铁路桥梁基础设计

铁路桥梁基础设计

铁路桥梁基础设计

一、 概述

常用的基础形式主要有明挖基础和桩基础，沉井基础在少数情况也会用到，基础的设计包括确定基础形式、冲刷计算、基底外力计算、基础验算等内容。 二、 初步确定基础形式

初步确定基础的形式，需要综合考虑地质条件、墩台高度、冲刷深度等因素，基础顶面一般不露出地面，基础开挖深度一般不大于6m。

旱桥或不考虑水流冲刷作用的墩、台，地面以下持力层承载力较好时，可采用明挖基础，基础层数以1～3层为宜；地基情况较差，没有放置明挖基础的持力层时，则采用桩基础，桩基础位于比较陡的斜坡面上时，为了减少基坑开挖量，承台可以部分高出地面，但出露部分一定要用浆砌片石护砌，并在计算桩基时考虑其不利影响，以保证安全。

有冲刷的墩、台，当冲刷总深度不大时，可采用明挖基础，非岩石地基基底埋置深度应符合《铁路工程水文勘测设计规范》第3.6.8条的规定，岩石地基基底埋入岩石的深度，需根据岩石的坚硬程度，胶结物类别，风化程度，节理、裂隙、层理发育情况等分析确定。当冲刷深度较大时，则只能采用桩基础，桩径和桩数根据梁跨组合情况、墩台高度、地质条件拟定，如果条件允许，水中墩还可以设计为高桩承台。

高桩承台示意图

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三、 冲刷计算

位于河流中的墩、台，首先应进行冲刷计算，然后才能对基础进行验算。墩、台的冲刷一般按河槽、河滩分别计算，河槽和河滩部分通过的设计流量分别按《铁路工程水文勘测设计规范》之公式(3.6.2-2)及(3.6.2-4)计算，如果桥下河流不能区分明显的滩、槽，可都按河槽计算。

非粘性土河床河槽部分和河滩部分一般冲刷深度分别按《铁路工程水文勘测设计规范》之公式(3.6.2-1)及(3.6.2-3)计算。

粘性土河床河槽部分和河滩部分一般冲刷深度分别按《铁路工程水文勘测设计规范》之公式(3.6.3-1)及(3.6.3-2)计算。

桥台一般只计算一般冲刷，对于桥墩，还应计算其局部冲刷。非粘性土河床桥墩的局部冲刷深度基本计算公式见《铁路工程水文勘测设计规范》之 (3.6.6-1)及(3.6.6-2)；粘性土河床桥墩的局部冲刷深度基本计算公式见《铁路工程水文勘测设计规范》之 (3.6.7-1)及(3.6.7-2)。如果一般冲刷线低于承台底面，桥墩的局部冲刷应按《铁路工程水文勘测设计规范》附录G的公式计算。

一般冲刷至岩层时，按岩石河床局部冲刷公式计算。

冲刷计算是一个反复试算的过程，先要假定冲至某一土层，按该土层的特性计算冲刷深度，如果计算结果与假定一致，说明假定正确，否则，应重新假定，重新计算。 四、 基础设计

（一）、基础构造要求

明挖基础可以为单层或多层，每一层的厚度不小于1.0m。混凝土基础襟边构造要求如下图所示，最上一层基础台阶两正交方向的坡线与竖直线所成的夹角不大于35°，需要同时调整最上一层台阶两正交方向的襟边宽度时，其斜角处的坡线与竖直线所成的夹角不得大于上述两正交方向为35°夹角时斜角处的坡线与竖直线的夹角，其它各层台阶正交方向的夹角不大于45°。

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明挖基础刚性角示意图1

圆端形截面的桥墩，明挖基础襟边平面见下图，a为35°刚性角的襟边，调整纵横向襟边尺寸为c和d时，其中c的刚性角为35°～45°，d的刚性角应小于35°，并且e≤ b。

明挖基础刚性角示意图2

位于陡坡上岩石地基中的明挖基础，埋置深度应考虑岩层节理、承载力、有无不利走向、倾角等因素，基底外缘至岩层安全线的最小水平距离a，对于硬质岩，视其节理发育程度及地面线倾斜程度而定，一般不小于2～3m，对于软质岩，视其风化破碎程度及地形条件而定，一般不小于3～5m。

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陡坡岩石地基基础设置

墩、台需要采用桩基础时，一般为钻孔桩或挖孔桩，少数情况也会用到打入桩。钻孔桩可用于土层或岩层，设计桩径一般采用0.8m、1.0m、1.25m、1.5m或更大桩径；挖孔桩适用于无地下水或少量地下水的土层或岩层，桩入土深度不宜大于10m，桩径或边宽不小于1.25m，防护措施采用10～15cm厚度的混凝土护壁。

承台刚性角构造要求如下图所示，圆端形截面的桥墩角桩的扩散角应不大于45°。

承台刚性角示意图

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