《《基礎(chǔ)工程》鐵路橋梁橋墩基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)(共28頁(yè)).doc》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《《基礎(chǔ)工程》鐵路橋梁橋墩基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)(共28頁(yè)).doc（28頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)題 目： 雙線(xiàn)高速鐵路某橋墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)的目的通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生熟悉基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的方法，掌握基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本理論，培養(yǎng)綜合應(yīng)用基本知識(shí)和基本理論的能力。二、 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求設(shè)計(jì)具體內(nèi)容見(jiàn)任務(wù)書(shū)：通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生熟悉：1綜合分析設(shè)計(jì)資料，對(duì)三種常用的橋梁基礎(chǔ)類(lèi)型（剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)）的技術(shù)合理性進(jìn)行比較（限于課時(shí)，本次課程設(shè)計(jì)不考慮造價(jià)因素），選擇較為合理的基礎(chǔ)方案。2對(duì)選定的基礎(chǔ)方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。3初步?jīng)Q定修筑基礎(chǔ)的施工方案。三、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 四、成 績(jī) 指導(dǎo)教師 (簽章) 年 月 日目錄某高速鐵路橋梁橋墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

2、設(shè)計(jì)任務(wù)一、工程概況該橋梁系高速鐵路干線(xiàn)上的特大橋（復(fù)線(xiàn)），線(xiàn)路位于直線(xiàn)平坡地段。該地區(qū)地震烈度較低，不考慮地震設(shè)防問(wèn)題。橋梁及橋墩部分的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，橋跨由8孔32m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土整體箱梁組成，見(jiàn)圖3-1和圖3-3。二、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)場(chǎng)地處的地質(zhì)剖面見(jiàn)圖3-2，相關(guān)土工試驗(yàn)資料見(jiàn)表3-1。水文資料見(jiàn)圖3-1。表3-1 土工試驗(yàn)成果表土層編號(hào)及名稱(chēng)地質(zhì)年代比重Gs重度g/kN/m3含水量w/%液限wL/%塑限wp/%jc/kPa滲透系數(shù)k/cm/s壓縮系數(shù)a/MPa-1地基承載力特征值(kpa) 軟粘土Q42.7214.991.585.055.06°1710.12.8E-80.

3、494100 砂粘土Q42.6918.834.543.028.012°0519.43.4E-70.112190 粗砂中密Q32.6019.526.2/24°32/2.7E-10.011350 強(qiáng)風(fēng)化砂巖K飽和單軸抗壓強(qiáng)度 R=2.4MPa 中風(fēng)化砂巖K飽和單軸抗壓強(qiáng)度 R=6.7MPa三、設(shè)計(jì)荷載 1、恒載 （1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重按鐵路涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范（TB10002.1-2005)采用。按照?qǐng)D紙?zhí)峁┎捎昧旱淖灾兀轰摻罨炷林囟?5，梁體混凝土用量259.8則：= （2）附屬設(shè)施重軌下枕底道碴厚度為35cm。包括鋼軌、道碴、軌枕、防水層、保護(hù)層、人行道遮板、聲屏障、擋碴 墻、電纜

4、槽豎墻、蓋板等重量，直線(xiàn)梁按184kN/m計(jì)算，曲線(xiàn)梁按198kN/m計(jì)算。則：=。 2、活載列車(chē)豎向活載縱向計(jì)算分別采用ZK標(biāo)準(zhǔn)活載。恒載圖示：圖2 恒載作用簡(jiǎn)圖（尺寸單位：mm）四、設(shè)計(jì)步驟1.支座反力的確定：根據(jù)提供的上部結(jié)構(gòu)恒載及活載，分雙線(xiàn)縱向主附兩孔滿(mǎn)載、雙線(xiàn)縱向主附一孔輕載兩種情況。先計(jì)算四個(gè)支座的支座反力，再把荷載計(jì)算到承臺(tái)底面形心處。（1）基底以上墩及土的重量和的計(jì)算墩臺(tái)自重G的計(jì)算：頂帽及托盤(pán)鋼筋混凝土用量：66.63；墩身混鋼筋混凝土用量：83.62；吊籃：一個(gè)橋墩：Q235鋼材（12h+1529.3）kg；涂裝面積：72.43（重量可忽略）；支承墊石鋼筋混凝土用量：2.

5、8。底座鋼筋混凝土用量：土的重量：基底以上土的體積：；該土為軟粘土，其重度。該體積的軟粘土重量：（2）附加力計(jì)算公式：式中：風(fēng)荷載強(qiáng)度（Pa）； 基本風(fēng)壓值（Pa），查規(guī)范取550Pa； 風(fēng)載體型系數(shù)，L/b=2.19取1.1； 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取1.0； 地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，取1.0。橋上有車(chē)時(shí)按上式值的80%計(jì)算。a) 頂帽風(fēng)力迎風(fēng)面積：頂帽風(fēng)力=0.484×2.1=1.12kN對(duì)基底產(chǎn)生的矩為：1.12×（0.188+14.2）=16.1kNmb) 墩身風(fēng)力迎風(fēng)面積=67.4m2墩身風(fēng)力=67.4×0.484=32.62kN對(duì)基底產(chǎn)生的矩為：32.62&#

6、215;8=292.96kNm總的縱向風(fēng)力H=1.12+32.62=33.72kN，取34kN。（1） 主力支座編號(hào)：圖3 支座編號(hào)（橫向）簡(jiǎn)圖a) 情況1：雙線(xiàn)縱向主附兩孔滿(mǎn)載圖4 兩孔滿(mǎn)載簡(jiǎn)圖（尺寸單位：mm）列車(chē)活載動(dòng)力系數(shù)：，結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度，單位m本設(shè)計(jì)：此時(shí)支座反力計(jì)算：左跨部分：由對(duì)稱(chēng)性：此時(shí)荷載計(jì)算到承臺(tái)底面形心處:圖5 兩孔重載時(shí)承臺(tái)地面受力簡(jiǎn)圖對(duì)應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至承臺(tái)底部的豎向力；基底以上基礎(chǔ)、土等的自重之和。b) 情況2：雙線(xiàn)縱向主附一孔輕載圖6 單孔輕載簡(jiǎn)圖（尺寸單位：mm）此時(shí)支座反力計(jì)算：左跨部分：由對(duì)稱(chēng)性： 右跨部分：由對(duì)稱(chēng)性：此時(shí)荷載計(jì)算到承臺(tái)底面

7、形心處:偏心距e=1.7+0.7=2.4m豎向合力和風(fēng)力產(chǎn)生的偏心矩。圖7 單孔輕載時(shí)承臺(tái)底面受力簡(jiǎn)圖1. 基礎(chǔ)的選擇與檢算（1）選定樁基類(lèi)型考慮樁基為低承臺(tái)，采用鉆孔灌入樁，確定設(shè)計(jì)為端承樁。（2）選擇樁材與樁徑圖8 土層分布圖a) 樁身采用C25混凝土。b) 設(shè)計(jì)樁徑采用d=1m，成孔樁徑為1.05m,鉆孔灌注樁，采用旋轉(zhuǎn)式鉆頭。c) 畫(huà)出土層分布圖如圖8所示，選用強(qiáng)分化砂巖層為持力層，樁端進(jìn)入持力層的臨界深度為1.5d=1.5m，即樁端進(jìn)入持力層要大于1.5m，從承臺(tái)底面到粗砂中密層底部深度為19.10m，則取樁長(zhǎng)l=22m。樁底標(biāo)高12.13m，進(jìn)入持力層2.90m。d) 估算樁數(shù)：（

8、按雙孔重載估算） 估算公式：式中：豎向承載力總和（kN）；R基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值；經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。由教材表5-6查得樁的極限側(cè)阻力的標(biāo)準(zhǔn)值為：軟粘土：=1.22，=21kPa，=2.59m;砂粘土： =0.43，=70kPa，=8.45m;粗砂中密： =74kPa，=8m；強(qiáng)分化砂巖：=2.4MPa，=2.96m。由教材表5-7查得樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為：強(qiáng)分化砂巖：h=25m，取=6300kPa。故：由于樁端端阻力承受主要豎向力，取，。故：取，則估算樁數(shù)：暫時(shí)取n=6根，驗(yàn)算后作必要調(diào)整。（1） 擬定承臺(tái)底面平面形狀及尺寸查鐵路橋規(guī)，當(dāng)時(shí)，最外一排樁至承臺(tái)底板邊緣的凈距不得小于0.5d（設(shè)計(jì)樁徑

9、）且不得小于0.25m，且鉆孔灌注樁中心距不應(yīng)小于2.5成孔樁徑，滿(mǎn)足樁間距和和承臺(tái)邊到樁凈距的前提下得到樁在承臺(tái)底面的布置情況，如下圖（單位：cm）：圖9 樁在承臺(tái)底面的布置（尺寸單位：cm） 由上圖可知樁中心距在（3-4）d之間，所以樁端處地基中各樁傳來(lái)的壓力將相互重疊。（2） 樁與承臺(tái)連接方式采用主筋伸入式，樁伸入承臺(tái)板內(nèi)10cm，具體配筋見(jiàn)后面詳述。（3） 求R和樁數(shù)檢驗(yàn)計(jì)算考慮群樁效應(yīng)下的基礎(chǔ)豎向承載力設(shè)計(jì)值R并檢驗(yàn)樁數(shù)是否合適根據(jù)式（5-67）可知其中a) 求側(cè)阻、端阻群樁系數(shù)。這兩個(gè)系數(shù)可根據(jù)由表5-20查得，但由于橫向和縱向不相等，查表時(shí)應(yīng)采取平均值，即以，按樁周為砂土，用內(nèi)插

10、法從表5-20得出b) 求承臺(tái)底的土抗力群樁效應(yīng)系數(shù)。這個(gè)系數(shù)可按式5-70計(jì)算。首先求出承臺(tái)內(nèi)區(qū)、外區(qū)的凈面積 和承臺(tái)底地基土凈面積 可根據(jù)由表5-21內(nèi)插法查得,由于承臺(tái)下的砂粘土屬于高壓縮性土，故按取值。按和，用內(nèi)插法得按式（5-70）得（4） 求樁頂荷載豎向力;承臺(tái)高度h為2m，則承臺(tái)所受的彎矩（繞y軸）(繞軸方式：水平向右為y軸，向上為x軸)按式（5-60），各基樁所受的平均豎向壓力設(shè)計(jì)值為按式（5-61），基樁最大和最小豎向壓力設(shè)計(jì)值為（5） 基樁豎向抗壓承載力驗(yàn)算基礎(chǔ)偏心受壓時(shí)，驗(yàn)算時(shí)要同時(shí)滿(mǎn)足式（5-72）和式（5-73）兩個(gè)條件，設(shè)計(jì)樁基的安全等級(jí)為一級(jí)，則建筑基樁重要性系數(shù)

11、=1.2。驗(yàn)算如下兩項(xiàng)驗(yàn)算均滿(mǎn)足要求。（6） 水平承載力檢驗(yàn)水平力H=34kN,水平力和豎向力的合力與鉛垂線(xiàn)的夾角，故可以不驗(yàn)算基樁的水平承載力。（7） 承臺(tái)抗沖切驗(yàn)算設(shè)計(jì)承臺(tái)厚2.0m，沖切破壞錐體的有效高度。a) 柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算。根據(jù)公式（5-93），（5-94），（5-95）式中：作用于沖切破壞錐體上的沖切力設(shè)計(jì)值；承臺(tái)混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；沖切破壞錐體有效高度中線(xiàn)周長(zhǎng)；承臺(tái)沖切破壞錐體的有效高度；沖切系數(shù)；沖跨比，為沖跨，即柱（墻）邊或承臺(tái)變階處到樁邊的水平距離；當(dāng)時(shí)，??；當(dāng)，取，滿(mǎn)足0.21.0；F作用于柱或墻底的豎向荷載設(shè)計(jì)值；沖切破壞錐體范圍內(nèi)各基樁的凈反力（不計(jì)承臺(tái)和承臺(tái)上土自重）設(shè)計(jì)值之和。設(shè)計(jì)一級(jí)樁基，由于在x方向，在y方向。采用兩者平均值，即，則m承臺(tái)混凝土選用C30，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，則滿(mǎn)足要求。（8） 承臺(tái)底面形心處的位移計(jì)算a) 設(shè)計(jì)荷載：雙線(xiàn)、縱向、二孔重載：雙線(xiàn)、縱向、一孔輕載：b) 計(jì)算i. 樁的計(jì)算寬度：ii. 計(jì)算基礎(chǔ)變形系數(shù)， 鐵路 假定樁為彈性樁，則其計(jì)算深度：深度內(nèi)存在兩層不同的土，則地基比例系數(shù)m的換算公式為：其中 ，則 而，則樁為彈性樁，按彈性樁計(jì)算。c) 計(jì)算單樁樁頂剛度 其中： 又，查表有i. 計(jì)算承臺(tái)剛性系數(shù) 對(duì)于低承臺(tái)樁基，承臺(tái)完全處于軟塑砂粘土中，因此，承臺(tái)的計(jì)算寬度為：， ii. 計(jì)算承臺(tái)底面形心處的位移a，