交大土力學(xué)課程設(shè)計(jì)-剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)

1、未彳庭文犬承chongqing jiaotong university土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)學(xué) 院: 專業(yè)班級:目：剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)姓 名: 學(xué) 號:本課程設(shè)計(jì)取材于廣東省龍ji縣東江大橋?qū)嵗こ獭?#、6#墩要求采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，3#、4#墩采用鉆孔樁基礎(chǔ)。兩種基礎(chǔ)類型各自驗(yàn) 算一種類型（各自選定一個有控制的墩進(jìn)行計(jì)算），其他墩基礎(chǔ)可參 照計(jì)算結(jié)果按構(gòu)造尺寸要求繪圖即可，不作具體計(jì)算。設(shè)計(jì)資料1 .上部構(gòu)造：16m跨為鋼筋混凝土 t型梁，25m為裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 t型梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑：16m與25m （相鄰墩臺中線間距）大梁全長：15.96m與24.96m （梁伸縮縫寬4cm）計(jì)算跨徑：15.

2、40m與24.30m （支座中心距）橋南寬度：行車道9m,人行道2 1.5m2 .支座：活動支座采用四氟滑橡膠支座，摩阻系數(shù)區(qū)=0.15,支座布置見附圖3 .設(shè)計(jì)荷載：公路ii級，人群 3.5kn/m4 .橋墩形式：均采用雙柱式加懸挑臂蓋梁墩帽（墩帽見附圖）5 .橋墩材料：蓋梁 c25鋼筋混凝土，容重丫 =25kn/m2,墩身c20 鋼筋混凝土，容重丫 =25kn/m26 .水文地質(zhì)資料見附圖7 .風(fēng)壓：基本風(fēng)壓 w3=0.6kpa8 .其它：本橋基本上為跨線橋，廣岸跨越小鐵路，梅岸跨越定南至老隆公路，二都河為季節(jié)性河流，不通航，不考慮漂浮物9 .有關(guān)設(shè)計(jì)參考圖兩張1號墩明挖剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)一、基

3、礎(chǔ)尺寸的擬定1 .最大剛性角確定橋墩及基礎(chǔ)和擬定的尺寸如圖，基礎(chǔ)分三層，每層厚度為 0.50m, 襟邊和臺階寬度相等，為0.4m。基礎(chǔ)用c25混凝土，混凝土的剛 性角：max =40；?，F(xiàn)基礎(chǔ)擴(kuò)散角為oc = tan 1 120 = 38.66' < 二 max = 40 150滿足要求。2 .確定埋置深度1#號墩所處位置河流最大沖刷深度為0m,故基底埋深安全值為hmin=1.5m。此處為了保護(hù)基礎(chǔ)不受人為活動等原因而破壞，可取h=2.5m。3 .擬定平面尺寸長度 （橫橋向）a=l 2h tan ： = 780 2 150 tan38.66' = 1020cm寬度 （順橋

4、向） b =d 2h tan二-180 2 150 tan38.66、= 420cm二、作用效應(yīng)計(jì)算1.永久作用上部構(gòu)造恒載反力及橋墩墩身、基礎(chǔ)上土重計(jì)算。其值列于下表：基礎(chǔ)自重：g =4.2 10.2 0.5 3.8 9.8 0.5 3.4 9.4 0.5 25-1400.5 kn1.82橋墩自重： g=二一 (83.968 -79.75 1) 25 =331.8kn 41.82橋墩自重：g2=二(83.968 -79.75 1) 25-331.8kn4墩帽自重： g =(1.6 10.6 2.1 -1.3 0.8 2.1) 25 =835kn支座重：g1=70.350.35 0.0725

5、=1.5kn支座重：g2= 70.350.35 0.0825 =1.7kn基礎(chǔ)上覆土重：1.82g 二(10.2 4.2 2 -9.8 3.8 0.5 -9.4 3.4 0.5 -2 1 二)19.5 =896.8kn 4設(shè) 計(jì) 水 位 浮 力g =(10.2 4.2 0.5 9.8 3.8 0.5 9.4 3.4 0.02) 10 =406.8kn項(xiàng)目豎向力p(kn)對基底中心 軸偏心距e(m)彎矩m ( knlm)備注基礎(chǔ)自重140000.5橋墩自重331-3-995. 4彎矩正負(fù).8值規(guī)定如橋墩自重3313995. 4下：逆時.8針方向取墩帽自重83800號；.2順時針方墩帽自重82.

6、30. 63552. 3向取“ 十”支座重1. 50. 520. 8號支座重1. 7-0. 13-0. 2基礎(chǔ)上覆土重896.800設(shè)計(jì)水位浮力406.800枯水位浮力00016m跨支座反力867.30. 52451. 025m跨支座反力1662.4-0. 13-216. 1設(shè)計(jì)水位，p=6821.1kn% m =2 8 7.k8n m枯水位“ p=6416.3kn、m =287.8knlm2.可變作用（一）、汽車荷載單孔雙行：qk =0.75 10.5 =7.9kn /m15.4 -516m 跨：pk =0.75父（180+m180）=166.2kn50 -524.3 - 525m 跨：pk

7、 =0.75父（180+父180） =192.9kn50-5m；5m =131.2 0.13 =17.0knlmnrm =(166.2 1 7.9 0.5 15.4 1) 2 =454.1knn125m =(192.9 1 7.9 0.5 24.3 1) 2 =577.8knm116m =454.1 0.52 =236.1knmm；5m =577.8 0.13 =75.1knm雙孔雙行：m2 =m；6m -m125m =236.1 -75.1 -161.0knlmn2 二nm n125m =454.1 577.8 =1031.9kn（二）、人群荷載單孔雙行16mn12 1.5 16 3.52二

8、 84knm116m =84 0.52 =43.7kn!_mn；5m2 1.5 25 3.52-131.2kn雙孔雙行n2 = n16m ni25m =84 131.2 =215.2 knm2 =mm mfm =43.7 -17.0 =26.7knm（三）、制動力制動力按車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值在加載長度上計(jì)算的總重力的10%計(jì)算，但公路h級汽車荷載的制動力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于90kn16m 跨梁上一個設(shè)計(jì)車道上的制動力：h1 =454.1 10% =45.4kn ： 90kn25m跨梁上一個設(shè)計(jì)車道上的制動力：h 2 =577.8 10% =57.78kn ：二90kn因此，制動力應(yīng)取90kn。該橋?yàn)殡p車道

9、，則制動力為180kn。按規(guī)范要求，則此設(shè)計(jì)中中汽車制動力為h =0.3m180=60knm =0.3 180 （1.974 4.128 2.5）= 464.5kn um（四）、支摩力本設(shè)計(jì)中只考慮恒載的影響，且兩端支座摩阻力要相互抵消一部分。f -in -n1） =0.15 （1662.4-867.3）=119.xnm =1662.4 0.15 (1.6 4.128 2.5) -867.3 0.15 (1.974 4.128 2.5) = 932.6kn ljm由上可得，支摩力大于制動力。故在組合中，以支摩力作為控制設(shè)計(jì)。，一一 一 一2 一 一一 一一(8 3.9m28 7 9.7 5 )

10、4 3 .（五）、風(fēng)荷載aw -1 0.6 1.174 (1 0.6 1 8 ) 0.8h =0.7w0aw =0.7 0.6 43.7 -18.4kn1.81.174 10.6 8.02 (10.6 8) 0.8- 2 7.03 2 4.128 4.56e 二2 = 5.9mawm =18.4 5.9 =108.6knm m =18.4 5.9 = 108.6knm3.偶然作用本設(shè)計(jì)不考慮偶然作用的影響三、作用效應(yīng)組合16m跨 25mp(kn)h(kn)m(kn/m)p(kn)h(kn)m(kn/m)設(shè)計(jì)水位6821.10287.86821.10287.8汽車荷載166.20454.1192

11、.90-75.1人群荷載84043.7131.20-17支摩力0130.1-1070.40249.42051.7風(fēng)荷載018.4-108.6018.4-108.6承載能力7071.3148.5-393.47145.2267.82138.8短期效應(yīng)7021.44143.9-502.487087.33263.22188.4816m跨 25mbip(kn)h(kn)m(kn/m)p(kn)h(kn)m(kn/m)枯水位6416.30287.86416.30287.8汽車荷載166.20454.1192.90-75.1人群荷載84043.7131.20-17支摩力0130.1-1070.40249.4

12、2051.7風(fēng)荷載018.4-108.6018.4-108.6承載能力6666.5148.5-393.46740.4267.82138.8短期效應(yīng)6616.64143.9-502.486682.53263.22188.48雙孔雙孔p(kn)h(kn)m(kn/m)p(kn)h(kn)m(kn/m)水位6821.10287.86416.30287.8汽車荷載1031.901611031.90161人群荷載215.2026.7215.2026.7支摩力0119.3932.60119.3932.6風(fēng)荷載018.4-108.6018.4-108.6承載能8068.2137.71299.57663.41

13、37.71299.5力短期效應(yīng)7758.63133.11278.357353.83133.11278.35注：該表中號雙孔水位為設(shè)計(jì)水位，水位值為恒載值雙孔為枯水位。表中四、地基承載力驗(yàn)算 按短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)，則第二種組合最不利地基強(qiáng)度驗(yàn)算-0.72188.48b0.31 二-7087.336因此需要做持力層強(qiáng)試驗(yàn)算（一）、持力層強(qiáng)度驗(yàn)算pmaxmin7087.332188.48238.4二 kpa10 2 4 21292 410.2 4.2父102m4 2292.46ifa i - fa0 1 - k11g -2) k2 2(h -3) =310 0 0 =310kpapmax =238.4

14、kpa 二 r fa )-1.0 310 = 310kpa inaxr故強(qiáng)度滿足要求（二）、軟弱下臥層承載力驗(yàn)算下臥層fa0 =210kpa < 持力層fa0 = 310kpa因此需要進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算 基底到下臥層頂面處的距離為z = 79.75-71.50 = 8.25ma 10.2z 8.25八，c則一=1.37=2.43b4.2b4.2查表可得附加應(yīng)力系數(shù)二 =0.362ifa1hz = fa0 1+6%82) + k2¥2(h +z 3) =210 + 0+1.5x19.5x(8.25 3) = 363.6kpa因?yàn)?z = 525=1.37 1 b 4.2所以p =母均pmax ' pmin2238.4 92.42= 165.4kpar z = 1(h z);(p - 2h) =19.5 (2.5 5.75) 0.362 (165.4 -19.5 2.5) = 203.1kpa可得 p,七=203.1kpa < ifahhz =363.6kpa因此軟弱下臥層承載力滿足要求 二、基底偏心距驗(yàn)算 當(dāng)為永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合時滿足eb <0.1pp=wa=b=0.7m工m 287.8 八八 八,八 八八 e0 = = 0.04m :二 0.1 0.7 = 0.07m' n 6416.3當(dāng)為標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合時滿足e0三二則