基础工程课程设计-某公路桥梁桩基础设计

hhhhhh桥梁基础工程课程设计题目:某公路桥梁桩基础设计1.课程设计教学条件要求本设计对象为某公路桥梁，该桥梁的上部结构设计已经完成，本课程设计的任务是完成桥墩基础与地基的设计与检算。要求同学选择（或由任课教师分配）一个基础，按给定的条件完成相关的设计和计算工作。2.课程设计任务2.1工程概况某公路桥梁设计采用桩（柱）式桥墩，初步拟定尺寸如图1所示。该桥梁上部结构为25米钢筋混凝土装配式T梁桥。桥面宽7米，两边各0.5米人行道。该桥墩基础由两根钻孔桩组成，旋转钻成孔。桩的设计直径d（即钻头直径，精确至0.1m）自选，桩底沉渣厚度控制为t=(0.2~0.4)d。在局部冲刷线处设置横系梁，其断面尺寸可按构造等要求确定，高度约1.0m。2.2工程地质和水文地质地质资料：标高20.00以上桩侧土为软塑亚粘土，各物理性质指标为：容重=18.5kN/m3,土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=21%，液限wL=22.7%，塑限hhhhhhwp=16.3%；标高20.00以下桩侧及桩底均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容重=19.5kN/m3，土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=17.8%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%。2.3设计荷载（1）一跨上部结构自重G1=2000×(L/20)1.2kN（取整），其中L为跨径；（2）盖梁自重G2=350kN；（3）局部冲刷线以上桩重应分别考虑最低水位及常水位；汽车荷载应考虑最不利荷载组合（双孔和单孔布载）；人群荷载尚应考虑最不利情况；荷载布载长度为梁长（L-0.1）m。（4）设计汽车荷载为公路—Ⅱ级，汽车可能产生的横向偏心距为0.55m，单孔活载时纵向偏心距为b=0.30m，并应考虑冲击力。行人荷载为3.5kPa。（5）水平荷载单桩所受水平力如图4所示。其中：HT（制动力）=4.5kN；W1(风力)=5kN；W2(风力)=8kN图22.4材料桩身混凝土强度等级拟采用C25，混凝土弹性模量Eh=2.85×104MPa，可选择的钢筋有HPB235和HRB335。2.5具体任务要求如下：（1）确定桩的长度，进行单桩承载力验算。hhhhhh具体计算时按如下不同标准跨径分组进行，同组人员的设计桩径、桩长不得全部相同。跨径(m)132025303540编组1~67~1213~1819~2425~3031~37（2）桩身强度计算；求出桩身弯矩图，确定桩身最大弯矩值及其相应截面和相应轴力，配置钢筋，验算截面强度；（3）计算主筋长度，螺旋钢筋长度，钢筋总用量；（4）初步决定修筑基础的施工方案（5）绘出桩的钢筋布置图。将以上全部成果整理成设计计算说明书和设计施工图。3.课程设计报告书主要内容课程设计计算说明书通常应包含下述内容：（1）工程概况和设计任务。包括：工程名称，场地位置，上部结构的类型、尺寸，本人承担的课程设计任务；（2）地质勘察资料；（3）设计荷载；（4）方案设计。包括：基础选型，尺寸拟定，地基持力层的选取。需要阐明自己的思路和考虑的因素并列出必要的说明；（5）技术设计的过程。包括：计算项目，计算过程和计算结果，方案调整的理由和结果。需要阐明参数选取的理由、考虑的因素并列出必要的说明；（6）由设计结果形成的施工图，该图用CAD制作完成；（7）施工方案（初步）。包括：基础施工方式，主要施工机具。4.课程设计要求（1）学生按时到课程设计指定地点签到，遵守课程设计纪律。（2）学生独立完成课程设计任务。指导教师分时段验收学生完成的阶段任务。（3）学生按时提交课程设计成果和打印的课程设计报告书。hhhhhh5．课程设计参考资料［1］凌志平.易经武,《基础工程》（第二版）.人民交通出版社，1997.10［2］周景星等,《基础工程》.清华大学出版社，1996［3］《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）,人民交通出版社,2004［4］《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）,人民交通出版社,1985hhhhhh基础工程课程设计计算书一设计资料1地质资料标高20.00以上桩侧土为软塑亚粘土，各物理性质指标为：容重=18.5kN/m3,土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=21%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%；标高20.00以下桩侧及桩底均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容重=19.5kN/m3，土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=17.8%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%。常水位标高为44.50m，一般冲刷线标高为39.50m，最大冲刷线标高为35.50m2桩、墩尺寸与材料该桥墩基础由两根钻孔桩组成，旋转钻成孔。桩的设计直径d=1.2m，桩底沉渣厚度控制为t=0.3d。在局部冲刷线处设置横系梁，其断面尺寸可按构造等要求确定，高度约1.0m。桩身混凝土强度等级拟采用C25，混凝土弹性模量Eh=2.85×104MPa，可选择的钢筋有HPB235和HRB335。3荷载情况桥墩为单排双柱式，桥面宽7米，两边各0.5米人行道，上部为35-0.1=34.9m预应力钢筋混凝土梁（1）一跨上部结构自重G1=2000×(L/20)1.2=3914kN，自重反力（2）盖梁自重反力；系梁自重反力（3）两跨活载反力为758kN，一跨活载反力为669kN，所引起的弯矩M=200.7kN。常水位以上桩身自重（4）设计汽车荷载为公路—Ⅱ级，汽车可能产生的横向偏心距为0.55m，单孔活载时纵向偏心距为b=0.30m，并应考虑冲击力。行人荷载为3.5kPa。（5）单桩所受水平力如图所示。其中：HT（制动力）=4.5kN；W1(风力)=5kN；W2(水压力hhhhhh)=8kN图2（6）桩（直径1.2m）自重每延米(7)拟定桩基础采用旋转钻孔灌注桩基础,为摩擦桩。二计算1、桩的周长计算根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式初步反算桩的长度，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h，一般冲刷线以下深度为h3，则：Nh=[P]=U∑+λm0A{[σ0]+K2γ2(h3-3)}当两跨活载时：计算[P]时取以下数据：桩的设计桩径为1.2m，成孔直径为1.3mhhhhhh桩周长,，，，，，。；桩底为硬塑性亚粘土查表得解得：h=22.3m取整h=22.5m桩底标高为13m在20m以下满足低级二层土要求即桩的轴向承载力满足。2、桩的内力计算（1）确定桩的计算宽度（2）计算桩—土变形系数其中m=15000桩的换算深度所以按弹性桩计算hhhhhh（3）计算墩柱顶外力、、及最大冲刷线处桩身弯矩，水平力，及轴向力墩帽顶的外力（按一跨活载计算）换算到最大冲刷线处（4）桩身最大弯矩位置及最大弯矩计算由得：由（5）桩的最大冲刷线以下各截面的横向土抗力计算无量纲系数查表得z0.330.10.0001.0000.00527.90527.900.660.20.1970.99811.49526.84538.331.330.40.3770.98621.99520.51542.502.000.60.5290.95930.86506.26537.122.600.80.6460.91337.68481.97519.65hhhhhh3.301.00.7230.85142.17449.24491.414.001.20.7620.77444.45408.59453.044.601.40.7650.68744.62362.67407.295.301.60.7370.0.59442.98313.57356.556.001.80.6850.49939.95263.42303.376.602.00.6140.40735.81214.86250.678.002.40.4430.24325.84128.28154.129.302.80.2700.1206.9863.3579.1010.003.00.1930.0761.3540.1251.3813.334.000000hhhhhhz002.4401.6200000.330.12.2791.4511.4369.57411.010.660.22.1181.2912.68817.03619.7161.330.41.8031.0014.54313.20017.7432.000.61.5030.7505.68114.84620.5272.600.81.2240.5376.16914.17020.3393.301.00.9700.3616.11111.90918.024.001.20.7460.2195.6408.67014.314.601.40.5520.1084.8694.9889.8575.301.60.3380.0243.4071.2674.6746.001.80.254-0.0362.880-2.1380.7426.602.00.147-0.0761.852-5.014-3.162hhhhhh(6)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计算hhhhhh符合规范要求该桩不是变截面，则n=1墩顶纵桥向水平位移的计算：，，查表得；解得：故水平位移容许值[△]＞24.3mm墩顶位移符合要求。3.桩身截面的配筋计算及截面强度的校核：3.1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=1.5m处，该处=538.458KN·mN=1970+16093+13.7+0.513.7+0.516.961.41-0.53.141.41500=801.355KN现拟定采用C30混凝土，HRB335钢筋，因故桩的计算长度hhhhhh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/Nj1.212.97870.14352.72380.35940.005771408.150801.3551.7561.222.98860.13552.73870.34760.009471503.094801.3551.8761.232.99820.12772.75320.33610.013491600.031801.3551.9971.243.00750.12012.76750.32480