桥梁基础课程设计.docx

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桥梁基础课程设计

一、课程设计（论文）得内容

在学习桥梁基础工程等课程得基础上，根据给定基本资料（地质及水文资料,荷载）进行桥梁群桩基础得设计,初步掌握桥梁桩基础得设计与计算方法。

二、课程设计（论文）得要求与数据

（一）基本资料

1地质及水文资料

河床土质为卵石土，粒径50-6０mm约占６0%,20-30ｍｍ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；

　土得重度　（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。

承台平面图如图2所示。

　纵桥向断面横桥向断面　

图1桩基剖面图（单位:

m）　　　　图２　单位：

ｍ

2　作用效应

上部为等跨３0m得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得荷载如下。

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、风力等引起得弯矩）

永久作用及二孔可变作用（控制桩入土深度荷载）时：

∑N＝４6788、００kN

3承台用C２0混凝土,尺寸为９、８×5、6×２.0m,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）主要设计依据规范

1公路桥涵地基及基础设计规范（ＪTGD６3-2007）

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）应完成得工作

设计满足要求得群桩基础,并形成图纸与计算文件。

计算文件包括以下内容：

1.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

2、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

3按地基土得支承力确定与验算单桩轴向承载力

4.承台验算

验算项目：

承台冲切承载力验算

四、课程设计（论文）进程安排

序号

设计（论文）各阶段内容

地点

起止日期

１

布置任务,设计内容讲解,查阅资料

２01２、1２、10

2

完成单桩桩顶荷载分配计算（群桩到单桩）

2012、12、１0-2012、6、11

3

完成单桩设计

20１２、１2、1２

４

完成桩基相关检算内容

2012、1２、13

5

总结,撰写设计说明书

２012、１2、14

五、应收集得资料及主要参考文献

［1]　中华人民共与国行业标准、公路桥涵地基与基础设计规范（JTG　D６３-２007）、北京:

人民交通出版社,200７

[2］中华人民共与国行业标准、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（ＪＴＧD62-２00４）、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,２007

[4]江祖铭等主编、墩台与基础、北京：

民交通出版社,１9９４

发出任务书日期:

201２年　12　　月　１0日　指导教师签名:

吉小明

计划完成日期：

２0１２年12　月14日　　　基层教学单位责任人签章:

设计计算

1、承台底面中心得荷载计算：

1、１永久作用加一孔可变作用:

1.2永久作用加二孔可变作用

２、１桩得计算宽度

由于,查表取得,

已知

查表可得,由n=２可得,故取

所以

３、2桩－土变形系数

先拟定桩身混凝土强度为C30,经查表可得

桩在最大冲刷线以下深度为,其计算长度为

故按弹性桩计算

3、3桩顶刚度系数、、、植得计算

，，查表可得,钻孔时取

经查表可知当为摩擦桩时,取与得较小值

，

故取,所以

已知,故取,

由上述与可以查得

3、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

3、７最大冲刷线深度下沿桩身长度方向弯矩、水平压应力得计算:

3.7.1桩身最大弯矩处及最大弯矩得计算:

由得,及查表可得,故

由及查附表可得

3.7.2最大冲刷线深度下沿桩身长度方向弯矩、水平压应力得计算:

采用无量钢法计算,由，所以用摩擦桩公式计算

其中,。

经查相关附表可得、、、,计算结果如下;　

由上表数据可画出桩身弯矩图与桩身水平压应力分布图

3.8桩顶纵向水平位移验算：

桩在最大冲刷线处水平位移与转角得计算:

由与查附表可得

，,

符合规范要求。

3.9墩顶纵桥向水平位移验算:

由,取4,可查得：

=64、７5１27　

==16、６2332　　=5、75058

桩顶得纵向水平位移

水平位移得容许值，满足规范要求

4.桩身截面得配筋计算及截面强度得校核:

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处,该处

现拟定采用C30混凝土，ＨRB3３5钢筋,

查表可知当时桩得计算长度如下计算

　长细比应考虑纵向弯曲对偏心矩得影响,取,则截面得有效高度

现进行偏心距增大系数计算:

故考虑纵向弯曲对偏心矩得影响后,

1计算受压区高度系数

,

则配筋率由下式计算:

承载力计算如下:

经查表可得

采用试算法进行计算，其计算结果如下表：

由计算表可见，当时,计算纵向力与设计值之比较为合理,此时可得,。

2计算所需纵向钢筋得截面积

由于小于规定得最小配筋率,故采用进行计算

现采用，布置如图所示。

实际配筋率,满足规范要求。

混凝土净保护层，满足规范要求。

纵向钢筋间得净距为，满足规定净距不应小于80mm且不大于350mm得要求。

5、对截面进行强度复核

由前面得计算结果:

；;;

实际配筋率。

1在垂直于弯矩作用平面内

长细比,故稳定系数

混凝土截面积为，实际纵向钢筋面积,在垂直于弯距作用平面内得承载力为：

2弯距作用平面内

现采用试算法列表计算

当时,,与设计得很接近，故取为计算值。

在弯矩作用平面内得承载力为:

桩身配筋图见附图

６、1桩底持力层承载力验算:

６、２、按地基土得支承力确定与验算桩基得承载能力:

，

,,,,

满足规范要求　　　　　

7.承台得强度检验:

７、１承台冲切承载力验算承台得强度检验

桩对承台得冲剪验算

１、柱或墩台向下冲切承台得冲切承截力计算

由设计图,可知，故不需进行验算，易知其满足要求。

7、2、角桩

换算正方形边长,根据安全等级二级验算,所以有

由设计图,可知,故不需进行验算,易知其满足要求。

7、3边桩

根据安全等级二级验算,所以有

由设计图,可知,故不需进行验算,易知其满足要求。

因为基桩在承台得布置范围不超过墩台边缘以刚性角向外扩散范围,故不验算桩对承台得冲剪强度。