交大土力学课程设计--刚性扩大基础.doc

土力学与地基基础
课 程 设 计

学 院：
专业班级：
题 目：刚性扩大基础
姓 名：
学 号：

本课程设计取材于广东省龙川县东江大桥实例工程。、墩要求采用明挖扩大基础，、墩采用钻孔桩基础。两种基础类型各自验算一种类型（各自选定一个有控制的墩进行计算），其他墩基础可参照计算结果按构造尺寸要求绘图即可，不作具体计算。
设计资料
1． 上部构造：16m跨为钢筋混凝土T型梁，25m为装配式预应力钢筋混凝土T型梁
标准跨径：16m与25m（相邻墩台中线间距）
大梁全长：15.96m与24.96m（梁伸缩缝宽4cm）
计算跨径：15.40m与24.30m（支座中心距）
桥南宽度：行车道9m，人行道
2．支座：活动支座采用四氟滑橡胶支座，摩阻系数μ=0.15，支座布置见附图
3．设计荷载：公路Ⅱ级，人群3.5KN/m
4．桥墩形式：均采用双柱式加悬挑臂盖梁墩帽（墩帽见附图）
5．桥墩材料：盖梁C25钢筋混凝土，容重γ=25KN/，墩身C20钢筋混凝土，容重γ=25KN/
6．水文地质资料见附图
7．风压：基本风压W3=0.6Kpa
8．其它：本桥基本上为跨线桥，广岸跨越小铁路，梅岸跨越定南至老隆公路，二都河为季节性河流，不通航，不考虑漂浮物
9．有关设计参考图两张
1号墩明挖刚性扩大基础
一、 基础尺寸的拟定
1．最大刚性角确定
桥墩及基础和拟定的尺寸如图，基础分三层，每层厚度为0.50m，襟边和台阶宽度相等，为0.4m。基础用C25混凝土，混凝土的刚性角。现基础扩散角为
α==<
满足要求。
2．确定埋置深度
号墩所处位置河流最大冲刷深度为0m，故基底埋深安全值为=1.5m。此处为了保护基础不受人为活动等原因而破坏，可取h=2.5m。
3．拟定平面尺寸
长度（横桥向）
宽度（顺桥向）

二、作用效应计算
1．永久作用
上部构造恒载反力及桥墩墩身、基础上土重计算。其值列于下表：
基础自重：
桥墩①自重：
桥墩②自重：
墩帽③自重：
墩帽④自重：
支座⑤重：
支座⑥重：
基础上覆土重：
设计水位浮力：
项目
竖向力
P（KN）
对基底中心轴偏心距e(m)
弯矩
M（）
备注
基础自重
1400．5
0
0

弯矩正负值规定如下：逆时针方向取“”号；顺时针方向取“”号
桥墩①自重
331．8
-3
-995．4
桥墩②自重
331．8
3
995．4
墩帽①自重
838．2
0
0
墩帽②自重
82．3
0．635
52．3
支座①重
1．5
0．52
0．8
支座②重
1．7
-0．13
-0．2
基础上覆土重
896．8
0
0
设计水位浮力
406．8
0
0
枯水位浮力
0
0
0
16m跨支座反力
867．3
0．52
451．0
25m跨支座反力
1662．4
-0．13
-216．1

设计水位
枯水位
2．可变作用
（一）、汽车荷载
单孔双行：

16m跨：
25m跨：

双孔双行：

（二）、人群荷载
单孔双行

双孔双行

（三）、制动力
制动力按车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算，但公路Ⅱ级汽车荷载的制动力标准值不得小于90KN。
16m跨梁上一个设计车道上的制动力：
25m跨梁上一个设计车道上的制动力：
因此，制动力应取90KN。该桥为双车道，则制动力为180KN。
按规范要求，则此设计中中汽车制动力为

（四）、支摩力
本设计中只考虑恒载的影响，且两端支座摩阻力要相互抵消一部分。

由上可得，支摩力大于制动力。故在组合中，以支摩力作为控制设计。
（五）、风荷载

3．偶然作用
本设计不考虑偶然作用的影响

三、作用效应组合

①16m跨

②25m跨

P(KN)
H(KN)
M(KN/m)
P(KN)
H(KN)
M(KN/m)
设计水位
6821.1
0
287.8
6821.1
0
287.8
汽车荷载
166.2
0
454.1
192.9
0
-75.1
人群荷载
84
0
43.7
131.2
0
-17
支摩力
0
130.1
-1070.4
0
249.4
2051.7
风荷载
0
18.4
-108.6
0
18.4
-108.6
承载能力
7071.3
148.5
-393.4
7145.2
267.8
2138.8
短期效应
7021.44
143.9
-502.48
7087.33
263.2
2188.48

④16m跨

⑤25m跨

P(KN)
H(KN)
M(KN/m)
P(KN)
H(KN)
M(KN/m)
枯水位
6416.3
0
287.8
6416.3
0
287.8
汽车荷载
166.2
0
454.1
192.9
0
-75.1
人群荷载
84
0
43.7
131.2
0
-17
支摩力
0
130.1
-1070.4
0
249.4
2051.7
风荷载
0
18.4
-108.6
0
18.4
-108.6
承载能力
6666.5
148.5
-393.4
6740.4
267.8
2138.8
短期效应
6616.64
143.9
-502.48
6682.53
263.2
2188.48

③双孔

⑥双孔

P(KN)
H(KN)
M(KN/m)
P(KN)
H(KN)
M(KN/m)
水位
6821.1
0
287.8
6416.3
0
287.8
汽车荷载
1031.9
0
161
1031.9
0
161
人群荷载
215.2
0
26.7
215.2
0
26.7
支摩力
0
119.3
932.6
0
119.3
932.6
风荷载
0
18.4
-108.6
0
18.4
-108.6
承载能力
8068.2
137.7
1299.5
7663.4
137.7
1299.5
短期效应
7758.63
133.1
1278.35
7353.83
133.1
1278.35
注：该表中③号双孔水位为设计水位，⑥双孔为枯水位。表中水位值为恒载值

四、地基承载力验算
按短期效应组合设计,则第二种组合最不利
一、 地基强度验算

因此需要做持力层强试验算
（一）、持力层强度验算

故强度满足要求
（二）、软弱下卧层承载力验算
下卧层 持力层
因此需要进行软弱下卧层验算
基底到下卧层顶面处的距离为

则
查表可得附加应力系数
因为
所以
可得
因此软弱下卧层承载力满足要求
二、基底偏心距验算
当为永久作用标准值效应组合时满足

当为标准值效应组合时满足
则第五种组合最不利

满足要求
三、基础稳定性验算
（一）、倾覆稳定性验算
按承载能力极限状态设计
第五种组合最不利

满足要求
（二）、抗滑动稳定性验算

满足要求