桥梁基础课程设计

一、课程设计（论文）的内容在学习桥梁基础工程等课程的基础上，根据给定基本资料（地质及水文资料，荷载）进行桥梁群桩基础的设计，初步掌握桥梁桩基础的设计与计算方法。二、课程设计（论文）的规定与数据（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，卵石层深度达地基比例系数（密实卵石）；地基承载力基本允许值；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，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）重要设计依据规范1公路桥涵地基及基础设计规范（JTGD63-2023）2公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2023）三、课程设计（论文）应完毕的工作设计满足规定的群桩基础，并形成图纸与计算文献。计算文献涉及以下内容：群桩结构分析计算桩顶受力计算沿桩长度方向弯矩，水平压应力，并画出相应分布图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按地基土的支承力拟定和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2023.12.102完毕单桩桩顶荷载分派计算（群桩到单桩）2023.12.10-2023.6.113完毕单桩设计2023.12.124完毕桩基相关检算内容2023.12.135总结，撰写设计说明书2023.12.14五、应收集的资料及重要参考文献[1]中华人民共和国行业标准.公路桥涵地基与基础设计规范(JTGD63-2023）.北京:人民交通出版社,2023[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（JTGD62-2023）.北京:人民交通出版社，2023[3]叶见曙.结构设计原理.北京:人民交通出版社,2023[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：2023年12月10日指导教师署名：吉小明计划完毕日期：2023年12月14日基层教学单位负责人签章：设计计算1.承台底面中心的荷载计算：1.1永久作用加一孔可变作用：永久作用加二孔可变作用2.1桩的计算宽度由于，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、、、植的计算，，查表可得，钻孔时取经查表可知当为摩擦桩时，取和的较小值，，故取，所以已知，故取，由上述和可以查得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、水平压应力的计算：3.7.1桩身最大弯矩处及最大弯矩的计算：由得，及查表可得，故由及查附表可得,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，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和桩身水平压应力分布图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：由和查附表可得，，,符合规范规定。墩顶纵桥向水平位移验算：由，取4，可查得：=64.75127==16.62332=5.75058桩顶的纵向水平位移水平位移的允许值,满足规范规定桩身截面的配筋计算及截面强度的校核：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MACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\h处，该处现拟定采用C30混凝土，HRB335钢筋，查表可知当时桩的计算长度如下计算长细比应考虑纵向弯曲对偏心矩的影响，取，则截面的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的影响后，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，。计算所需纵向钢筋的截面积由于小于规定的最小配筋率，故采用进行计算现采用，布置如图所示。实际配筋率，满足规范规定。混凝土净保护层，满足规范规定。纵向钢筋间的净距为，满足规定净距不应小于80mm且不大于350mm的规定。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的承载力为：弯距作用平面内现采用试算法列表计算当时，，与设计的很接近，故取为计算值。在弯矩作用平面内的承载力为：桩身配筋图见附图6.1桩底持力层承载力验算:6.2、按地基土的支承力拟定和验算桩基的承载能力：，，，，，，，满足规范规定7．承台的强度检查：7.1承台冲切承载力验算承台的强度检查桩对承台的冲剪验算1、柱或墩台向下冲切承台的冲切承截力计算由设计图，可知，故不需进行验算，易知其满足规定。 7.2