桥墩基础与地基的设计与检算课程设计报告书

1、基础工程课程设计报告第1章项目概述和设计任务工程名称：桥墩基础和基础的设计和检查。站点位置：上部结构类型：公路桥尺寸：初步尺寸如图1所示。该桥上部结构为17米预应力混凝土装配式T梁桥。桥面宽7米，两边各有0.5米的人行道。图1结构图(单位标高：米；结构尺寸：厘米)桥墩基础由两个钻孔灌注桩组成，通过旋转钻孔。第二章地质调查数据地质数据：20.000米以上的桩旁土为软塑性壤土，其物理性质如下：容重1=18.5kN/m3，比重Gs=2.70，天然含水量w=21%，液限wL=22.7%，塑限WP=16.3%。在20.000米标高以下的桩侧和桩底发现硬塑壤土，其物理性质如下：容重2=19.5kN/m3，

2、比重Gs=2.70，天然含水量w=17.8%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%。第3章设计负荷(1)单跨上部结构自重：两跨自重反力2盖梁自重反应(3)墩柱自重(d=1.3m)(4)每延米局部冲刷线桩自重(直径1.5m局部冲刷线以下的桩重等于桩深自重和每延米换土重量之差1.活载反力的计算二级公路(1)交通负荷单孔加载双孔装载人群负荷单孔加载双孔装载柱反力横向分布系数的计算(1)公路蒸汽双向分配通道：=0.3车辆：=0.3人群负荷下的人群两跨汽车的载荷反力；单跨车辆的荷载反力：(影响系数已考虑在内)；车辆荷载反应根据偏心原理考虑了横向分布的分布影响)。两跨人群荷载反力：一个交叉人群负载反

3、作用力：沿桥梁方向产生的弯矩：沿桥梁方向产生的弯矩：(3)单立柱上的水平力如图所示。其中，图2水平荷载示意图第四章桩基设计1.桩长的计算由于地基土层单一，桩长初步采用公路桥涵地基与基础设计规范经验公式计算，确定单桩轴向受压承载力允许值。局部冲刷线以下的埋桩深度为，一般冲刷线以下的埋桩深度为计算时，取数据。桩的设计直径为1.5m。，；桩底是硬塑壤土查一下桌子获取h=9.30m米，获取h=10m米，桩的轴向承载力符合要求。2.桩的内力计算(1)确定桩的计算宽度(2)计算桩土变形系数其中m=15000，桩的换算深度按弹性桩计算。(3)计算墩柱顶部的外力，以及最大冲刷线处桩身的弯矩、水平力和轴向力墩柱

4、顶部的外力按一跨活荷载计算根据公路桥涵地基与基础设计规范 (JTG D632007)第1.0.5条，根据承载力极限状态的要求，结构构件的承载力验算应采用作用和效果的基本组合。根据公路桥涵设计通用规范 (JTG D602004)第4.1.6条，恒载分项系数为1.2，汽车荷载、人群荷载和制动力分项系数为1.4，风荷载分项系数为1.1。除汽车载荷(包括汽车碰撞)外，还有两种可变效应时，组合系数分别为0.8、0.7和0.6。墩帽顶部外力(按单跨活荷载计算)在冲刷线上(4)局部冲刷线以下深度Z处截面弯矩Mz和桩身最大弯矩Mmax的计算局部冲刷线以下深度Z处截面弯矩Mz的计算=无量纲系数查找表计算列表00

5、000.00000100460.47460.470.200.560.196060.997897.88459.50467.370.401.110.374630.9848615.05453.50468.540.601.670.520570.9544320.91439.48460.390.802.230.625880.903925.14416.22441.361.002.790.686810.871227.59401.16428.751.203.340.703240.7466328.25343.80372.051.403.900.678450.6464827.25297.68324.931.805.

6、010.530050.4272921.29196.75218.042.206.1(5)桩最大冲刷线下深度Z处侧向土阻力的计算无量纲系数查找表削减Bx00002.501741.640760000000.200.562.174921.30931.006.917.910.401.111.85591.017721.7110.7412.450.601.671.551870.765532.1412.1114.260.802.231.268820.551622.3411.6413.971.002.791.011270.374112.339.8712.191.203.340.782150.230452.167

7、.299.451.403.900.582850.117571.884.346.221.805.010.27166-0.030491.13-1.45-0.322.206.130.06243-0.100690.32-5.84-5.532.607.24-0.07251-0.12246-0.43-8.40-8.833点8.36-0.16458-0.11999-1.14-9.49-10.63(6)桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算从上面可以看出，最大弯矩出现在局部冲刷线以下1.357米处，输出mj为472.45。计算轴向力Nj时，根据公路桥涵设计通用规范 (JTG D602004)第4.1.6条，静载分

8、项系数为1.2，汽车荷载分项系数为1.4，人群荷载分项系数为1.4，人群荷载综合系数为0.8，则纵向加固区域桩内竖向钢筋按0.2%的配筋率配置现选择14 22 HRB335钢筋Ag=45.6210-4m2fsd=280MPa桩柱采用C25混凝土，fcd=11.5MPa兆帕计算偏心增大系数因为长细比：因此，偏心率增大系数：=1 () 2 1 2其中e0=0.248m米；h0=r RS=0.9 0.765=1.665(m)；h=2r=1.8m1=0.2 2.7=0.3662=1.15-0.01=1.1481，所以2取1=1 ()210.366=1.487计算截面的实际偏心率=根据公路桥涵设计通用规

9、范 (JTG D602004)计算轴向偏心距e0e0=其中：r=0.90m，=0.002，g=0.9，则e0=0.90=0.90下面是通过试用算法列表计算出来的。从下表可以看出，当=1.07时，(e)=0.101798非常接近实际e0=0.1021，所以取1.07作为计算值。ABCD()()/e01.052.77540.29062.42760.58320.1103420.10211.0807291.062.79060.28062.44970.5670.1060180.10211.0383721.072.80540.27072.47130.55120.1017980.10210.997038截面

10、承载力复核满足要求。根据弯矩的分布，桩基的钢骨架应达到桩底。如果考虑截面钢筋，则z=6.53m米处的横截面为界：M=262.57KNm千牛顿根据均质材料截面校核截面应力：截面面积A=截面弹性阻力距离W=该截面没有拉应力，小于fcd，因此可以在该截面(z=6.53m)切断一半主筋。裂缝宽度的验算根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D622004)第6.4.5条，当圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件按短期效应组合计算时，截面受拉区最外层钢筋的应力，其中r=900mm毫米，FCU。k=200mpa，s=1.0来自lp/(2r)14=0.002在短期效应的综合作用下，最大弯矩Ms=506.24kNm，最大弯矩z=6.53m，低于局部冲刷线，相应的次要位置ns=2040.4243kn，E0=308mm。那么ss=表明桩身弯矩最大截面外缘的钢筋在短期组合下处于受压状态，因此不需要检查裂缝宽度。(7)柱顶纵向水平位移计算局部冲刷线处桩的水平位移x0和转角 0=AX