某橋橋墩樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、華東交通大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）題目名稱 某橋橋墩樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算 院 （系） 土木建筑學(xué)院 專 業(yè) 道路與鐵道工程 班 級(jí) 道鐵2班 姓 名 歐陽俊雄 2011年 6 月 13 日 至 2011 年 6 月 29 日 共 1 周指導(dǎo)教師: 耿大新 教研室主任: 李明華 資料收集 某橋梁上部構(gòu)造采用預(yù)應(yīng)力箱梁。標(biāo)準(zhǔn)跨徑32m，梁長31.9m，計(jì)算跨徑31.5m，橋面寬13m，墩上縱向設(shè)兩排支座，一排固定，一排滑動(dòng)，橋墩采用圓端形實(shí)心墩，平面尺寸形式如圖1所示，墩高12m，計(jì)算墩頂變形時(shí)，不考慮墩身的撓曲。下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。 1、地質(zhì)及地下水位情況： 河面常水位標(biāo)高25.000m，河床標(biāo)高為

2、22.000m，一般沖刷線標(biāo)高20.000m，最大沖刷線標(biāo)高18.000m處，一般沖刷線以下的地質(zhì)情況如下：序號(hào)名稱層厚土層描述天然重度比例系數(shù)m推薦容許承載力極限摩阻力i1淤泥質(zhì)粘土2.5m灰色，流塑16.5 kN/m32.5 MN/m450kPa15 kPa2粘土2.2m黃色，可塑17.5kN/m312.5 MN/m4120 kPa30 kPa3粉砂3.7m灰色，中密17.3kN/m315 MN/m4160 kPa50 kPa4中砂4.5m灰色，中密18.2kN/m323 MN/m4220 kPa60 kPa5卵石>50m黃色，中密20.5kN/m3110MN/m4500 kPa10

3、0 kPa 2、設(shè)計(jì)荷載：（1）恒載：橋面自重：=1500kN+學(xué)號(hào)×20kN=1500+16×20=1820kN箱梁自重：=6000kN+學(xué)號(hào)×40kN=6000+16×40=6640kN橋墩自重：=3875kN（2）活載 一跨活載反力： ，在順橋向引起彎矩：； 兩跨活載反力：N5=5030.04kN+學(xué)號(hào)×50kN=5030.04+16×50=5930.04kN （3）水平力制動(dòng)力：H1=300kN，對(duì)承臺(tái)頂力矩6.5m；風(fēng)力：H2=2.7 kN，對(duì)承臺(tái)頂力矩4.75m 主要材料承臺(tái)采用C30混凝土，重度=25kN/m3、=15k

4、N/m3(浮容重)。在班編號(hào)為20，所以樁基采用C30混凝土，HRB400級(jí)鋼筋；4、其它參數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)so=1.1，荷載組合系數(shù)=1.0，恒載分項(xiàng)系數(shù)G=1.2，活載分項(xiàng)系數(shù)Q=1.4，風(fēng)荷載=0.75，制動(dòng)力：1.0擬定承臺(tái)尺寸： 假設(shè)承臺(tái)的厚度為1.5m，根據(jù)圓端形實(shí)心墩的平面尺寸計(jì)算承臺(tái)的長和寬寬度：長度：三、擬定樁的尺寸及樁數(shù)：1、摩擦樁，樁身采用C30混凝土。2、由于，d=1.25，所以設(shè)計(jì)樁徑采用d=1.25m，成孔樁徑為1.30m,鉆孔灌注樁，采用旋轉(zhuǎn)式鉆頭。3、畫出土層分布圖，選用卵石層為持力層，則取樁長l=22.5m。4、估算樁數(shù)：（按雙孔重載估算）估算公式： 據(jù)高等學(xué)

5、校教材基礎(chǔ)工程（第四版）（人民交通出版社）查表42可得=0.70，查表43得m0=0.9，查表2-24有k2=6.0 由于樁側(cè)土為不同土層，應(yīng)采用各土層容重加權(quán)平均，透水層采用浮容重，不透水層采用天然容重持力層為卵石，查表得 ，qik查表41得名稱淤泥質(zhì)粘土粘土粉砂中砂卵石q值kPa20503545160 樁自重每延米kN 荷載組合計(jì)算： （1） 承臺(tái)頂面 恒載+一孔活載 恒載+兩孔活載 （2）承臺(tái)底面 G=1.5×6×9=1215 恒載+一孔活載 恒載+兩孔活載 所以=0.5×3.92×(20×0.5+50×2.2+35×

6、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當(dāng)n=6，h=20m時(shí)，=5805.73>1.2×=5403.6,樁的軸向受壓承載力符合要求，所以樁長設(shè)22.5，可以。樁的平面布置為如圖所示：經(jīng)驗(yàn)證，樁間距符合相關(guān)規(guī)定樁的斷面布置如下圖（縱向斷面圖、橫向斷面圖）4、 樁的內(nèi)力及位移計(jì)算 1. 樁的計(jì)算寬度b1 已知 2. 樁的變形系數(shù) 樁在局部沖刷以下深度h=20m，其計(jì)

7、算長度則為：，滿足按彈性樁計(jì)算。3. 樁頂剛度系數(shù)值計(jì)算 已知： 據(jù)高等學(xué)校教材基礎(chǔ)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. 計(jì)算承臺(tái)底面圓點(diǎn)O處位移 5. 計(jì)算作用在每根樁頂上作用力Pi、Qi、Mi驗(yàn)證： 所以樁的承載力滿足要求，設(shè)計(jì)樁長合格。校核：校核正確 6. 計(jì)算局部沖刷線處樁身彎矩M0、水平力Q0及軸向力P0 7. 沖刷線以下深度z處樁截面的彎矩Mz及樁身最大彎矩Mmax .局部沖刷線以下深度z處樁截面的彎矩Mz計(jì)算 無量綱系數(shù)由附表3、附表7分別查的，Mz計(jì)算列表如下表Mz計(jì)算列表Z0=aZZAmBm12.09Am40.76BmMz0.0 0.

8、00 010.00 40.76 40.76 0.2 0.41 0.196960.998062.38 40.68 43.06 0.4 0.82 0.377390.986174.56 40.20 44.76 0.6 1.23 0.529380.958616.40 39.07 45.47 0.8 1.65 0.645310.913247.80 37.22 45.03 1.0 2.06 0.723050.850898.74 34.68 43.42 1.2 2.47 0.761830.774159.21 31.55 40.76 1.4 2.88 0.764980.686949.25 28.00 37.2

9、5 1.6 3.29 0.737340.593738.91 24.20 33.11 1.8 3.70 0.684880.498898.28 20.33 28.61 2.0 4.12 0.614130.406587.42 16.57 24.00 2.2 4.53 0.53160.320256.43 13.05 19.48 2.4 4.94 0.443340.242625.36 9.89 15.25 2.6 5.35 0.354580.175464.29 7.15 11.44 2.8 5.76 0.269960.119793.26 4.88 8.15 3.0 6.17 0.193050.07595

10、2.33 3.10 5.43 3.5 7.20 0.050810.013540.61 0.55 1.17 4.0 8.23 5E-059E-050.00 0.00 0.00 其結(jié)果為下圖 .樁身最大彎矩Mmax及最大彎矩位置計(jì)算由 8.局部沖刷線以下深度z處橫向土抗力計(jì)算無量綱系數(shù)Ax、Bx由附表1、附表5分別查得，pzx計(jì)算列表如下Pzx計(jì)算列表Z0ZAxBx1.657Ax5.586Z0BxPzx(kpa)0.0 0.00 2.440661.6210.00 0.00 0.00 0.2 0.41 2.117791.290880.59 1.87 2.46 0.4 0.82 1.802731.00

11、0641.00 2.90 3.90 0.6 1.23 1.502680.749811.25 3.26 4.51 0.8 1.65 1.22370.573271.36 3.32 4.68 1.0 2.06 0.970410.361191.34 2.61 3.96 1.2 2.47 0.745880.219081.24 1.90 3.14 1.4 2.88 0.551750.107931.07 1.09 2.16 1.6 3.29 0.38810.024220.86 0.28 1.14 1.8 3.70 0.25386-0.035720.63 -0.47 0.17 2.0 4.12 0.14696

12、-0.075720.41 -1.10 -0.69 2.2 4.53 0.06461-0.09940.20 -1.58 -1.39 2.4 4.94 0.00348-0.11030.01 -1.92 -1.90 2.6 5.35 -0.0398-0.11136-0.14 -2.10 -2.24 2.8 5.76 -0.0690-0.10544-0.27 -2.14 -2.40 3.0 6.17 -0.0874-0.09471-0.36 -2.06 -2.42 3.5 7.20 -0.1049-0.05698-0.51 -1.44 -1.95 4.0 8.23 -0.1078-0.01487-0.

13、60 -0.43 -1.03 其結(jié)果為右圖： 9.樁身配筋計(jì)算及樁身材料截面強(qiáng)度驗(yàn)算由上表可知，最大彎矩發(fā)生在地面線以下z=1.20m處，該處Mj=45.473kN.m 縱向鋼筋面積 樁內(nèi)豎向鋼筋按含筋率0.6%配置： 現(xiàn)在選用15根25的HRB400級(jí)鋼筋： 計(jì)算偏心距增大系數(shù) 因?yàn)殚L細(xì)比：所以偏心距最大系數(shù)： 計(jì)算截面實(shí)際偏心距 根據(jù)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D63-2007）求得軸向力的偏心距e0;其中r=625mm，=0.006，并設(shè)g=0.9，則 以下采用試算法列表計(jì)算 1.383.1058 0.0343 2.9331 0.1886 9.80 9.00 1.09 1.393

14、.1106 0.0298 2.9428 0.1803 8.82 9.00 0.98 1.43.1150 0.0256 2.9523 0.1722 7.89 9.00 0.88 由上表可知，當(dāng)=1.39時(shí)，e0=8.82mm與實(shí)際的e0=9.00很相近所以取1.39為計(jì)算值。 計(jì)算截面抗壓承載力 滿足要求。 10.樁頂縱向水平位移驗(yàn)算 樁在最大沖刷線處水平位移x0和轉(zhuǎn)角0的計(jì)算查表得：，符合規(guī)范要求。 所以墩頂縱向水平位移裂縫寬度驗(yàn)算 根據(jù)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（JTG D62-2004）截面相對(duì)界限受壓區(qū)高度則構(gòu)件為小偏心受壓，無需驗(yàn)算裂縫寬度。11. 承臺(tái)設(shè)計(jì) 1）樁與承臺(tái)得連接處構(gòu)造要求承臺(tái)平面尺寸：96m2，厚度1.5m，承臺(tái)底標(biāo)高20.500m。采用樁頂主伸入承臺(tái)連接，樁身嵌入承臺(tái)內(nèi)的深度為200mm；伸入承臺(tái)內(nèi)的樁頂主筋做成喇叭狀，夾角15度。伸入承臺(tái)內(nèi)的主筋豎向高度為100cm>35*2.2=77cm，不設(shè)彎鉤的帶肋鋼筋?？箯濅摻畈贾迷诔信_(tái)內(nèi)上下兩排并