交大土力学课程设计-刚性扩大基础

1、未彳庭文犬承chongqing jiaotong university土力学与地基基础课程设计学 院: 专业班级:目：刚性扩大基础姓 名: 学 号:本课程设计取材于广东省龙ji县东江大桥实例工程。1#、6#墩要求采用明挖扩大基础，3#、4#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.

2、40m与24.30m （支座中心距）桥南宽度：行车道9m,人行道2 1.5m2 .支座：活动支座采用四氟滑橡胶支座，摩阻系数区=0.15,支座布置见附图3 .设计荷载：公路ii级，人群 3.5kn/m4 .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，容重丫 =25kn/m2,墩身c20 钢筋混凝土，容重丫 =25kn/m26 .水文地质资料见附图7 .风压：基本风压 w3=0.6kpa8 .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

3、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：max =40；。现基础扩散角为oc = tan 1 120 = 38.66' < 二 max = 40 150满足要求。2 .确定埋置深度1#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hmin=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）a=l 2h tan ： = 780 2 150 tan38.66' = 1020cm宽度 （顺桥

4、向） b =d 2h tan二-180 2 150 tan38.66、= 420cm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：g =4.2 10.2 0.5 3.8 9.8 0.5 3.4 9.4 0.5 25-1400.5 kn1.82桥墩自重： g=二一 (83.968 -79.75 1) 25 =331.8kn 41.82桥墩自重：g2=二(83.968 -79.75 1) 25-331.8kn4墩帽自重： g =(1.6 10.6 2.1 -1.3 0.8 2.1) 25 =835kn支座重：g1=70.350.35 0.0725

5、=1.5kn支座重：g2= 70.350.35 0.0825 =1.7kn基础上覆土重：1.82g 二(10.2 4.2 2 -9.8 3.8 0.5 -9.4 3.4 0.5 -2 1 二)19.5 =896.8kn 4设 计 水 位 浮 力g =(10.2 4.2 0.5 9.8 3.8 0.5 9.4 3.4 0.02) 10 =406.8kn项目竖向力p(kn)对基底中心 轴偏心距e(m)弯矩m ( knlm)备注基础自重140000.5桥墩自重331-3-995. 4弯矩正负.8值规定如桥墩自重3313995. 4下：逆时.8针方向取墩帽自重83800号；.2顺时针方墩帽自重82.

6、30. 63552. 3向取“ 十”支座重1. 50. 520. 8号支座重1. 7-0. 13-0. 2基础上覆土重896.800设计水位浮力406.800枯水位浮力00016m跨支座反力867.30. 52451. 025m跨支座反力1662.4-0. 13-216. 1设计水位，p=6821.1kn% m =2 8 7.k8n m枯水位“ p=6416.3kn、m =287.8knlm2.可变作用（一）、汽车荷载单孔双行：qk =0.75 10.5 =7.9kn /m15.4 -516m 跨：pk =0.75父（180+m180）=166.2kn50 -524.3 - 525m 跨：pk

7、 =0.75父（180+父180） =192.9kn50-5m；5m =131.2 0.13 =17.0knlmnrm =(166.2 1 7.9 0.5 15.4 1) 2 =454.1knn125m =(192.9 1 7.9 0.5 24.3 1) 2 =577.8knm116m =454.1 0.52 =236.1knmm；5m =577.8 0.13 =75.1knm双孔双行：m2 =m；6m -m125m =236.1 -75.1 -161.0knlmn2 二nm n125m =454.1 577.8 =1031.9kn（二）、人群荷载单孔双行16mn12 1.5 16 3.52二

8、 84knm116m =84 0.52 =43.7kn!_mn；5m2 1.5 25 3.52-131.2kn双孔双行n2 = n16m ni25m =84 131.2 =215.2 knm2 =mm mfm =43.7 -17.0 =26.7knm（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h级汽车荷载的制动力标准值不得小于90kn16m 跨梁上一个设计车道上的制动力：h1 =454.1 10% =45.4kn ： 90kn25m跨梁上一个设计车道上的制动力：h 2 =577.8 10% =57.78kn ：二90kn因此，制动力应取90kn。该桥为双车道

9、，则制动力为180kn。按规范要求，则此设计中中汽车制动力为h =0.3m180=60knm =0.3 180 （1.974 4.128 2.5）= 464.5kn um（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。f -in -n1） =0.15 （1662.4-867.3）=119.xnm =1662.4 0.15 (1.6 4.128 2.5) -867.3 0.15 (1.974 4.128 2.5) = 932.6kn ljm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。，一一 一 一2 一 一一 一一(8 3.9m28 7 9.7 5 )

10、4 3 .（五）、风荷载aw -1 0.6 1.174 (1 0.6 1 8 ) 0.8h =0.7w0aw =0.7 0.6 43.7 -18.4kn1.81.174 10.6 8.02 (10.6 8) 0.8- 2 7.03 2 4.128 4.56e 二2 = 5.9mawm =18.4 5.9 =108.6knm m =18.4 5.9 = 108.6knm3.偶然作用本设计不考虑偶然作用的影响三、作用效应组合16m跨 25mp(kn)h(kn)m(kn/m)p(kn)h(kn)m(kn/m)设计水位6821.10287.86821.10287.8汽车荷载166.20454.1192

11、.90-75.1人群荷载84043.7131.20-17支摩力0130.1-1070.40249.42051.7风荷载018.4-108.6018.4-108.6承载能力7071.3148.5-393.47145.2267.82138.8短期效应7021.44143.9-502.487087.33263.22188.4816m跨 25mbip(kn)h(kn)m(kn/m)p(kn)h(kn)m(kn/m)枯水位6416.30287.86416.30287.8汽车荷载166.20454.1192.90-75.1人群荷载84043.7131.20-17支摩力0130.1-1070.40249.4

12、2051.7风荷载018.4-108.6018.4-108.6承载能力6666.5148.5-393.46740.4267.82138.8短期效应6616.64143.9-502.486682.53263.22188.48双孔双孔p(kn)h(kn)m(kn/m)p(kn)h(kn)m(kn/m)水位6821.10287.86416.30287.8汽车荷载1031.901611031.90161人群荷载215.2026.7215.2026.7支摩力0119.3932.60119.3932.6风荷载018.4-108.6018.4-108.6承载能8068.2137.71299.57663.41

13、37.71299.5力短期效应7758.63133.11278.357353.83133.11278.35注：该表中号双孔水位为设计水位，水位值为恒载值双孔为枯水位。表中四、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地基强度验算-0.72188.48b0.31 二-7087.336因此需要做持力层强试验算（一）、持力层强度验算pmaxmin7087.332188.48238.4二 kpa10 2 4 21292 410.2 4.2父102m4 2292.46ifa i - fa0 1 - k11g -2) k2 2(h -3) =310 0 0 =310kpapmax =238.4

14、kpa 二 r fa )-1.0 310 = 310kpa inaxr故强度满足要求（二）、软弱下卧层承载力验算下卧层fa0 =210kpa < 持力层fa0 = 310kpa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z = 79.75-71.50 = 8.25ma 10.2z 8.25八，c则一=1.37=2.43b4.2b4.2查表可得附加应力系数二 =0.362ifa1hz = fa0 1+6%82) + k2¥2(h +z 3) =210 + 0+1.5x19.5x(8.25 3) = 363.6kpa因为 z = 525=1.37 1 b 4.2所以p =母均pmax ' pmin2238.4 92.42= 165.4kpar z = 1(h z);(p - 2h) =19.5 (2.5 5.75) 0.362 (165.4 -19.5 2.5) = 203.1kpa可得 p,七=203.1kpa < ifahhz =363.6kpa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eb <0.1pp=wa=b=0.7m工m 287.8 八八 八,八 八八 e0 = = 0.04m :二 0.1 0.7 = 0.07m' n 6416.3当为标准值效应组合时满足e0三二则