了污工数量，加快施工进度，减轻土台对桥台压力。
二、土压力的平面计算方法及对桥台的影响
对于桥台的土侧压力，一般情况下是按主动土压力计算。公路桥梁设计规范中的主动土压力计算采用库伦土压力公式，一般根据实例分析，运用库伦土压力公式来计算的主动土压力的E值是比较接近实际情况。
1、台后土压力的计算公式如下：
式中μ表示主动的土压力系数。
2、台前溜坡土压力的计算公式如下：
上面的公式中：代表土的内摩擦角，是桥台前缘与竖直方向的夹角，表示桥台前缘与土的摩擦角，是台前溜坡与水方向的夹角。
E的竖直方向的分力为：
E的水平方向的分力为：
3、桥台土压力的计算宽度。桥台的每个地方所受到土压力计算宽度应大于实际桥台的宽度，如何确定具体尺寸，还缺少足够的实际数据和理论依据，公路桥梁设计规范规定：当桩柱间净距大于桩柱直径或宽度时，应根据桩柱的直径或宽度考虑桩柱间空隙的折减，如果桩柱直径R≤lm时，作用在每一桩柱的土压力计算宽度为：
4、车辆荷载引起的土侧压力。车辆荷载引起的土侧压力可换算成等代均 布土层厚度，按桥台横桥向全宽在破棱体上均布进行计算。其中汽车的等代土层厚度为：
式中：表示破棱体平面内布设的活载轴重，
表示破棱体平面面积。为破棱体宽度，为破棱体长度。
其中：，可按下式计算，先求破棱体破裂面与竖直方向的夹角，
从上面的计算可以看，高填土台越高，与桥台的夹角越大，土台对桥台的水平推力越大，对桥台的稳定性要求也越高，桥台的宽度窄、土台高度越大，对桥台的压力就越大。桥台的宽度越宽，所受的水平推力越小，且车辆荷载力越大对桥台的水平推力就越大，当土台向桥孔一侧的偏心和向桥孔方向的倾覆与滑动时，在计算桥台前端的最大应力，按台后填土尚未压实考虑；当计算桥台后端的最大应力，向路堤一侧的偏心和路堤方向的倾覆与滑动时，则按台后填土已经压实考虑。
三、高填土对桥台结构的影响分析
在一般情况下，在桥台高于20米时，要考虑台前溜坡的土侧压力对桥台的影响，对于桥台结构的受力是有利的。如果能充分利用溜坡的影响，桥台结构物的圬工量以及配筋量可以明显减少，经济效益十分显著，考虑桥台溜坡与不考虑溜坡情况下桥台的受力大小，进行合理的配筋，从采用圆弧滑动法验算二者的稳定性来看，桥台的整体稳定随填土增高而发生变化的。通过上面对土侧压力的计算，可以得出，高填土对桥台的压力，需要根据桥台实际的受力特点，出结构最不利的受力位置及其受力大小来进行配筋，以确定桥台的稳定性。
计算依据。
（1）高填土桥台布置及尺寸。根据某项目施工图，就图纸中台身最高的情况来进行计算分析。具体情况如如图1所示。
（2）设计桥台的荷载。根据规范要求，恒载考虑结构物的自重，土的自重及其引起的土侧压力，收缩及高填土的影响力。基本可变荷载有车辆荷载、汽车冲击力、汽车引起的土侧压力、人荷载、各种汽车荷载及其引起的土侧压力。
2、计算结果分析比较
（1）桥台布置及尺寸、计算结果。对图1中的高填土桥台按照平面理论进行计算分析，不考虑溜坡土压力与考虑溜坡土压力影响的结果如表1所示。
表1桥台计算结果比较汇总
（2）对计算比较结果分析。由表1可以看出，考虑桥台台前溜坡的压力的影响，对于桥台的受力影响的效果很明显。第一，考虑土台溜坡的作用力，桥台的整体受力增加，土台的水平的推力增大，设计时要对桥台的整体稳定性进行考虑。第二，比较分析表中桥台台身底截面的受力情况，水平力（土压力、摩阻力）产生的正弯矩较大，恒载弯矩（上、下结构代数和）与水平力产生的弯矩相反。随着桥台台后填土高度的不断加大，土压力在桥台受力中的比重也不断增加，考虑台前溜坡的影响，对结构受力的影响也是越来越明显，对桥台安全、经济的设计及施工的作用也越来越大。经过详细的计算比较，可以看出考虑台前溜坡土压力对桥台结构设计结果是有很大优化、降低造价作用的，桥台结构的设计和计算在整个桥梁的设计计算内容中是相对简单、明确的部分。在高填土桥台设计中，回填土对桥台的水平推力随着桥台高度的增加而增大，对桥台的稳定性也产生重要的影响，在实际的施工中可以考虑选择合适的桥台结构。
通过上述的计算与分析，当填土的土台越高，土台与桥台的夹角就越大，所受到的水平推力越大，对桥台的稳定性要求就越高，桥台受到的作用力就越大，对桥台的稳定性的要求也就越高，当基础为普通土时,可以先进行一定高度的路基填土再进行桥台的施工，以免桩长过长，当基础为岩石时，可以采用扩大基础和肋板式桥台。
参考文献：
[1]JTJ 064-1998.公路工程地质勘测规范.
[2]凌治平;易经武.基础工程.1999.
[3]贺薇;王保田.肋板式桥台填土期间的土压力和桥台住移的现场试验研究.2007.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。