简支梁桥台及其下部基础设计计算过程案例综述
1.1桥台类型选择
本设计选用重力式钢筋混凝土U形桥台，这种类型的桥台是依靠桥台自身的重力来平衡桥台后的土侧压力。桥台台身混凝土C25，台帽混凝土C30，基础混凝土C30。重力式桥台，构造简单，整体刚度大。下雨时，桥台的两个侧墙之间易积水，如果不能及时排出的话，当气温降低时，易结冰冻胀产生裂缝，所以要采用渗透性好的砂土夯填密实，并在桥台后设置50cm厚的滤水层来排水。
1.2桥台及其基础的构造设计
台帽
台帽在桥台中的尺寸较小，但受力比较复杂，应采用钢筋混凝土。桥台台帽局部压力过大，素混凝土难以承受，需要按照构造布置钢筋网片来使受力均匀。台帽混凝土C30，钢筋按照构造设置钢筋网片。桥台台帽厚度取40cm。台帽处的高度是7.6m，放置T形梁后，与桥台面板等高衔接。设置台帽的长宽取值如下：
图5-13台帽顺桥向尺寸（单位：cm）
纵桥向台帽的最小宽度b为：
b=a2
=0.4
横桥向台帽长度为：
l=B+2c2
=9.1+2×0.1
B为台身宽度，取9.1m。
台身
重力式U形桥台前墙设置垂直面，有利于桥下净空。前墙内侧倾斜，坡度为6:1。桥台侧墙与前墙采用钢筋连接，侧墙外侧垂直，内侧倾斜，坡度3:1，长度7.6m。锥体斜坡的下边缘应与与前墙相交的地面线相交。锥体边坡的坡度从纵向的1:1逐渐变为纵向桥梁到路堤的1:1，从横向桥梁到路堤的坡度为1.5。边墙端部80cm的水平长度伸入路堤，以保证桥台与连接道路路堤的良好连接，提高整体性。除侧墙垂直端1m外，下部采用4:1坡度。根据《公预规》(JTGD60-2018)的规定，台身宽度与路基顶面宽度相同，为9.1m。台身及桥面高度8.9m。
桥台的基础
桥台基础形式选择为刚性基础。基础材料选用C30的混凝土，基础下铺设10cm厚的C15混凝土砂浆来为基础进行找平。基础初步选择尺寸为厚1m、顺桥向长11.2m、横向宽9.5m。
下面将对初步设置的尺寸进行验算。桥台及其基础的尺寸如图5-14a、5-14b和5-14c所示。
图5-14a桥台及其基础的立面图（单位：mm）
图5-14b桥台及其基础的侧面图（单位：mm）
图5-14c桥台及其基础的平面图（单位：mm）
1.3桥台荷载计算
桥上部反力
表5-15上部构造荷载统计表
编号
铅垂力N(kN)
距基底中心的距离（m）
弯矩M（kN?m
恒载
1084.79
5.15
5586.67
活载
1339.14
5.15
6896.57
自重恒载计算
首先计算桥台各个部分的重力对桥台基础底面的前趾点“A”的弯矩，再经过换算得到桥台以及桥台内填土对基础的底面中心的弯矩和力臂。
表5-16自重恒载计算表
编号
部位
铅垂力（kN）
对A点力臂（m）
对A点弯矩（kN?m
1
台帽
95
0.5
47.50
2
前墙
4923.828
1.72
8468.13
3
侧墙
4544.796
6.44
29268.49
4
填土
9083.387
6.84
62130.37
5
基础
2530.8
5.55
14045.94
由上表5-21可知，桥台以及桥台内填土总重为：21177.81kN；桥台以及桥台内填土对A点的总弯矩为：113960kN?m
113960
桥台以及桥台内填土对基底中心的偏心弯矩：
21177.81×
汽车制动力
汽车制动力标准值为77.23kN，小于160kN。所以应计制动力标准值等于160kN。
1.4桥台后土压力
桥台后的土压力按下式计算：
E=1
式中：γ=19kN/m3；B=9.1m；
破裂角
桥台后填土内破坏棱体破裂面与竖直线之间夹角θ的正切值按下式计算：
tanθ
ω=α+δ+φ
式中：φ=30°；
β=0°；
α=9.5°；
δ=φ/2=15°；
则ω=α+δ+φ=9.5°+15°+30°=54.5°，
tan
破坏棱体的长度l0
在桥台后破坏棱体长度l0
G
?=GB
主动土压力系数
用库伦土压力公式计算:
μ=cos2（
桥台后有活载时的桥台后土压力
E=1
台后土压力作用点距离桥台基底的距离c,
c=H
土压力对桥台基底的弯矩：
M=2853.24×3.15=8999.59
桥台后无活载时的桥台后土压