土木5橋梁樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、橋梁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目:某公路橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1. 課程設(shè)計(jì)教學(xué)條件要求 本設(shè)計(jì)對(duì)象為某公路橋梁，該橋梁的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成橋墩基礎(chǔ)與地基的設(shè)計(jì)與檢算。要求同學(xué)選擇（或由任課教師分配）一個(gè)基礎(chǔ)，按給定的條件完成相關(guān)的設(shè)計(jì)和計(jì)算工作。2. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)2.1工程概況某公路橋梁設(shè)計(jì)采用樁（柱）式橋墩，初步擬定尺寸如圖1所示。該橋梁上部結(jié)構(gòu)為25米鋼筋混凝土裝配式T梁橋。橋面寬7米，兩邊各0.5米人行道。該橋墩基礎(chǔ)由兩根鉆孔樁組成，旋轉(zhuǎn)鉆成孔。樁的設(shè)計(jì)直徑d（即鉆頭直徑，精確至0.1m）自選，樁底沉渣厚度控制為t=(0.20.4)d。在局部沖刷線處設(shè)置橫系梁，其斷面尺

2、寸可按構(gòu)造等要求確定，高度約1.0m。2.2 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)地質(zhì)資料：標(biāo)高20.00以上樁側(cè)土為軟塑亞粘土，各物理性質(zhì)指標(biāo)為：容重g =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%；標(biāo)高20.00以下樁側(cè)及樁底均為硬塑性亞粘土，其物理性質(zhì)指標(biāo)為：容重g =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 設(shè)計(jì)荷載（1）一跨上部結(jié)構(gòu)自重G1=2000(L/20)1.2 kN（取整），其中L為跨徑；（2）蓋梁自重G2=350kN；（3）局部沖刷線以上樁重應(yīng)分別

3、考慮最低水位及常水位；汽車荷載應(yīng)考慮最不利荷載組合（雙孔和單孔布載）；人群荷載尚應(yīng)考慮最不利情況；荷載布載長(zhǎng)度為梁長(zhǎng)（L-0.1）m。（4）設(shè)計(jì)汽車荷載為公路級(jí)，汽車可能產(chǎn)生的橫向偏心距為0.55m，單孔活載時(shí)縱向偏心距為b=0.30m，并應(yīng)考慮沖擊力。行人荷載為3.5kPa。（5）水平荷載單樁所受水平力如圖4所示。其中：HT（制動(dòng)力）=4.5kN；W1(風(fēng)力)=5kN；W2(風(fēng)力)=8kN圖22.4 材料樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)擬采用C25，混凝土彈性模量Eh=2.85104MPa，可選擇的鋼筋有HPB235和HRB335。2.5 具體任務(wù)要求如下：（1）確定樁的長(zhǎng)度，進(jìn)行單樁承載力驗(yàn)算。具體計(jì)算

4、時(shí)按如下不同標(biāo)準(zhǔn)跨徑分組進(jìn)行，同組人員的設(shè)計(jì)樁徑、樁長(zhǎng)不得全部相同?？鐝?m)132025303540編 組189161724253233404150（2）樁身強(qiáng)度計(jì)算；求出樁身彎矩圖，確定樁身最大彎矩值及其相應(yīng)截面和相應(yīng)軸力，配置鋼筋，驗(yàn)算截面強(qiáng)度；（3）計(jì)算主筋長(zhǎng)度，螺旋鋼筋長(zhǎng)度，鋼筋總用量；（4）初步?jīng)Q定修筑基礎(chǔ)的施工方案（5）繪出樁的鋼筋布置圖。將以上全部成果整理成設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書和設(shè)計(jì)施工圖。3. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告書主要內(nèi)容課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書通常應(yīng)包含下述內(nèi)容：（1）工程概況和設(shè)計(jì)任務(wù)。包括：工程名稱，場(chǎng)地位置，上部結(jié)構(gòu)的類型、尺寸，本人承擔(dān)的課程設(shè)計(jì)任務(wù)；（2）地質(zhì)勘察資料；（3）設(shè)計(jì)荷

5、載；（4）方案設(shè)計(jì)。包括：基礎(chǔ)選型，尺寸擬定，地基持力層的選取。需要闡明自己的思路和考慮的因素并列出必要的說(shuō)明；（5）技術(shù)設(shè)計(jì)的過(guò)程。包括：計(jì)算項(xiàng)目，計(jì)算過(guò)程和計(jì)算結(jié)果，方案調(diào)整的理由和結(jié)果。需要闡明參數(shù)選取的理由、考慮的因素并列出必要的說(shuō)明；（6）由設(shè)計(jì)結(jié)果形成的施工圖，該圖用CAD制作完成；（7）施工方案（初步）。包括：基礎(chǔ)施工方式，主要施工機(jī)具。4. 課程設(shè)計(jì)要求（1） 學(xué)生按時(shí)到課程設(shè)計(jì)指定地點(diǎn)簽到，遵守課程設(shè)計(jì)紀(jì)律。（2） 學(xué)生獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。指導(dǎo)教師分時(shí)段驗(yàn)收學(xué)生完成的階段任務(wù)。（3） 學(xué)生按時(shí)提交課程設(shè)計(jì)成果和打印的課程設(shè)計(jì)報(bào)告書。5課程設(shè)計(jì)參考資料1 凌志平.易經(jīng)武,基礎(chǔ)

6、工程（第二版）.人民交通出版社，1997.102周景星等,基礎(chǔ)工程.清華大學(xué)出版社，19963 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）, 人民交通出版社,20044 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 024-85）,人民交通出版社,1985撰寫者：王曉琴 指導(dǎo)教師：王曉琴課程設(shè)計(jì)評(píng)分表評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1. 學(xué)生是否嚴(yán)格遵守課程設(shè)計(jì)紀(jì)律，按照規(guī)定時(shí)間完成設(shè)計(jì)任務(wù)(占30%)2. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告書質(zhì)量：(占40%)(1)是否采用了良好的設(shè)計(jì)方法，獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)。 (2)課程設(shè)計(jì)各分段的任務(wù)是否按時(shí)完成及完成的質(zhì)量。(3)是否完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)書指定的全部要求。 3. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告書的撰寫規(guī)范

7、(占30%)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書的撰寫規(guī)范要求與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求相同。教師評(píng)分： 1. 學(xué)生出勤得分： _2. 內(nèi)容質(zhì)量得分： _3. 撰寫規(guī)范得分： _最終評(píng)定成績(jī)（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定）：_ 教師評(píng)語(yǔ)： 簽字： 日期： 年 月 日基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告書一 設(shè)計(jì)資料1 地質(zhì)資料20.00以下樁側(cè)及樁底均為硬塑性亞粘土，其物理性質(zhì)指標(biāo)為：容重g =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%。常水位標(biāo)高為44.50m，一般沖刷線標(biāo)高為39.50m，最大沖刷線標(biāo)高為35.50m2 樁、墩尺寸與材料該橋墩基礎(chǔ)由兩根鉆孔樁

8、組成，旋轉(zhuǎn)鉆成孔。樁的設(shè)計(jì)直徑d=1.2m，樁底沉渣厚度控制為t=0.3d。在局部沖刷線處設(shè)置橫系梁，其斷面尺寸可按構(gòu)造等要求確定，高度約1.0m。樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)擬采用C25，混凝土彈性模量Eh=2.85104MPa，可選擇的鋼筋有HPB235和HRB335。 3 荷載情況 橋墩為單排雙柱式，橋面寬7米，兩邊各0.5米人行道，上部為25-0.1=24.9m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁（1）一跨上部結(jié)構(gòu)自重G1=2000(L/20)1.2 =2602kN，兩跨自重反力（2）蓋梁自重反力；系梁自重反力（3）兩跨活載反力為758kN，一跨活載反力為669kN，所引起的彎矩M=200.7kN。常水位以上樁身

9、自重（4）設(shè)計(jì)汽車荷載為公路級(jí)，汽車可能產(chǎn)生的橫向偏心距為0.55m，單孔活載時(shí)縱向偏心距為b=0.30m，并應(yīng)考慮沖擊力。行人荷載為3.5kPa。（5）單樁所受水平力如圖所示。其中：HT（制動(dòng)力）=4.5kN；W1(風(fēng)力)=5kN；W2(風(fēng)力)=8kN標(biāo)高20.00以上樁側(cè)土為軟塑亞粘土，各物理性質(zhì)指標(biāo)為：容重g =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%；標(biāo)高（6）樁（直徑1.5m）自重每延米(7)擬定樁基礎(chǔ)采用旋轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁基礎(chǔ),為摩擦樁。二 計(jì)算1、樁的周長(zhǎng)計(jì)算根據(jù)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中確定單樁容許承載力的經(jīng)驗(yàn)公

10、式初步反算樁的長(zhǎng)度，設(shè)該樁埋入最大沖刷線以下深度為h，一般沖刷線以下深度為h3，則：Nh=P=U +m0 A0+K22(h3-3)當(dāng)兩跨活載時(shí)： 計(jì)算P時(shí)取以下數(shù)據(jù)： 樁的設(shè)計(jì)樁徑為1.2m，成孔直徑為1.3m樁周長(zhǎng),， 。 ；樁底為硬塑性亞粘土 查表得 解得：h=22.03m取整h=22.5m 樁底標(biāo)高為13m在20m以下滿足低級(jí)二層土要求即樁的軸向承載力滿足。2、樁的內(nèi)力計(jì)算（1）確定樁的計(jì)算寬度（2）計(jì)算樁土變形系數(shù) 其中m=15000樁的換算深度 所以按彈性樁計(jì)算（一） （3）計(jì)算墩柱頂外力、及最大沖刷線處樁身彎矩，水平力，及軸向力墩帽頂?shù)耐饬Γò匆豢缁钶d計(jì)算）換算到最大沖刷線處（4）

11、樁身最大彎矩位置及最大彎矩計(jì)算由得：由查表得故由及查表得（5）樁的最大沖刷線以下各截面的橫向土抗力計(jì)算 無(wú)量綱系數(shù)查表得z0.230.14.00.09960.999744.23514.15518.380.470.24.00.196960.998068.41513.34521.750.930.44.00.377390.9861716.11513.34529.451.630.74.00.592280.9381725.29511.15536.442.331.04.00.723050.8508930.87437.19468.063.491.54.00.754660.6408132.22329.1836

12、1.404.652.04.00.614130.4065828.24209.12237.365.582.44.00.443340.2426218.93124.81143.746.983.04.00.193050.075958.2439.0647.309.34.04.00.000050.000090.010.050.06z00000000.470.22.117791.290881.6212.9114.530.930.41.802731.000642.7620.0122.771.630.71.360240.638853.6422.3525.992.791.20.745880.219083.1110.9814.094.652.00.14696-0.07571.12-7.57-6.456.052.6-0.039