桥梁基础工程课程设计15页

1、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

2、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9.8×5.6×2.0m，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、设计依据规范1 公路桥涵地基及基础设计规范（JTG D63-2007 ）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（

3、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（JTGD62-2004）.北京：人民

4、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 D63-2007 ）. 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

5、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

6、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 =0.67433 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：=-242.47+59.76×6.69=157.32 =59.76KN=7735.24+1.13×6.69×(25-10)=784

7、8.64KN3.7 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 =1.341×157.32=210.97 KN·m3.7.2 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

8、如下表：zABAB0001100157.32157.3259.76059.760.3350.20.196960.998060.95551-0.0279519.72157.01176.7357.10-2.6354.470.6700.40.377390.986170.83898-0.0955437.78155.14192.9250.14-8.9741.171.1730.70.592280.938170.58201-0.2268559.29147.59206.8834.78-21.3113.471.6751.00.727140.850890.28901-0.3505972.79133.86206.6

9、517.27-32.93-15.662.5131.50.754660.64081-0.13952-0.4671575.54118.72194.26-8.34-43.87-52.213.35020.614130.40658-0.38839-0.4491461.4763.96125.43-23.21-42.18-65.394.0202.40.443340.24262-0.44647-0.3631244.3838.1782.55-26.68-34.10-60.785.02530.193050.07595-0.36065-0.1905219.3211.9531.27-21.55-17.89-39.44

10、5.8633.50.050810.01354-0.19975-0.016725.092.137.22-11.94-1.57-13.516.70040.000050.00009-0.00002-0.0004500.010.010-0.04-0.04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

11、.5131.50.46614-0.0628816.20-3.4312.773.3502.00.14696-0.075726.81-5.511.304.0202.40.00348-0.110300.19-9.64-9.455.0253.0-0.08741-0.09471-6.08-10.35-16.345.8633.5-0.10495-0.05698-8.51-7.26-15.776.7004-0.10788-0.01487-10.00-2.17-12.17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

12、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=210.97KN·m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,

13、 则配筋率由下式计算： 计算结果如下表：ABCD Nu（KN）Nj(KN)Nu/Nj1.212.97870.14352.72380.35940.00503912298.0256535.1541.8821.222.98860.13552.73870.34760.00813412990.5766535.1541.9881.232.99820.12772.75320.33610.01161013769.0026535.1542.1071.243.00750.12012.76750.32480.01554814651.8406535.1542.2421.253.01650.11262.78130.31

14、370.02008915669.7766535.1542.398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=80-31.6/2=64.2mm>25mm，纵向钢筋间净距为136mm>80mm。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=32.30m