桥梁桩基础课程设计.docx

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1、桥梁根底工程课程设计任务书题目:某公路桥梁桩根底设计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根底与地基的设计与检算。要求同学选择(或由任课教师分配)一个根底，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。该桥墩根底由两根钻孔桩组成，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片(0.204)d在局部冲刷线处设置横系梁，其断面尺寸可按

2、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y=18.5kNm3,土粒比重或=2.70,天然含水量h=21%,液限WL=22.7%,塑限h-p=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=19.5kNm3,土粒比重GS=2.70,天然含水量M=I7.8%,液限IVL=22.7%,塑限卬p=16.3%.2.3 设计荷载(1) 一跨上部结构自重G=2000X(L202kN(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：

3、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(L0l)m。(4)设计汽车荷载为公路一11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35kPa.水平荷载单桩所受水平力如图4所示。其中：小(制动力)=4.5kN:W(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,混凝土弹性模量后=2.85XIOMPa,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。具体计算时按如下不同标准跨径分组进行，同组

4、人员的设计桩径、桩长不得全部相同。跨径(m)132()25303540编组189-1617-2425-3233-4041-50(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)初步决定修筑根底的施工方案(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，本人承当的课程设计任务；(2)地质勘察资料；(3)设计荷载:(4)方案设计。包括

5、：根底选型，尺寸拟定，地基持力层的选取。需要说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：计算工程，计算过程和计算结果，方案调整的理由和结果。需要说明参数选取的理由、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：根底施工方式，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。5 .课程设计参考资料1凌志平.易经武，根底工程(第二版).人民交通出版

6、社，1997.102周景星等，根底工程.清华大学出版社，19963公路桥涵设计通用标准(JTGD60-2004),人民交通出版社,20044公路桥涵地基与根底设计标准(JTJ024-85),人民交通出版社985撰写者：王晓琴指导教师：王晓琴课程设计评分表评分标准：1 .学生是否严格遵守课程设计纪律，按照规定时间完成设计任务(占30%)2 .课程设计报告书质：(占40%)(1)是否采用了良好的设计方法，独立完成课程设计.(2)课程设计各分段的任务是否按时完成及完成的质量.(3)是否完成课程设计任务书指定的全部要求。3 .课程设计报告书的撰写标准(占30%)课程设计报告书的撰写标准要求与毕业设计(

7、论文)的要求相同。教师评分：1 .学生出勤得分：2 .内容质量得分：3 .撰写标准得分：最终评定成绩(以优、良、中、及格、不及格评定教酊评语：签字：日期：年月日根底工程课程设计报告书-设计资料1地质资料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y=19.5kNm3,土粒比重Gs=2.70,天然含水量=17.8%液限VVL=22.7%,塑限卬p=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3550m2桩、墩尺寸与材料该桥墩根底由两根钻孔桩组成，旋转钻成孔。桩的设计直径d=l.2m,桩底沉渣厚度控制为/=0.34。在局部冲刷线处设置横系梁

8、，其断面尺寸可按构造等要求确定，高度约LOm。桩身混凝土强度等级拟采用C25,混凝土弹性模量Eh=2.85IO4MPa,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G=2000X(Z20)L2=3914kN,自重反力N=5=1957AN,其中L=35m02(2)盖梁自重反力N,=握=175%N;系梁自重反力23 3)一根墩柱自重反力N4j2/X2低水位：7V4=258.3+(25-10)x5.1=223.05ZN4 4JrXrH1常水位：2V4=25-4.8(25-

9、10)-8.6=195.56AN44(4)桩每延米重N5考虑浮力)q=(25-10)-1=17.7kN/m4拟定桩根底采用旋转钻孔灌注桩根底,为摩擦桩。(5)设计汽车荷载为公路一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.4活载反力计算1、活载纵向布置时支座最大反力、公路二级：qk=7.875kNm,Pk=(29.94+180)0.75=224.7kNI、单孔布荷载Rlq=224.7+7.875300.5=342.83kNIIL双孔布载R2q=342.832=685.66kN(2)、人群荷载qr=3.5X0.5=L

10、75kNm2I、单孔布荷载Rlr=l.7529.90.5=26.16kNIIL双孔布载R2r=26.162=52.32kN2、柱反力横向分布系数的计算柱反力横向分布影响线见图5。(1)、公路二级双孔布载汽车道：u=0.3车辆：U=0.3中汽X(1.167+0.767+0.418+0.078)=1.2522、人群荷载人中人二1.33两跨汽车荷载反力N5=557.10X2=1114.20kN(已计入冲击系数的影响)；一跨汽车荷载反力N6=(l+)中汽Rlq=(1+0.3)1.25342.83=557.IOkN(已计入冲击系数的影响)；车辆荷载反力已按偏心压力原理考虑横向分布的分配影响。两跨人群荷载

11、反力N7=34.792=69.58kN；一跨人群荷载反力N8二人Rlr=L33X26.16=34.79kN单桩所受水平力如下图。其中：济(制动力)=2.5kN;M(风力尸3.7kN;W2冰压力)=5.8kN图2计算P时取以下数据：桩的设计桩径为L2m,成孔直径为1.3m102桩周长U=1.3x%=4.08z,A=匕二=1.13m2,2=0.7,相0=0.8G=50,4=伍一15.5即，J=70，.二国5；195_0=%/皿扣除浮力)。=吗业-I=O不：e02=1-1=0.598桩底为硬塑性亚粘土4=01=073查表得k2 = 2.560=42(UPa解得：h=22. 03m4.0815.550

12、+(/?-15.5)70+0.70.81.13420+2.59(0-3)=142,8一409.338=2550.4+8.48/?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p=142.822.5-409.338=2803.662Nh=2550.48.4822.5=2748AkN桩的轴向承载力满足。2、桩的内力计算(1)确定桩的计算宽度伪=KX(d+l)=0.9X(1.2+1)=1.98m(2)计算桩一土变形系数mb1-e*里=0.43其中也5。 1943619桩的换算深度h=ah=0.4322.5=9.682.5m所以按弹性桩计算（一）（3）计算墩柱顶外力P,.、Qi.M

13、i及最大冲刷线处桩身弯矩A/。，水平力。,及轴向力A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八八aM.0.43532.34CCC由。.=O得：Co=-=13.08-QQo17.5-0343由CO=13.08及=9.68杏表得ZMM=0343故zmax=-=0.8qmax0.43由Ivmax=0.343及方=9.68查表得KM=L（X）8（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AxBxAmBm查表得ZZ=OZh=2h4%劣4aM.BmM;0.230.14.00.09960.999744.23514.15518.380.470.24.00

14、.196960.998068.41513.34521.750.930.44.00.377390.9861716.11513.34529.451.630.74.00.592280.9381725.29511.15536.442.331.04.00.723050.8508930.87437.19468.063.491.54.00.754660.6408132.22329.18361.404.652.04.00.614130.4065828.24209.12237.365.582.44.00.443340.2426218.93124.81143.746.983.04.00.193050.075958.2439.0647.309.34.04.00.000050.000090.010.050.06Zz=az4BXbiVMoZBXkPc)00000000.470.22.117791.290881.6212.9114.530.