桥梁基础工程课程设计.doc

桥梁基础工程课程设计资料一、基本资料1 地质及水文资料河床土质为卵石土，粒径5060mm约占60，2030mm约占30，石质坚硬，孔隙大部分由砂填充密实，卵石层深度达58。6m；地基比例系数（密实卵石）；地基承载力基本容许值；桩周土摩阻力标准值; 土的重度 （未计浮力）；土内摩擦角。地面（河床)标高69。50m;一般冲刷线标高63.54m;最大冲刷线标高60。85m；承台底标高67。54m；常水位标高69。80m，如图1.承台平面图如纵桥向断面横桥向断面图1 桩基剖面图（单位：m）图2 单位：m2 作用效应上部为等跨30m的钢筋混凝土预应力梁桥，荷载为纵向控制设计,作用于混凝土桥墩承台顶面纵桥向的荷载如下. 永久作用及一孔可变作用 （控制桩截面强度荷载) 时:N=40746kN(制动力及风力）M=4617.30kN.m（竖直反力偏心距、制动力、风力等引起的弯矩)永久作用及二孔可变作用(控制桩入土深度荷载）时：N=46788.00kN3 承台用C20混凝土，尺寸为9.85。62.0m，承台混凝土单位容重。4桩基础采用高桩承台式摩擦桩，根据施工条件，桩拟采用直径，以冲抓锥施工。二、设计依据规范1 公路桥涵地基及基础设计规范（JTG D632007 ）2 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）三、课程设计（论文）应完成的工作设计满足要求的群桩基础，并形成图纸与计算文件。计算文件包括以下内容:1. 据单桩容许承载力拟定桩长2。群桩结构分析（1） 计算桩顶受力（2） 计算沿桩长度方向弯矩,水平压应力，并画出相应分布图（3） 桩顶纵向水平位移验算3。 桩身截面配筋并绘出基桩构造及钢筋图（横截面，立面)，进行桩截面强度校核4. 按地基土的支承力确定和验算单桩轴向承载力5. 承台计算项目：局部受压、抗冲剪6. 群桩基础承载力检验7. 参考文献(1)、王晓谋。基础工程.北京：人民交通出版社，2004(2）、中华人民共和国行业标准。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）.北京:人民交通出版社，2004(3)、叶见曙.结构设计原理. 北京：人民交通出版社，2004(4)、中华人民共和国行业标准。公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D632007 ). 北京:人民交通出版社，2007(5）江祖铭等主编。墩台与基础。北京：人民交通出版社,1994设计计算1。承台底面中心的荷载计算：1.1 恒载加一孔荷载:1。2 恒载加二孔荷载：2。 桩长度的初步计算：2.1桩长的计算：由于地基土层单一，用确定单桩容许承载力公桥基规经验公式初步反算桩长，设桩埋入最大冲刷线以下深度为h，一般冲刷线以下深度为，则：桩（直径1.2m）自重每延米q=KN=8185。89+8。48h计算P时取以下数据：桩的桩径1。2m,冲抓锥成孔直径1。3m，桩周长U=1.3=4。08m，A=1。13，=0.7，=0。8，=10，=1000KPa，=10KN/（已扣除浮力），=500KPa,所以得：P=1083.78h+613。18=8185。89+8.48h解得：h=7.04m 现取h=11。31m3群桩结构分析：3。1桩的计算宽度:= 已知：=2m；=3(d+1）=6.6m；n=2 =0。6；=0。9;=1+=1。833 ；=m3。2桩土变形系数C30混凝土的受压弹性模量，则E=0。8=2。40KN/； 桩在最大冲刷线以下深度h=11。31m，其计算长度则为：,故按弹性桩计算。3。3桩顶刚度系数、植的计算=6。69m;h=11.31m； （根据公桥基规钻挖孔桩采用），A=1。13，按桩中心距计算面积，故取：=已知:（4），取=4，查教材基础工程附表17、18、19得：=0。05989=0。17312=0。674333。4计算承台底面原点O处位移、（单孔活载+恒载+制动力等),3。5 计算作用在每根桩顶上作用力、:竖向力:水平力：弯矩：校核:3。6 计算最大冲刷线处桩身弯矩，水平力，及轴向力:=242。47+59.766.69=157.32=59.76KN=7735。24+1。136.69(25-10）=7848.64KN3。7 最大冲刷线深度下沿桩身长度方向弯矩、水平压应力的计算：3。7。1桩身最大弯矩处及最大弯矩的计算：由：=0 得:2由=1.572 且=6。754 取=4。0，查教材基础工程附表13得=0。84 故 =1。41m又由=0。84 及=6。754 取=4。0，查教材基础工程附表13得=1。341=1.341157。32=210。97 KNm3.7.2 最大冲刷线深度下沿桩身长度方向弯矩、水平压应力的计算：采用无量钢法计算,由=6。752.5,所以用摩察桩公式计算:其中 =59。76KN =157.32KN、的值查教材基础工程附表3、4、7、8 ，计算如下表：zABAB0001100157。32157.3259。76059。760。3350。20。196960。998060.955510.0279519。72157。01176.7357。102。6354.470。6700。40。377390。986170.83898-0。0955437.78155。14192。9250.14-8.9741.171.1730。70。592280.938170.582010.2268559.29147。59206。8834.78-21。3113.471.6751.00。727140。850890。289010。3505972.79133。86206。6517。2732。93-15。662。5131.50。754660。640810.13952-0.4671575。54118。72194。268.34-43。87-52。213.35020。614130.40658-0。388390。4491461.4763。96125。4323。2142。18-65.394。0202。40。443340.242620。446470。3631244。3838。1782。5526.6834.1060。785。02530。193050。07595-0。36065-0。1905219。3211。9531.27-21。55-17.89-39。445.8633.50.050810.013540。199750.016725。092。137。2211.941。57-13。516。70040.000050。000090。00002-0。0004500。010。0100。04-0。04弯矩图如下:zhAB002。440661.621000000。3350.22。278731。2908810。569。4019。960。6700。41.802731。0006416。7114。5731。281。1730。71.360240。6388522。0616。2838。341。6751。00。970410.3611922。4813。1535.632。5131。50。46614-0。0628816。203。4312.773.3502.00。14696-0.075726。815。511。304.0202。40。00348-0.110300。199.649.455。0253。0-0.087410。094716。08-10。3516。345.8633。5-0.10495-0.056988。517。26-15。776.70040。107880.0148710.002。17-12.17横向土抗应力图如下：3.8 桩顶纵向水平位移验算:桩在最大冲刷线处水平位移和转角的计算：由 =0 =6.754 取 =4 查教材基础工程附表1、2、5、6 得：=2.44066 =-1。62100= 1。62100=1。75058m=0。5739mm6mm符合规范要求3.9 墩顶纵桥向水平位移验算：由 =6。754,取4， 可查得：=64。75127=16。62332=5。75058桩顶的纵向水平位移水平位移的容许值=27.4mm4. 桩身截面的配筋计算及截面强度的校核：4.1 计算轴向力，偏心距，偏心距增大系数：最大弯矩发生在最大冲刷线以下Z=1。41m处，该处=210.97KNm现拟定采用C30混凝土,HRB335钢筋，因故桩的计算长度长细比可不考虑纵向弯曲对偏心矩的影响,取. 计算受压区高度系数取，则配筋率由下式计算： 计算结果如下表：ABCDNu（KN)Nj（KN)Nu/Nj1。212。97870。14352。72380。35940.00503912298。0256535。1541.8821。222.98860。13552。73870.34760。00813412990。5766535。1541。9881.232.99820。12772。75320。33610。01161013769。0026535.1542.1071。243.00750.12012。76750。32480。01554814651。8406535.1542。2421。253。01650.11262.78130。31370.02008915669。7766535。1542。398由计算表可见，当=1.23时，计算纵向力与设计值之比较为合理,故取=1.23，=0.011610为计算值. 计算所需纵向钢筋的截面积现采用2428，,布置如图所示。混凝土净保护层C=8031.6/2=64。2mm25mm，纵向钢筋间净距为136mm80mm。5、对截面进行强度复核由前面的计算结果：；;；实际配筋率。 在垂直于弯矩作用平面内长细比，故纵向弯曲系数.混凝土截面积为，实际纵向钢筋面积，则在垂直于弯距作用平面内的承载力为： 在弯距作用平面内现采用试算法列表计算（见表4）ABCD1.212.97870。14352.72380。359435。98932。301.1142241。222。98860.13552。73870。347634。13632.301。0568531。232.99820.12772。75320.336132。34332。301.0013441.243.00750.12012。76750。324830。60632。300。947543当=1.23时，=32。34mm，与设计的=32.30mm很接近，故取=1。23为计算值。在弯矩作用平面内的承载力为：桩身配筋图如下:6、按地基土的支承力确定和验算桩基的承载能力：，7承台的强度检验:7.1、桩顶处的局部受压荷载， 符合要求。7。2、承台冲切承载力验算承台的强度检验桩对承台的冲剪验算1、柱或墩台向下冲切承台的冲切承截力计算 由设计图知:，所以符合规范要求。2、角桩符合规范要求.7。3边桩符合规范要求。因为基桩在承台的布置范围不超过墩台边缘以刚性角向外扩散范围,故不验算桩对承台的冲剪强度.