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1、华东交通大学基础工程计算书及图纸题目名称 某桥桥墩桩基础设计计算 院 （系） 软件学院 专 业 软件+道路与铁道工程 班 级 软件+道铁 姓 名 王恋 2011年 6 月20 日 至 2011 年 6 月 24 日 共 1 周指导教师: 耿大新 教研室主任: 李明华 目 录基础工程课程设计任务 2基础工程课程设计计算书 4基础工程课程设计图纸 9基础工程课程设计参考文献 10基础工程课程设计附件 10=1.基础工程课程设计任务设计题目：某桥桥墩(台)桩基础设计计算设计资料：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，墩上纵向设两排橡胶支座，桥
2、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。图1 桥墩示意图1、水文地质条件：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表1：表1-1 地质情况表序号名称层厚土层描述天然重度比例系数m推荐容许承载力极限摩阻力i1淤泥质土2.5m软塑16.2 kN/m34 MN/m450 kPa20 kPa2粉质粘土3.6m灰黄色，可塑18.1kN/m314 MN/m4100 kPa45 kPa3细砂2.8m灰色，中密18.8kN/m3
3、25MN/m4160 kPa60kPa4粉砂3.7m灰色，中密18.5kN/m316MN/m4220 kPa50 kPa5碎石50m黄色，密实20.0kN/m380 MN/m4450 kPa200 kPa2、设计荷载(未考虑荷载分项系数)：（1）恒载桥面自重：N1=1500kN+620kN=1620kN；箱梁自重：N2=6000kN+640kN=6240kN；桥墩自重：N3=3875kN；（2）活载一跨活载反力：N4=2835.75kN，在顺桥向引起的弯矩：M1=3334.3 kNm；两跨活载反力：N5=5030.04kN+650kN=5330.4kN；（3）水平力制动力：H1=30.0kN，
4、对承台顶力矩6.5m；风力：H2=2.7 kN，对承台顶力矩4.75m3、主要材料承台采用C30混凝土，重度=25kN/m3、=15kN/m3(浮容重)。桩基采用C30混凝土，HRB400级钢筋；4、其它参数结构重要性系数so=1.1，荷载组合系数=1.0，恒载分项系数G=1.2，活载分项系数Q=1.4设计内容及要求(1) 根据墩身尺寸及地质情况拟定承台平面尺寸及埋深，拟定桩径、桩数及桩的平面布置；(1)确定桩长及单桩竖向承载力；(2)计算桩顶及最大冲刷线处的荷载(3)桩顶纵向水平位移验算(4)桩身截面配筋计算(5)承台结构设计及验算(6)桩及承台施工图设计：包括基础一般构造图、桩身配筋图、承
5、台配筋图和必要的施工说明2.基础工程课程设计计算书一确定承台的几何尺寸和桩的桩数、桩长、单桩承载力以及桩的平面布置1承台及桩身采用C30混凝土。承台设计简图如图2，承台恒载N=58225=2000kN。可知承台底面的竖向荷载N（两跨活载时）=1620+6240+3875+2000+5330.4=19065.4kN。2设计桩径取，钻孔灌注桩；钻孔机具为100cm旋转钻机。桩数n设计为6个，为经验系数，取1.1。当时，最外一排柱至承台底板边缘的净距不得小于且不得小于0.5m，且钻孔灌注桩的桩中心距不应小于，根据承台尺寸及以上布桩原则，承台底面桩的平面布置简图如图2。可计算的单桩的竖向承载力=1.1
6、=3177.6kN。 图2 承台及承台底面桩平面布置图3确定桩长l。根据地质条件，将桩端定在碎石层。桩端全截面进入持力层的深度取am。可知。其中：（A按设计桩径计算），（U按成孔桩径计算，旋转钻成孔桩径比设计桩径增大3050mm，取50mm），为钻孔灌注桩极限摩阻力，由表1-1可查得。碎石。 可反算出桩端全截面将纳入吃里程的深度a，计算过程如下：3.299(202.5+453.6+602.8+503.7+200a)+0.785450解得a=7m。则桩长l=12.6+7=19.6m,可取20m。二计算桩顶及局部冲刷线处的荷载1桩的计算宽度和变形系数。由，对于圆截面桩：，取，与水平力作用方向相互平
7、行的平面内桩间净距为：，取。计算得又由。由C30混凝土，可得其受挠刚度。假定为弹性桩，承台底面下深度为内的土种，由表1-1可知为淤泥质土和粉质粘土，由表1-1，取，；且，；由等效面积法换算地基系数m得则基础变形系数：桩的换算入土深度：，假设成立，按弹性桩计算。2计算桩顶刚度系数。设计桩为钻孔灌注桩，所以，且，。由上知。 ，取。=0.686EI。2=0.9154，取4m。查基础工程表6-15得：。则：3.承台底面形心处位移（两跨活载+恒载+制动力等）双线、纵向、二孔活载下：N=19065.4kN，H=30.0kN，M=3334.3kNm。可计算得，=60.5577EI+0.686EI61.251
8、.25=9.78EI,=60.0413EI=0.2418EI，=60.1272EI=0.7632EI，=0.582（EI）。可计算得4.计算作用在每根桩顶上的作用力。竖向力=3642.99 2845.48 kN水平力弯矩5.计算局部冲刷线处桩身水平力、轴向力和弯矩。三桩顶水平位移计算计算桩在局部冲刷线处水平位移和转角。由z=0，查表得，所以计算得： 四桩身截面配筋计算 1.计算桩身最大弯矩及位置由得，。由及，查表得，故桩身最大弯矩深度。由及，查表得。可得桩身截面最大弯矩。2.桩身截面配筋计算由上可知，桩身截面最大弯矩发生在桩顶下z=1.45m处，该处M=72.8kNm。计算单桩轴向力N时，取恒
9、载分项系数G=1.2，活载分项系数Q=1.4。则N=（137351.2+5330.41.4）6=3990.76kN。柱内纵向截面钢筋按配筋率0.2计算，则钢筋面积Ag=1/40.2=1570。现在选用HRB400钢筋，采用8根18的HRB400钢筋，得Ag=2036。桩身配筋图见附图一。四承台结构设计及验算1.承台桩顶处局部受压验算由上计算得，单桩承受的最大轴力为N=3990.76kN。结构重要性系数so=1.1。承台内基桩桩顶横截面面积，承台内计算底面积。则局部承压提高系数。C30混凝土轴心抗压强度设计值。则由soN=4389.76Kn0.9=28591.3kN，承台顶桩处局部受压强度符合要
10、求，故承台内桩顶面无需设置钢筋网。2.承台设计承台设计为长8m，宽5m，厚2m，桩顶深入承台内长度取1.2m，由于不承受纵向拉力，故主筋角度为0。承台内桩顶面无需设置钢筋网承台底面桩布置图见图2。承台配筋图见附图二。3.基础工程课程设计图纸1.基础一般构造图2.桩身配筋图见附图一。3.承台配筋图见附图二。4.基础工程课程设计参考文献1.中华人民共和国交通部. JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范.2.中华人民共和国交通部. JTG D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范.3.中华人民共和国交通部. JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范.4.中华人民共和国交通部. JTJ 041-2000 公路桥涵施工技术规范.5.中华人民共和国交通部. JTG D62-2005 公路圬工桥涵设计规范.7.王晓谋.基础工程(第四版).北京：人民交通出版社，2010.
