[发明专利]一种高陡边坡桥梁嵌固基础的设计方法

权利要求书

1.一种高陡边坡桥梁嵌固基础的设计方法，包括如下步骤：

①初拟嵌固基础设计参数，嵌固基础最小长度H₀＝H₁+H₂+h，按下式确定最小嵌固深度h：

M＝M₀+F(H₁+H₂)-τ×H₂×d₁×H₂/2

式中，M为基础下端锚固点处的弯矩；b为垂直于弯矩作用平面的嵌固基础边长，d₁为嵌固基础宽度；H₁为自由段长度；H₂为侧壁摩阻段长度；τ为嵌固基础混凝土与岩石的容许摩阻力；K为根据岩层构造在水平方向的岩石容许压力换算系数，取0.5～1.0；R为岩石饱和单轴抗压强度；F为基础顶面水平力；M₀为基础顶面的弯矩；

②根据锚固点应力计算锚固面以下抗剪最不利高度侧向压力P₁：

P₁＝σ×d₁×h₃

式中，σ为锚固点应力；h₃为最不利抗剪区高度，按最小嵌固深度h的1/4取值；

③计算锚固面最不利高度岩体抗剪能力T：

T＝S×C (5)

式中，S为岩石抗剪区域面积，根据垂直于弯矩作用平面的嵌固基础边长b、临空面岩石襟边宽度a₁、临空面覆盖层襟边宽度a₂、最不利抗剪区高度h₃和摩擦角确定；C为岩石设计抗剪强度；

④判断锚固面以下最不利高度岩体抗剪能力T是否大于锚固面以下最不利高度侧向压力P₁：

S401.如T≥P₁，则确定嵌固基础长度H＝H₀；

S402.如T＜P₁，则增加嵌固基础长度H为H₀+0.5m，假设锚固面下移0.5m，重复步骤①，修正嵌固点弯矩值M、最小嵌固深度h，根据最小嵌固深度h确定新的锚固面位置；根据新的锚固面位置，确定临空面岩石襟边宽度a₁、临空面覆盖层襟边宽度a₂和侧壁约束段长度H₂；重复步骤②计算锚固面以下最不利高度侧向压力P₁；重复步骤③计算锚固面以下最不利高度范围岩体抗剪能力T；如T≥P₁，则确定嵌固基础长度H＝H₀+0.5m；如T＜P₁，则持续增加嵌固基础长度H，直至随着临空面岩石襟边宽度a₁、临空面覆盖层襟边宽度a₂和侧壁约束段长度H₂的增加，其锚固面以下最不利高度岩体抗剪能力T≥T≥P₁为止；

⑤根据步骤④确定的嵌固基础长度H计算嵌固基础的竖向容许承载力[P]：

[P]＝R(C₁A+C₂Uh)

式中，R为岩石饱和抗压强度；C₁为岩石破碎程度系数；A为基础底面积；C₂为岩石破碎程度系数；U为嵌固基础边长；

⑥按下式检算基础的竖向容许承载力[P]是否满足设计要求:

[P]≥P+W

式中，P为嵌固基础基顶竖向力，W为嵌固基础重量；

如不满足上式要求，则进一步加深嵌固基础长度H，重复步骤④和步骤⑤，直至满足设计要求为止。

2.如权利要求1所述的一种高陡边坡桥梁嵌固基础的设计方法，其特征是：所述步骤①中，自由段长度H₁根据覆盖层的厚度确定，在完整基岩以上区域当做自由段处理，临空面岩石襟边宽度a₁≥4m和0.5b，并依此初步确定侧壁摩阻段长度H₂。

3.如权利要求1所述的一种高陡边坡桥梁嵌固基础的设计方法，其特征是：所述步骤②中，锚固点应力σ不大于0.5KR及混凝土容许压应力。