铁路桥墩桩基础设计

课程名称基础工程设计题目铁路桥墩桩基础设计院系土木工程系专业年级姓名学号指导教师西南交通大学峨眉校区课程设计任务书专业姓名学号开题日期2012年12月1日完成日期2012年12月23日题目铁路桥墩桩基础设计一、设计的目的通过本次课程设计应全面掌握铁路墩台桩基础设计内容与步骤及主要验算内容与方法，了解现行铁路桥涵地基和基础设计规范（TB1000252005）的有关规定，并初步具备独立进行桩基础设计的能力二、设计的内容及要求1、选定桩的类型、施工方法、桩与承台的连接方式，设计满足工程要求的桩基础2、检算项目（1）单桩承载力（双线、纵向、二孔重载）；（2）群桩承载力（双线、纵向、二孔重载）；（3）单桩桩身内力（双线、纵向、一孔重载）；（4）承台抗弯（双线、纵向、二孔重载）；（5）桩对承台冲切（双线、纵向、二孔重载）；（6）承台抗剪（双线、纵向、二孔重载）。3、设计成果（1）设计说明书；（2）设计计算书；（3）桩的平面及横断面布置图三、指导教师评语四、成绩指导教师签章年月日1、设计资料1、线路双线、直线、坡度4、线距5M，双块式2无石渣轨道及双侧17M人行道，其重量为444KN/M。2、桥跨等跨L311M无渣桥面单箱单室预应力混凝土梁，梁全长326M，梁端缝01M。梁高3M，梁宽134M，每孔梁重8530KN，简支箱梁支座中心距梁端距离075M，同一桥墩相邻梁支座间距16M。轨底至梁底高度为37M，采用盆式橡胶支座，支座高0173M，梁底至支座铰中心009。3、建筑材料支撑垫石、顶帽、托盘采用C40钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，桩身采用C25混凝土。4、地质与水文资料墩柱下地层情况及主要物理力学指标如下地层号岩层名称标高M厚度基本承载力（KPA）容重（KN/M3）内摩擦角（）11耕地367936290560181012粉砂（中密）3629233112982001951813粗砂（中密）2331未揭穿40020522地下水位高程为50M。5、标高承台底3331M。6、桥墩尺寸如下图（单位CM7、120702506384124136818、承台底外力合计1、双线、纵向、二孔重载N1780007KN，H3415KN，M467175KNM2、双线、纵向、一孔重载N1733494KN，H3415KN，M476257KNM2、拟定尺寸1、桩身采用C25混凝土。2、设计桩径采用D125M，选用钻孔灌注桩，采用旋转式钻头。3、由设计资料，选用粗砂层为持力层，从承台底面到粉砂层底部深度为3331M，取桩长L20M。桩底标高为331M，进入持力层10M。4、估算桩数（按双线、纵向、二孔重载估算）PNN210AMLFUPID92735214A因为，桩侧土为不同土层，应采用各土层容重加权平均DH1032/200519MKN查铁路桥规得，地基的基本承载力，KPA4052K2KPADD9752516031404查铁路桥规得、钻孔灌注桩桩底支撑力折减系数40M各土层的极限承载摩阻力粉砂粗砂KPAF401ML10KPAF802L152取，则估算桩数暂取N8，验算后作必要调整。967328401PN5、桩在承台底面的布置查铁路桥规，当时，最外一排桩至承台底板边缘的净距不得小MD1于03D（设计桩径）且不得小于05M，且钻孔灌注桩中心距不应小于25成孔桩径，满足桩间距和和承台边到桩净距的前提下得到桩在承台底面的布置情况，如下图（单位CM）平面图（单位CM）断面图（单位M）三、承台底面形心处的位移计算1、设计荷载双线、纵向、二孔重载N1780007KN，H3415KN，M467175KNM双线、纵向、一孔重载N1733494KN，H3415KN，M476257KNM2、计算,1B（1）桩的计算宽度DKBF01其中，90FK8250DMHML4367511730561001LB其中2BN时，因此，MB173891（2）计算基础变形系数50EIB4419806MDIKPAH71082查铁路桥规EH774102467/8942MKAI假定桩为弹性桩，则其计算深度DM512对于弹性桩，范围内只有粉砂，查表则M的取值HM5。本设计中取4/105KN4/80KN156513420820MEIMB而，则桩为弹性桩，假设成立。46230H3、计算单桩桩顶刚度31、00C1AEHL其中，502748207，MDKPAMHL0101MMHDD3D37542TAN254TAN，所以取22200693DAML120350/18KNHC又MAEL/098067127557001，取用484603H查表有，8,95,MMQXMKNEIX/10312456332M3080KI5642434、计算承台底面形心处的位移A，B，（一孔重载）MNP35110609873NIIXNMHA12324218130505986825124NIX613224700853N1241205903638105264A4123242NIXNHM5、计算作用在每根桩顶上的作用力IIIQN、竖向力KNIIXBN2458319435105120621098水平力KAQI68347452弯矩MNMI1530592103106444534校核KHKNNQI82MKMMKNXIII574620647315348231931KNNNII941731983925816、计算局部桩身顶弯矩、水平力及轴向力00Q0MKNLQMII15340684215300，KN6827、计算桩身任意深度Y处截面的弯矩及水平抗力YMYMYBA00无量纲系数及可查表得，值计算列表如下，MABY0001014153141530205847953220197099825950416141246941182572204116959064303770986496614561395485835706598061754385965052909596968411213572727561113850823391812870646091385096288129216897217459912923976608072308519523934412044203831951411235087719307620774100376736109544228942231414409356725107650687100771929723111910488091646783625730737059497083536840688288676654185263157895068504999023368706234783171333258479532160614040780880992576027175120721226432748538053203270079296452896655503362470175438604430243583555043439179549163252676023391810355017546763442476775442866652881871345030270123556656169836338682387719298250193007625423504107562824347876351023391813005100146718128019814265199864116959064300000XXYYBBMABQ10210无量纲系数及可查表得，值计算列表如下，水平抗力图也如下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、桩基检算1、单桩承载力检算（按双孔重载计算）MKNRADMXKN/1089210382725,078615，则桩顶内力KXNPXBN91425455984511MAX桩身C25混凝土容重325/KNM土平均重度3/20201519MKNHDG9642桩入土部分同体积土重KND874905210925141042粗砂粉砂则KNP738KG64012632187490521392MAX其中，故单桩轴向受压承载力满足要求。2、群桩承载力检算（按双孔重载计算）将桩群看作一个实体基础，则实体基础为一台体，台体底面由于内摩擦角（）较顶面放大（如图），底面尺寸420108MHA750134TAN54TAN2513B29T2016T6428759703ABA32201661MW桩自重KNG7349085631桩侧土重KN20846987490152127KN6084936081710KPAPAWMA69305104395172950故符合强度要求5、承台强度检算1、桩顶处的局部受压验算由于承台的水泥型号是C30，而桩的水泥型号是C25，所以承台的局部受压不需验算2、承台冲切承载力验算（1）、柱边冲切求得冲跨比和冲切系数O为自桩短边到最近桩边距离为自桩长边到最近桩边距离OXOY274052/14OXHA5970OX之间）到取值必须介于012164520OYHA8072OY因H2500MM2000MM,故9HPMBC683386C则（可以）KNFKNHFAHABOTPOXCOYCOX071897305521430968534612注柱边的水平距离自柱长边或短边到最近、OYXADBBHCC8当为圆柱时柱截面长、短边尺寸，、，时，时，当高度的影响系数承台受冲切承载力截面9020180HPHPPMM其间按线性内插法取值2、角桩向上冲切，从角桩内边缘至承台外边缘距，CC8751,721OXAOX1OYA1OY1032740821X11YKNHFACACOTPXYX019476252143092685071248531121公式（可以）KKXHHMNFI0194762125805148748226MAMAX3、桩对承台的冲剪验算取承台破坏锥体的有效高度为，则0TM35，125397U21TAN12837UM18367M又因为,24951JNK54M322810/JRKNM所以36780JMUR故满足抗冲切验算。4、承台受剪切承载力验算II截面按03计算30164OY故剪切