橋梁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

1、橋梁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)資料一、基本資料1 地質(zhì)及水文資料河床土質(zhì)為卵石土，粒徑50-60mm約占60%，20-30mm約占30%，石質(zhì)堅(jiān)硬，孔隙大部分由砂填充密實(shí)， 卵石層深度達(dá)58.6m；地基比例系數(shù)（密實(shí)卵石）；地基承載力基本容許值；樁周土摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值； 土的重度 (未計(jì)浮力)；土內(nèi)摩擦角。地面(河床)標(biāo)高69.50m；一般沖刷線標(biāo)高63.54m；最大沖刷線標(biāo)高60.85m；承臺(tái)底標(biāo)高67.54m；常水位標(biāo)高69.80m，如圖1。承臺(tái)平面圖如 縱橋向斷面 橫橋向斷面 圖1 樁基剖面圖（單位：m） 圖2 單位：m2 作用效應(yīng)上部為等跨30m的鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力梁橋，荷載為縱向控制設(shè)計(jì)，作用于混凝

2、土橋墩承臺(tái)頂面縱橋向的荷載如下。 永久作用及一孔可變作用 (控制樁截面強(qiáng)度荷載) 時(shí):N=40746kN (制動(dòng)力及風(fēng)力) M=4617.30kN.m（豎直反力偏心距、制動(dòng)力、風(fēng)力等引起的彎矩) 永久作用及二孔可變作用(控制樁入土深度荷載)時(shí): N=46788.00kN3 承臺(tái)用C20混凝土，尺寸為9.8×5.6×2.0m，承臺(tái)混凝土單位容重。4 樁基礎(chǔ)采用高樁承臺(tái)式摩擦樁，根據(jù)施工條件，樁擬采用直徑，以沖抓錐施工。二、設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)范1 公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D63-2007 ）2 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD62-2004）三、課程設(shè)計(jì)（

3、論文）應(yīng)完成的工作設(shè)計(jì)滿足要求的群樁基礎(chǔ)，并形成圖紙與計(jì)算文件。計(jì)算文件包括以下內(nèi)容：1. 據(jù)單樁容許承載力擬定樁長2.群樁結(jié)構(gòu)分析（1） 計(jì)算樁頂受力（2） 計(jì)算沿樁長度方向彎矩，水平壓應(yīng)力，并畫出相應(yīng)分布圖（3） 樁頂縱向水平位移驗(yàn)算3. 樁身截面配筋并繪出基樁構(gòu)造及鋼筋圖(橫截面，立面)，進(jìn)行樁截面強(qiáng)度校核4. 按地基土的支承力確定和驗(yàn)算單樁軸向承載力5. 承臺(tái)計(jì)算項(xiàng)目：局部受壓、抗沖剪6. 群樁基礎(chǔ)承載力檢驗(yàn)7. 參考文獻(xiàn)(1)、王曉謀.基礎(chǔ)工程.北京：人民交通出版社，2004(2)、中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD62-2004）.北京：人民

4、交通出版社，2004(3)、葉見曙.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理. 北京：人民交通出版社，2004(4)、中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D63-2007 ）. 北京：人民交通出版社，2007(5) 江祖銘等主編.墩臺(tái)與基礎(chǔ).北京：人民交通出版社，1994設(shè)計(jì)計(jì)算1.承臺(tái)底面中心的荷載計(jì)算：1.1 恒載加一孔荷載： 1.2 恒載加二孔荷載：2. 樁長度的初步計(jì)算：2.1樁長的計(jì)算：由于地基土層單一，用確定單樁容許承載力公橋基規(guī)經(jīng)驗(yàn)公式初步反算樁長，設(shè)樁埋入最大沖刷線以下深度為h，一般沖刷線以下深度為，則：樁（直徑1.2m）自重每延米q=KN=8185.89+8.48h計(jì)算P時(shí)取以下

5、數(shù)據(jù)：樁的樁徑1.2m，沖抓錐成孔直徑1.3m，樁周長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 現(xiàn)取h=11.31m3群樁結(jié)構(gòu)分析：3.1樁的計(jì)算寬度：= 已知：=2m；=3（d+1）=6.6m;n=2 =0.6;=0.9;=1+=1.833 ; =m3.2樁-土變形系數(shù)C30混凝土的受壓彈性模量，則E=0.8×=2.40KN/; 樁在最大沖刷線以下深度h=11.31m,其計(jì)算長度則為：，故按彈性

6、樁計(jì)算。3.3 樁頂剛度系數(shù)、植的計(jì)算=6.69m;h=11.31m; (根據(jù)公橋基規(guī)鉆挖孔樁采用)，A=1.13,按樁中心距計(jì)算面積，故?。?=已知：（4），取=4，查教材基礎(chǔ)工程附表17、18、19得：=0.05989 =0.17312 =0.67433 3.4計(jì)算承臺(tái)底面原點(diǎn)O處位移、（單孔活載+恒載+制動(dòng)力等），3.5 計(jì)算作用在每根樁頂上作用力、：豎向力：水平力：彎矩：校核：3.6 計(jì)算最大沖刷線處樁身彎矩，水平力，及軸向力：=-242.47+59.76×6.69=157.32 =59.76KN=7735.24+1.13×6.69×(25-10)=784

7、8.64KN3.7 最大沖刷線深度下沿樁身長度方向彎矩、水平壓應(yīng)力的計(jì)算：3.7.1樁身最大彎矩處及最大彎矩的計(jì)算：由：=0 得：2由=1.572 且=6.754 取=4.0，查教材基礎(chǔ)工程附表13得=0.84 故 =1.41m又由=0.84 及=6.754 取=4.0，查教材基礎(chǔ)工程附表13得=1.341 =1.341×157.32=210.97 KN·m3.7.2 最大沖刷線深度下沿樁身長度方向彎矩、水平壓應(yīng)力的計(jì)算：采用無量鋼法計(jì)算，由=6.752.5，所以用摩察樁公式計(jì)算： 其中 = =59.76KN =157.32KN、的值查教材基礎(chǔ)工程附表3、4、7、8 ，計(jì)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彎矩圖如下：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橫向土抗應(yīng)力圖如下：3.8 樁頂縱向水平位移驗(yàn)算：樁在最大沖刷線處水平位移和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：由 =0 =6.754 取 =4 查教材基礎(chǔ)工程附表

12、1、2、5、6 得：=2.44066 =-1.62100 = 1.62100 =-1.75058m=0.5739mm6mm符合規(guī)范要求3.9 墩頂縱橋向水平位移驗(yàn)算：由 =6.754，取4， 可查得：=64.75127 =16.62332 =5.75058樁頂?shù)目v向水平位移水平位移的容許值=27.4mm4. 樁身截面的配筋計(jì)算及截面強(qiáng)度的校核：4.1 計(jì)算軸向力，偏心距，偏心距增大系數(shù)：最大彎矩發(fā)生在最大沖刷線以下Z=1.41m處，該處=210.97KN·m現(xiàn)擬定采用C30混凝土，HRB335鋼筋， 因故樁的計(jì)算長度 長細(xì)比可不考慮縱向彎曲對偏心矩的影響，取。 計(jì)算受壓區(qū)高度系數(shù)取,

13、 則配筋率由下式計(jì)算： 計(jì)算結(jié)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由計(jì)算表可見，當(dāng)=1.23時(shí)，計(jì)算縱向力與設(shè)計(jì)值之比較為合理，故取=1.23，=0.011610為計(jì)算值。 計(jì)算所需縱向鋼筋的截面積現(xiàn)采用2428，布置如圖所示?；炷羶舯Ｗo(hù)層C=80-31.6/2=64.2mm>25mm，縱向鋼筋間凈距為136mm>80mm。5、對截面進(jìn)行強(qiáng)度復(fù)核由前面的計(jì)算結(jié)果：；實(shí)際配筋率。 在垂直于彎矩作用平面內(nèi)長細(xì)比，故縱向彎曲系數(shù)?；炷两孛娣e為，實(shí)際縱向鋼筋面積， 則在垂直于彎距作用平面內(nèi)的承載力為： 在彎距作用平面內(nèi)現(xiàn)采用試算法列表計(jì)算（見表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當(dāng)=1.23時(shí)，=32.34mm，與設(shè)計(jì)的=32.30m