[發明專利]一種高陡邊坡橋梁嵌固基礎的設計方法

有效

• 申請號: 202110052992.2
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN113158285B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 陳克堅;胡玉珠;艾智能;許智焰;劉偉;徐建華;韓國慶;廖文建;王煦;陳洪春
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;E02D17/20;G06F119/14
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 王建國

1.一種高陡邊坡橋梁嵌固基礎的設計方法，包括如下步驟：

①初擬嵌固基礎設計參數，嵌固基礎最小長度H₀＝H₁+H₂+h，按下式確定最小嵌固深度h：

M＝M₀+F(H₁+H₂)-τ×H₂×d₁×H₂/2

式中，M為基礎下端錨固點處的彎矩；b為垂直于彎矩作用平面的嵌固基礎邊長，d₁為嵌固基礎寬度；H₁為自由段長度；H₂為側壁摩阻段長度；τ為嵌固基礎混凝土與巖石的容許摩阻力；K為根據巖層構造在水平方向的巖石容許壓力換算系數，取0.5～1.0；R為巖石飽和單軸抗壓強度；F為基礎頂面水平力；M₀為基礎頂面的彎矩；

②根據錨固點應力計算錨固面以下抗剪最不利高度側向壓力P₁：

P₁＝σ×d₁×h₃

式中，σ為錨固點應力；h₃為最不利抗剪區高度，按最小嵌固深度h的1/4取值；

③計算錨固面最不利高度巖體抗剪能力T：

T＝S×C (5)

式中，S為巖石抗剪區域面積，根據垂直于彎矩作用平面的嵌固基礎邊長b、臨空面巖石襟邊寬度a₁、臨空面覆蓋層襟邊寬度a₂、最不利抗剪區高度h₃和摩擦角確定；C為巖石設計抗剪強度；

④判斷錨固面以下最不利高度巖體抗剪能力T是否大于錨固面以下最不利高度側向壓力P₁：

S401.如T≥P₁，則確定嵌固基礎長度H＝H₀；

S402.如T＜P₁，則增加嵌固基礎長度H為H₀+0.5m，假設錨固面下移0.5m，重復步驟①，修正嵌固點彎矩值M、最小嵌固深度h，根據最小嵌固深度h確定新的錨固面位置；根據新的錨固面位置，確定臨空面巖石襟邊寬度a₁、臨空面覆蓋層襟邊寬度a₂和側壁約束段長度H₂；重復步驟②計算錨固面以下最不利高度側向壓力P₁；重復步驟③計算錨固面以下最不利高度范圍巖體抗剪能力T；如T≥P₁，則確定嵌固基礎長度H＝H₀+0.5m；如T＜P₁，則持續增加嵌固基礎長度H，直至隨著臨空面巖石襟邊寬度a₁、臨空面覆蓋層襟邊寬度a₂和側壁約束段長度H₂的增加，其錨固面以下最不利高度巖體抗剪能力T≥T≥P₁為止；

⑤根據步驟④確定的嵌固基礎長度H計算嵌固基礎的豎向容許承載力[P]：

[P]＝R(C₁A+C₂Uh)

式中，R為巖石飽和抗壓強度；C₁為巖石破碎程度系數；A為基礎底面積；C₂為巖石破碎程度系數；U為嵌固基礎邊長；

⑥按下式檢算基礎的豎向容許承載力[P]是否滿足設計要求:

[P]≥P+W

式中，P為嵌固基礎基頂豎向力，W為嵌固基礎重量；

如不滿足上式要求，則進一步加深嵌固基礎長度H，重復步驟④和步驟⑤，直至滿足設計要求為止。

2.如權利要求1所述的一種高陡邊坡橋梁嵌固基礎的設計方法，其特征是：所述步驟①中，自由段長度H₁根據覆蓋層的厚度確定，在完整基巖以上區域當做自由段處理，臨空面巖石襟邊寬度a₁≥4m和0.5b，并依此初步確定側壁摩阻段長度H₂。

3.如權利要求1所述的一種高陡邊坡橋梁嵌固基礎的設計方法，其特征是：所述步驟②中，錨固點應力σ不大于0.5KR及混凝土容許壓應力。