華東交通大學(xué)基礎(chǔ)工程某橋橋墩樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)初稿

1、華東交通大學(xué)基礎(chǔ)工程計(jì)算書及圖紙題目名稱某橋橋墩樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算院（系）軟件學(xué)院專業(yè)軟件+道路與鐵道工程班級軟件+道鐵姓名王戀2011年6月20日至2011年6月24日共1周指導(dǎo)教師：耿大新教研室主任：李明華基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)2基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書4基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)圖紙9基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)10基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)附件10?1.基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)題目：某橋橋墩(臺)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)資料：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)兩排橡膠支座，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

2、墩身的撓曲。下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。圖1橋墩示意圖1、水文地質(zhì)條件:河面常水位標(biāo)高25.000m,河床標(biāo)高為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)情況如下表1:表1-1地質(zhì)情況表序號名稱層厚土層描述天然重度丫比例系數(shù)m推薦容許承d極限摩阻力下1淤泥質(zhì)土2.5m軟塑316.2kN/m44MN/m50kPa20kPa2粉質(zhì)粘土3.6m灰更色，可塑18.1kN/m314MN/m4100kPa45kPa3細(xì)砂2.8m灰色，中密18.8kN/m3425MN/m160kPa60kPa4粉砂3.7m灰色，中密318.5kN/m416MN/m22

3、0kPa50kPa5碎石>50m黃色，密實(shí)20.0kN/m3480MN/m450kPa200kPa2、設(shè)計(jì)荷載(未考慮荷載分項(xiàng)系數(shù))：(1)恒載橋面自重：N1=1500kN+6X20kN=1620kN;箱梁自重：N2=6000kN+6X40kN=6240kN;橋墩自重：N3=3875kN;(2)活載一跨活載反力：N4=2835.75kN,在順橋向引起的彎矩：M1=3334.3kNm-;兩跨活載反力:N5=5030.04kN+650kN=5330.4kN;(3)水平力制動(dòng)力：H=30.0kN,對承臺頂力矩6.5m；風(fēng)力：H2=2.7kN,對承臺頂力矩4.75m3、主要材料承臺采用C30混凝

4、土，重度丫=25kN/m3、丫=15kN3m浮容重)。樁基采用C30混凝土，HRB400級鋼筋；4、其它參數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)學(xué)。=1.1,荷載組合系數(shù)。=1.0恒載分項(xiàng)系數(shù)3=1.2,活載分項(xiàng)系數(shù)g=1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求(1)根據(jù)墩身尺寸及地質(zhì)情況擬定承臺平面尺寸及埋深，擬定樁徑、樁數(shù)及樁的平面布置；(1)確定樁長及單樁豎向承載力；(2)計(jì)算樁頂及最大沖刷線處的荷載(3)樁頂縱向水平位移驗(yàn)算(4)樁身截面配筋計(jì)算(5)承臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算(6)樁及承臺施工圖設(shè)計(jì)：包括基礎(chǔ)一般構(gòu)造圖、樁身配筋圖、承臺配筋圖和必要的施工說明?2.基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書.確定承臺的幾何尺寸和樁的樁數(shù)、樁長、單樁承載力以

5、及樁的平面布置1 .承臺及樁身采用C30混凝土。承臺設(shè)計(jì)簡圖如圖2,承臺恒載N=5X8X2X25=2000kN?？芍信_底面的豎向荷載N（兩跨活載時(shí)）=1620+6240+3875+2000+5330.4=19065.4kN。2 .設(shè)計(jì)樁徑取d=1.0m,鉆孔灌注樁；鉆孔機(jī)具為100cm旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)。樁數(shù)n設(shè)計(jì)為6個(gè)，科為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取1.1。當(dāng)d之1m時(shí)，最外一排柱至承臺底板邊緣的凈距不得小于0.3d且不得小于0.5m,且鉆孔灌注樁的樁中心距不應(yīng)小于3d,根據(jù)承臺尺寸及以上布樁原則，承臺底面樁的平面布置簡圖如圖2?？捎?jì)算的單樁的豎向承載力RJ=1.1x9065.4=3177.6kNo6圖2承臺及承

6、臺底面樁平面布置圖3 .確定樁長1。根據(jù)地質(zhì)條件，將樁端定在碎石層。樁端全截面進(jìn)入持力層的深度取ann可知Ra】=UZqjj+Apqr。其中：A=2d2=0.785m2（A按設(shè)計(jì)樁徑計(jì)算），2p4U=n父（1.0+0.05）=3.299m（U按成孔樁徑計(jì)算，旋轉(zhuǎn)鉆成孔樁徑比設(shè)計(jì)樁徑增大3050mm取50mm,qi為鉆孔灌注樁極限摩阻力，由表1-1可查得。碎石qr=450KPa?？煞此愠鰳抖巳孛鎸⒓{入吃里程的深度a,計(jì)算過程如下：1Ra】：？X3-299(20&5+453.6+602.8+503.7+200a)+0.785450=3177.6kN解得a=7m。貝U樁長l=12.6+7=

7、19.6m,可取20m。.計(jì)算樁頂及局部沖刷線處的荷載1 .樁的計(jì)算寬度匕和變形系數(shù)a。由h=kkf(d+1),對于圓截面樁：kf=0.9,取幾=3(d+1)=6m,與水平力作用方向相互平行的平面內(nèi)樁間凈距為：L,=3m>0.6h=3.6m,取k=1.0。計(jì)算得b1=1.00.911=1.8m一，二d4二14又由I=0.0491m4。由C30混凝土Ec=3.00M107Pa,可得其受6464撓剛度EI=0.8EhI=0.8父3.00父107M0.0491=1.1781M106kN/m4。假定為彈性樁，承臺底面下深度為hm=2(d+1)=2M(1.05+1)=4.1m內(nèi)的土種，由表1-1可

8、知為淤泥質(zhì)土和粉質(zhì)粘土，由表1-1,取皿=4000KN/m4,m2=14000KN/m4；且。=1.2m,h2=4.11.2=2.9m；由等效面積法換算地基系數(shù)m得mA2m22%h2%40001.2214000(21.22.9)2.94m32-y212221=13413.37kN/mhm4.12則基礎(chǔ)變形系數(shù)：二=5mb$13413-37I8=0.4577'EI.1.1781106樁的換算入土深度：叫=0.4577父20=9.1m>2.5m，假設(shè)成立，按彈性樁計(jì)算。2 .計(jì)算樁頂剛度系數(shù)Ppp、Phh、Pmh和Pmm。設(shè)計(jì)樁為鉆孔灌注樁，所以X=0.5,且l0=2m,l=20m。

9、7二147EA=EhA=3.0010=2.3562107KN。4由上知m0=13413.37kN,m4oq=mJ=13413.3720=2.6105KNm3.28d°=d2ltan4一一28=1+2x20xtan=5.911m4m,取d0=4m42=12.566m。=0.686EI。1l°l,1EAC0A0120.5201752.35621072.610512.566=1.011106kNml0=al0=0.457730.9154,l=al=0.41043M41=16.827a4.0m,取4m查基礎(chǔ)工程表6-15得：=0.43157,xM=0.60746,%=1.21858

10、。則：HHuEIxQ=0.45773EI0.43157-0.0413EI7MH=：2EIxM=0.45772EI0.60746=0.1272EI7MM=：EI，=0.4577EI1.21858=0.5577EI3.承臺底面形心處位移a。、q、久(兩跨活載+恒載+制動(dòng)力等)雙線、縱向、二孔活載下：N=19065.4kN,H=30.0kN,M=3334.3kN?m。n2可計(jì)算得，npMM+PppZXi=6X0.5577EI+0.686EI6X1.251.25=9.78EI,iTnPHH=6X0.0413EI=0.2418EI,nPmh=6X0.1272EI=0.7632EI,2-22nPmh=0.

11、582(EI)?？捎?jì)算得N19065447292n；pP60.686EIEIa0n(n：'MM：pyxi)Hn：MHMi1nn,HH(nMMPpp-xi)-nMHi1nMnHHHMIHnn：(nx2)-n2：2nHH1nMMPPxi)nMHi19.78EI300.7632EI3334.31591.780.2418EI9.78EI-0.582(EI)2EI0.2418EI333430.7632EI30465.02-2_1.783(EI)EI4.計(jì)算作用在每根樁頂上的作用力R、Qi、Mj4729.2一465.02、豎向力R=Ppp(C0+為瓦)=0.686EI(±1.25父)=3

12、642.992845.48kNEIEI1591.78465.02、丁一Qi=：HHa0一：MH：。=0.0413EI-0.1272EI=6.58kN水平力iHH0MH0EIEI彎矩Mi=：；mmF-Ha。=0.5577EI465.021591.78-0.1272EI=56.87kNEIEI5.計(jì)算局部沖刷線處樁身水平力、軸向力和彎矩F0、Q°、M0OX=Q0AxM°Bx3x2x:EI:EI=0.0006mn二-4.JM0-B.=：2EI：EI=-0.00026rad35.70.20941.1781106(-1.621)6.580.45771.1781106(-1.751)M

13、0=MiQh=56.876.582=70.03kNQ0=6.58kNP0=3642.990.785225=3682.24kN三.樁頂水平位移計(jì)算計(jì)算樁在局部沖刷線處水平位移x0和轉(zhuǎn)角邛。由z=0,查表得從=2.441,Bx=1.621,Ap=1.621,B中=1.751,所以計(jì)算得:6.58R2.44170.03R1.6210.09591.17811060.20941.1781106四.樁身截面配筋計(jì)算1 .計(jì)算樁身最大彎矩及位置由Qz=0得,Cq二M0Q00.457770.03,=4.871。6.58由Cq=4.871及l(fā)=4,查表得zM=0.663,故樁身最大彎矩深度maxZmmax0.6

14、630.4577=1.45m。由zM=0.663及l(fā)=4,查表得Km=1.040?？傻脴渡斫孛孀畲髲澗豰axMmax=KmM0=72.8kN。2 .樁身截面配筋計(jì)算由上可知，樁身截面最大彎矩發(fā)生在樁頂下z=1.45m處，該處M=72.8kNm。計(jì)算單樁軸向力N時(shí)，取恒載分項(xiàng)系數(shù)依=1.2,活載分項(xiàng)系數(shù)k=1.4。則N=(13735X1.2+5330.4X1.4)+6=3990.76kN。柱內(nèi)縱向截面鋼筋按配筋率0.2%計(jì)算，則鋼筋面積Ag=TtX1/4X0.2%=1570mm2?，F(xiàn)在選用HRB400鋼筋，采用8根。18的HRB40佛W筋，得Ag=2036mm2。樁身配筋圖見附圖一。四.承臺結(jié)構(gòu)

15、設(shè)計(jì)及驗(yàn)算1 .承臺樁頂處局部受壓驗(yàn)算由上計(jì)算得，單樁承受的最大軸力為N=3990.76kN。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)產(chǎn)1.1。22承臺內(nèi)基樁樁頂橫截面面積A=0.785m,承臺內(nèi)計(jì)算底面積Ab=6.28m。則局部A2承壓提圖系數(shù)P=/£&=2.83。C30混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd=14300kN/m2。,A則由°N=4389.76Kn<0.93AG=28591.3kN,承臺頂樁處局部受壓強(qiáng)度符合要求，故承臺內(nèi)樁頂面無需設(shè)置鋼筋網(wǎng)。2 .承臺設(shè)計(jì)承臺設(shè)計(jì)為長8m,寬5m,厚2m,樁頂深入承臺內(nèi)長度取1.2m,由于不承受縱向拉力，故主筋角度為0。承臺內(nèi)樁頂面無需設(shè)置鋼筋網(wǎng)承臺底面樁布置圖見圖2。承臺配筋圖見附圖二。i.基礎(chǔ)一般構(gòu)造圖2 .樁身配筋圖見附圖一。3 .承臺配筋圖見附圖二。?3.基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)圖紙?4.基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)1.中華人民共和國交通部.JT