普通无缝线路设计 - 副本 15页

华东交通大学课程设计（论文）题目名称某桥桥墩桩基础设计计算院（系）土木建筑学院专业道路与铁道工程班级道铁2班姓名饶文杰16号2011年6月13日至2011年6月29日共1周指导教师:耿大新教研室主任:李明华 一、收集资料某桥梁上部构造采用预应力箱梁。标准跨径32m，梁长31.9m，计算跨径31.5m，桥面宽13m，墩上纵向设两排支座，一排固定，一排滑动，桥墩采用圆端形实心墩，平面尺寸形式如图1所示，墩高12m，计算墩顶变形时，不考虑墩身的挠曲。下部结构采用钻孔灌注桩基础。1、地质及地下水位情况：河面常水位标高25.000m，河床标高为22.000m，一般冲刷线标高20.000m，最大冲刷线标高18.000m处，一般冲刷线以下的地质情况如下：序号名称层厚土层描述天然重度γ比例系数m推荐容许承载力[σ]极限摩阻力τi1淤泥质粘土2.5m灰色，流塑16.5kN/m32.5MN/m450kPa15kPa2粘土2.2m黄色，可塑17.5kN/m312.5MN/m4120kPa30kPa3粉砂3.7m灰色，中密17.3kN/m315MN/m4160kPa50kPa4中砂4.5m灰色，中密18.2kN/m323MN/m4220kPa60kPa5卵石>50m黄色，中密20.5kN/m3110MN/m4500kPa100kPa2、设计荷载：（1）恒载： 桥面系自重：N1=1500kN+学号×5kN=1570KN；箱梁自重：N2=6000kN+学号×10kN=6140KN；桥墩自重：N3=3875kN；（2）活载一跨活载反力：，在顺桥向引起弯矩：；两跨活载反力：N5=5030.04kN+学号×20kN=5310.04KN（3）水平力制动力：H1=300kN，对承台顶力矩6.5m；风力：H2=2.7kN，对承台顶力矩4.75m3、主要材料承台采用C30混凝土，重度γ=25kN/m3、γ′=15kN/m3(浮容重)。在班编号为20，所以桩基采用C30混凝土，HRB400级钢筋；4、其它参数结构重要性系数γso=1.1，荷载组合系数φ=1.0，恒载分项系数γG=1.2，活载分项系数γQ=1.4，风荷载ψ=0.75，制动力：1.0二、拟定承台尺寸：假设承台的厚度为1.5m，根据圆端形实心墩的平面尺寸计算承台的长和宽宽度：长度：三、拟定桩的尺寸及桩数：1、摩擦桩，桩身采用C30混凝土。2、由于，d=1.25，所以设计桩径采用d=1.25m，成孔桩径为1.30m,钻孔灌注桩，采用旋转式钻头。3、画出土层分布图，选用卵石层为持力层，则取桩长l=22.5m。4、估算桩数：（按双孔重载估算）估算公式： 据高等学校教材《基础工程（第四版）》（人民交通出版社）查表4—2可得λ=0.70，查表4—3得m0=0.9，查表2-24有k2=6.0由于桩侧土为不同土层，应采用各土层容重加权平均，透水层采用浮容重，不透水层采用天然容重持力层为卵石，查表得，qik查表4—1得名称淤泥质粘土粘土粉砂中砂卵石q值kPa20503545160桩自重每延米kN荷载组合计算：（1）承台顶面恒载+一孔活载恒载+两孔活载（2）承台底面 G=1.5×6×9=1215恒载+一孔活载恒载+两孔活载所以=0.5×3.92×(20×0.5+50×2.2+35×3.7+45×4.5+160×11.1)+0.70×0.9×1.23×[650+6.0×10.46×(20+2-3)]=5805.73kPa得：n=1.2×=5.58,故取n=6当n=6，h=20m时，=5805.73>1.2×=5403.6,桩的轴向受压承载力符合要求，所以桩长设22.5，可以。桩的平面布置为如图所示：经验证，桩间距符合相关规定桩的断面布置如下图（纵向断面图、横向断面图） 四、桩的内力及位移计算1.桩的计算宽度b1已知2.桩的变形系数α 桩在局部冲刷以下深度h=20m，其计算长度则为：，满足按弹性桩计算。3.桩顶刚度系数值计算已知：据高等学校教材《基础工程（第四版）》（人民交通出版社）查附表17，附表18，附表19得：由公式4.计算承台底面圆点O处位移 5.计算作用在每根桩顶上作用力Pi、Qi、Mi验证：所以桩的承载力满足要求，设计桩长合格。校核：校核正确 6.计算局部冲刷线处桩身弯矩M0、水平力Q0及轴向力P07.冲刷线以下深度z处桩截面的弯矩Mz及桩身最大弯矩Mmax.局部冲刷线以下深度z处桩截面的弯矩Mz计算无量纲系数由附表3、附表7分别查的，Mz计算列表如下表Mz计算列表Z0=aZZAmBm12.09Am40.76BmMz0.00.00010.0040.7640.760.20.410.196960.998062.3840.6843.060.40.820.377390.986174.5640.2044.760.61.230.529380.958616.4039.0745.470.81.650.645310.913247.8037.2245.031.02.060.723050.850898.7434.6843.421.22.470.761830.774159.2131.5540.761.42.880.764980.686949.2528.0037.251.63.290.737340.593738.9124.2033.111.83.700.684880.498898.2820.3328.612.04.120.614130.406587.4216.5724.002.24.530.53160.320256.4313.0519.482.44.940.443340.242625.369.8915.252.65.350.354580.175464.297.1511.442.85.760.269960.119793.264.888.153.06.170.193050.075952.333.105.433.57.200.050810.013540.610.551.174.08.235E-059E-050.000.000.00 其结果为下图.桩身最大弯矩Mmax及最大弯矩位置计算由8.局部冲刷线以下深度z处横向土抗力计算无量纲系数Ax、Bx由附表1、附表5分别查得，pzx计算列表如下Pzx计算列表Z0ZAxBx1.657Ax5.586Z0BxPzx(kpa)0.00.002.440661.6210.000.000.000.20.412.117791.290880.591.872.460.40.821.802731.000641.002.903.900.61.231.502680.749811.253.264.510.81.651.22370.573271.363.324.681.02.060.970410.361191.342.613.961.22.470.745880.219081.241.903.14 1.42.880.551750.107931.071.092.161.63.290.38810.024220.860.281.141.83.700.25386-0.035720.63-0.470.172.04.120.14696-0.075720.41-1.10-0.692.24.530.06461-0.09940.20-1.58-1.392.44.940.00348-0.11030.01-1.92-1.902.65.35-0.0398-0.11136-0.14-2.10-2.242.85.76-0.0690-0.10544-0.27-2.14-2.403.06.17-0.0874-0.09471-0.36-2.06-2.423.57.20-0.1049-0.05698-0.51-1.44-1.954.08.23-0.1078-0.01487-0.60-0.43-1.03其结果为右图：9.桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算由上表可知，最大弯矩发生在地面线以下z=1.20m处，该处Mj=45.473kN.m纵向钢筋面积桩内竖向钢筋按含筋率0.6%配置：现在选用15根25的HRB400级钢筋： 计算偏心距增大系数因为长细比：所以偏心距最大系数：计算截面实际偏心距④根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63--2007）求得轴向力的偏心距e0;其中r=625mm，ρ=0.006，并设g=0.9，则以下采用试算法列表计算1.383.10580.03432.93310.18869.809.001.091.393.11060.02982.94280.18038.829.000.981.43.11500.02562.95230.17227.899.000.88由上表可知，当ξ=1.39时，e0=8.82mm与实际的e0=9.00很相近所以取1.39为计算值。⑤计算截面抗压承载力 满足要求。10.桩顶纵向水平位移验算桩在最大冲刷线处水平位移x0和转角Φ0的计算查表得：，符合规范要求。所以墩顶纵向水平位移⑥裂缝宽度验算根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62--2004）截面相对界限受压区高度则构件为小偏心受压，无需验算裂缝宽度。11.承台设计1）桩与承台得连接处构造要求承台平面尺寸：96m2，厚度1.5m，承台底标高20.500m。采用桩顶主伸入承台连接，桩身嵌入承台内的深度为200mm；伸入承台内的桩顶主筋做成喇叭状，夹角15度。伸入承台内的主筋竖向高度为100cm>35*2.2=77cm，不设弯钩的带肋钢筋。抗弯钢筋布置在承台内上下两排并且不截断穿过桩身。箍筋设20箍，间距200mm，构造钢筋前后两端各18根，抗裂钢筋前后两端各8根下设相同的钢筋网。2）桩顶局部受压验算 桩顶作用于承台混凝土压力，如不考虑桩身与承台混凝土之间的粘结力，局部承压下时按下式计算：所以满足要求,可按构造配筋。3）承台受冲剪验算承台有效高度h0=1.5-0.2=1.3cm，桩边冲切，计算冲跨比C30混凝土取4)承台抗弯承载力验算外排桩中心距墩台身边远小于承台高度 （5）承台受弯承载力计算满足要求