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文档简介
.中墩设计书 设计人:姚涛 设计单位;道桥二班 设计时间:二0一一年五月十二日 设计资料(1) 上部构件:30m预应力钢筋混凝土空心板,桥面净宽8m21.5m。(2) 下部构件:混凝土重力式桥墩。(3) 设计荷载:公路-级,人群荷载为3.0kNm(4) 地质资料。 地质柱状图见图6-29。图6-29 地质柱状图(尺寸单位:cm)地基土的物理性质指标见表6-16地基图物理性质指标表6-16层次土名(kN/m3)GS(%)L(%)P(%)eIL1黏性土a19.82.7221.0626.8812.600.6390.6302黏性土b18.72.7433.0938.6417.750.9310.734(5) 水文资料设计水位高程85.9,常水位高程79.3,河底高程78.1,一般冲刷线高程76.8,局部冲刷线高程75,4(高程均以m计)。(6) 其他:桥梁处于公路直线段上,无冰冻,风压为500.01kpa,拟在枯水季节施工。作用于基顶(墩底)处的效应组合见表6-17。2. 设计任务:设计桥的中墩基础。作用于基础(墩底)处的效应组合 表6-17序号效应组合情况作用于基顶(墩底)处的力和力矩N(kN)H(kN)M(kNm)1用于验算地基强度和偏心距组合9876026A:恒载双孔车辆双孔人群98460328B:恒载单孔车辆单孔人群组合A:恒载双孔车辆双孔人群双孔制动力常水位时风力98762262110B:恒载单孔车辆单孔人群单孔制动力常水位时风力984622624122用于验算基础稳定性组合恒载单孔车辆单孔人群设计水位时的浮力85420328组合A:恒载单孔车辆单孔人群单孔制动力设计水位时风力设计水位时浮力85422262041B:恒载单孔车辆单孔人群单孔制动力常水位时风力常水位时浮力754122621112. 设计说明 针对基础的埋置深度选择,需要从地质条件来考虑,考虑的指标是液性指数IL,空隙比e进一步去确定承载力容许值,然后根据液性指数IL判断土质是否是透水,最后由水文资料所给的水位高程,一般冲刷线高程等选定基础埋置深度。针对基础尺寸的选择,根据荷载的地基承载和地基承载力的情况,然后由基础台阶的厚度、宽度,算出台阶扩展角,进一步确定基础的尺寸。针对所用材料的选择,应根据设计资料中上下部构造,以及桥面所受荷载和地基荷载和地基承载力来确定,选定安全系数较高且又经济的材料进行施工。三.验算 1.确定基础埋置深度. 从地质条件看,表层黏土厚约6米。其液性指数IL=(W-WP)/(WL-WP)=(21.6-12.6)/(26.88-12.6)=0.63 e=0.639.查表3-2得承载力容许值fa0=289kPa.对二级公路而言。土质不坏可作为持力层,考虑黏土IL=0.631.0.可视为不透水层,常水位79.3-78.10=1.2.可采用土围堰明挖法修筑扩大浅基础。因此,初定基础底面设在局部冲刷线以下2.75米处。高程为75.4-2.75=72.65米。 2.基础尺寸的拟定 选用C5片石混凝土基础,根据荷载和地基承载力情况。初定基础设三层台阶、每厚75lcm。台阶宽50cm。则扩展角=arctan(50/75)=34max=40。符合要求,则基础顶面尺寸。l2=1280+0.52=13.8(m)b1=198+0.52=2.98(m)基础底面尺寸为:L2=1280+0.56=15.8(m)B2=198+0.56=4.98(m)根据本桥情况,顺桥向验算应控制设计、故以下均为纵向验算。 3.计算各种效应组合下作用于基础底面行心处的N、H和M值。(表6-17) 4.台力偏心距验算 由台力偏心距组合e0=m/n.对照表6-17中序号中 组合B,其M=2412kNm属最大。而N=9846比组合A中的N小得不多。基础底面面积:A=4.9815.8=78.684(m2)截面抵抗矩:=1/615.84.892=65.31 L=/A=65.31/78.684=0.83e0=M/N=2412/9846=0.24 5.地基强度验算 (1)持力层强度按地质资料,采用规范方法。先求得持力层的承载力容许值:fa=fa0+k1r1(b-2)+k2r2(h-3)+10h持力层为黏土,查得fa0=289kPa.由l2=0.63、查表3-9,得k1=0,k2=1.5,故五宽度修正、由于h=76.8-72.65=4.15m.(从一般冲刷线算起)持力层为塑态,黏土可视为不透水层,故应考虑地面影响h=79.3-76.8=2.5m, 于是:fa=289+1.519.8(4.15-3)+102.5=448.2(kPa) 对于组合来说,承载力容许值抗力系数rR=1.25.按照表6-17序号的荷载组合B计算,e0=M/N=2412/65.31=0.24.P=/A=0.83m. e00.5、得k1=0、k2=1.5、又因为持力层不透水、可计入水深修正,故软弱下卧层的承载力容许值为:fah+z=fa0+k1r1(b-2)+k2r2(h+z-3)+10h =223.5+0+1.518.7(4.15+2.25-3)+102.5=343.87(kPa)上式中,由于持力层不透水,2采用黏土层得饱和重度值,2= f=(Gs+e)/(1+e)=(2.72-0.639)/(1+0.639)=20.1(kN/m3)下卧层顶面应力为: Ph+z=1=(h+z)+(P-1h)其中,h应从河底算起,故h=78.10-72.65=5.45m.(h+z)和h范围内均为黏土,计算时用其天然重度,故1=2=19.8kN/m3.因为z/b=2.25/4.98=0.451、取P=(p-+Pmax)/2.组合IA时:P=126kPa、由l/b=15.8/4.98=3.17,查表-14,经内插得 =0.862.故Pz=19.8(5.45+2.25)+0.862(126-19.85.45)=168.对组合,Pzfah+z .故符合要求:组合A时。P=(126+158)/2=142(kPa)Pz=19.8(5.45+2.25)+0.862(126-19.85.45)=168kPa对组合,PzRfah+z,故符合要求6.基础稳定性 (1)抗倾覆稳定性K0=S/e0,其中S=b/2=4.98/2=2.49、e0=M/N、取不利效应组合。K0计算如下表、结果符合要求:K0计算表效应组合N(kN)M()kPm)e0(m)R0要求最小稳定系数组合85423280.03865.51.5组合754121110.288.91.3(2) 抗滑动稳定性.由kc=N/H,且黏性的IL=0.63, 属软塑态
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