某公路桥梁桥台挡土墙设计验算

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1、某公路桥梁桥台挡土墙设计验算案例说明桥台是位于桥梁两端，支承桥梁上部结构并和路堤相衔接的建筑物。其功能除传递桥梁上部结构的荷载到基础外，还具有抵挡台后的填土压力、稳定桥头路基、使桥头线路和桥上线路可靠而平稳地连接的作用。桥台一般是石砌或素混凝土结构，轻型桥台则采用钢筋混凝土结构。在岸边或桥孔尽端介于桥梁与路堤连接处的支撑结构物。它起着支撑上部结构和连接两岸道路同时还要挡住桥台背后填土的作用。本文采用GEO5桥台挡土墙设计模块对上海某公路桥梁工程的桥台挡土墙设计进行了分析验算，验算结果表明，在此场地条件下采用的桥台挡土墙取得了很好的支挡效

2、果。工程概况设计采用的桥台挡土墙由墙身、侧墙、承台组成。桥台挡土墙墙身、侧墙与承台设计结构如图1所示。图1桥台挡土墙结构示意图挡土墙墙身、侧墙与承台采用钢筋混凝土结构，混凝土的强度等级为C30，混凝土重度为25kN/m3，钢筋等级为HRB335，挡土墙基础为天然基础，地下水埋深2.8m。具体的岩土参数请参照表1。表1岩土参数表重度内摩擦角黏聚力墙背和土体间摩擦角土层γ（kN/m3）φ（°）c（kPa）δ（°）填土18.035017亚砂土119.036.5018亚粘土19.8271013粘土19.5271013亚砂土218.533.501

3、6粉砂19.629514工况一：桥梁荷载大小为238kN。工况二：桥梁荷载大小为238kN，挡土墙墙后集中荷载大小为140kN，距离墙背分别为3m和8m。验算操作流程分析设置在【分析设置】中选择“中国-公路行业（JT）”。图2分析设置墙身截面在【墙身截面】设置界面中设置挡土墙类型和墙身截面尺寸参数。按照设计类型，输入墙身截面参数。选择第一个挡土墙形状，输入k1设置为6.35m，k2设置为0.00m，k3设置为0.85m，k4设置为0.80m，k5设置为0.60m，k6设置为0.80m，k7设置为1.40m，k8设置为5.60m，s1设置

4、为10.00m。图3墙身截面设置侧墙在【侧墙】设置界面中设置侧墙尺寸参数。选择“对称悬空式”，勾选“现浇混凝土至桥台”，输入侧墙尺寸：a1设置为0.00m，a2设置为1.58m，v1设置为1.00m，v2设置为6.70m，t设置为0.80m。图4侧墙尺寸设置墙身平面在【墙身平面】设置界面中设置墙身平面尺寸参数。基础长度设置为10.80m，桥台长度设置为10.00m，侧墙宽度t设置为0.80m。图5墙身平面设置基础台阶在【基础台阶】设置界面中点击按钮，在弹出的设置面板中输入参数基础台阶厚度设置为0.85m，基础台阶（墙址）宽度设置为0.8

5、0m，基础台阶（墙踵）宽度设置为0.80m。图6基础台阶设置墙身材料在【墙身材料】设置界面中设置桥台挡土墙墙身材料，混凝土选择“C30”,勾选“输入纵筋”，钢筋选择“HRB335”，混凝土重度为25kN/m3。图7墙身材料设置剖面土层在【剖面土层】设置界面中设置土层深度，点击按钮，在“Z坐标”中输入1、3.7、6.2、7.4和7.8，这样就设置好了墙后地层分布。图8剖面土层添加岩土材料在【岩土材料】设置界面中设置岩土层材料，点击按钮，在弹出的设置面板中添加填土、砾石和基础材料，材料具体参数请参照表1。图9添加岩土材料指定材料在【指定材料

6、】设置界面中将刚刚添加的岩土材料指定给对应的土层，选择岩土材料图例，然后在显示窗口中点击要指定的土层，这里把填土指定给第一层，亚砂土1指定给第二层，亚粘土指定给第三层，粘土指定给第四层，亚砂土2指定给第五层，粉砂指定给第六层。图10指定岩土材料基础在【基础】设置界面中选择基础类型为“采用天然地基材料”。图11基础设置墙后坡面在【墙后坡面】设置界面中选择第一个坡面类型。图12墙后坡面设置地下水在【地下水】设置界面中选择第二个类型，设置结构后地下水位为2.8m，不考虑结构前后水位差引起的基地渗透压力。图13地下水设置超载在设置界面中，设置一

7、个竖向荷载来模拟桥梁对于桥台挡土墙的超载，竖向荷载大小为238kN，荷载工况类型选择“完建状态”。图14工况一超载设置在左上角，点击，建立工况2。在设置界面中，设置两个集中荷载来模拟墙后公路上的汽车对桥台挡土墙的荷载，点击按钮，在弹出的设置面板中添加集中超载，在名称中输入“集中超载1”，超载类型选择“集中超载”，作用类型选择“永久作用”，位置选择“坡面”，起点x设置为3m，长度l设置为2m，宽度b设置为7m，超载大小中输入140KN，点击添加。第二个集中超载同第一个集中超载，点击按钮，在名称中输入“集中超载2”，起点x设置为8m，其余与

8、第一个集中超载相同。图15工况二超载设置验算结果分析工况一倾覆滑移验算在【倾覆滑移验算】界面中，软件给出了各作用力在x和z坐标方向的分力大小及作用点坐标。结果显示倾覆稳定性验算和滑移稳定性验算均满足设计要求