墩台与基础工程课程设计 南京工业大学 交通学院 10级 课程设计_墩台与基础课程设计

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《墩台基础工程》

课程设计

(交通工程B方向用)

专

业 交通工程 班级学号 交通1001班22号 姓

名

刘子皓

指导教师 董金梅

学 期2013~2014第二学期

南京工业大学交通学院 二〇一四年三月

一．简介

1.工程简介

1）建桥地点：江阴市某大桥

2）上部结构型式：变截面连续箱梁双幅桥（主跨）3）荷载标准：公路—I级

4）桥面布置及净宽：双幅并立，中央空间9m，单幅横向布置为栏杆0.35m、非机动车道5m、隔离栅0.4m、车行道12.25m及防撞护栏0.5m，总计18.5m，总宽46m 5）通航等级：三级航道，净707m 6)主跨跨径：49+82+49 7)水位标高：最高通航水位为2.98m 8）地质资料：见附图 9）承台构造，尺寸：见附图

10）桩的型式：钻孔灌注桩（C25混凝土）11）承台为混凝土等级C30 12）设计控制荷载15#墩右幅承台地面控制中心处设计控制荷载为N=60000kN(↓)、H=600kN(→)、M=6204kN·m（↖）。2.桩基础的选择

本桥桩基础选择低桩承台，其基础全部埋入土中（桩的自由长度为零），而且承台也埋入土中一定深度（2.5m），所以在计算其承受水平力的土抗力时，还要考虑承台侧面土抗力参加工作。其桩身内力和位移量都较小，稳定性较好。相应的施工方法采用钻孔灌注桩施工，钻孔灌注桩施工是采用机械成孔的施工方法，具有造价低、无造影、无冲击、无振动、无污染等优点，已被我国桥梁工程施工广泛采用。3.施工方法简介

(1)埋设护管。(2)泥浆制备。(3)钻孔。使用冲抓钻孔法。(4)清孔。(5)钢筋骨架组装和吊安。(6)灌注水下混凝土。

二．初步拟定基桩的桩长、桩径（竖向承载力的确定，要求考虑自重）

承台厚度，及桩身埋深见下图。

1.拟定基桩的桩长、桩径

初步拟定基桩桩径为d=1.88m，承台高度为12.5m，桩长为h=428m,基桩为弹性桩。2.竖向承载力的确定 P1(UlpAR)

2其中Ud(1.60.1)5.97m（冲抓钻钻头直径增大10-20cm）

l48m

1n1pili(0.4364.1208.56211.57618705.582)66.84kPali148

A()22.84m2

R2m00k22(h3)

t0.30.4，查表m0为0.7 dl48

26.725，故取0.72（appendix:亚粘土为非透水d1.8d

2性土）

0300kPa

k2查表得20.5

2加权平均数

2118.50.417.704.119.608.519.7311.5019.71820.055.5 4819.55KN/mh48m40m按40m算

R20.70.723002.519.55(403)2125.242kPa

得P(5.034866.841.772125.242)9949.76kN 桩的根数估算可用公式nn1.2N, 取1.2 P12600007.2368（根）

9949.76设两排，总共16根 桩布局如下图

三．桩基位移及内力计算

1.桩的各计算参数确定

桩的计算长度：b1KK0Kd 查表K为2.9 K0=1+

b10.9(1d)K

1b'L10.454Kb'0.450.94

0.6h10.632.81d得b10.92.80.942.115m

hm2(d1)2(1.81)5.6m，在hm深度内有三种土层:h10.4m,h24.1m,h31.1m。

m1h12m2(2h1h2)h2m3(2h12h2h3)h3地基土比例系数：m 2hm查阅资料，内差得m19.5,m23,m315.4 9.50.42320.0915.411.114 m7426kN/m25.6EI0.67EhIh0.672.81071.84649.65106KNm2

2.桩的变形系数计算

5mb1574262.1150.277 EI9.65106桩在最大冲刷线以下深度为48m，则h0.2774813.2962.5为弹性桩

(0)(0)(0)(0),QMMQ,MM3.单位“力”作用局部冲刷线处，桩在该处变为QQ计算

因为桩底土为非岩类土，且h13.2962.5，所以Kh0，按h4.0查表

(0)QQB3D4B4D312.441511.1910mKN 336EIA3B4A4B40.2779.6510B3C4B4C312.4412.19106mKN1 226EIA3B4A4B30.2779.65101A3C4A4C31.751610.6610mKN 26EIA3B4A4B30.2779.6510(0)QM(0)MM4.单位“力”作用桩顶时桩顶变位HH、HMMH、MM计算

l0是地面线以上桩柱自由长度，为10m。

(0)(0)(0)HHQQ;HMMHQM;MMMM

5.桩顶发生单位变化时桩顶产生内力

1、

2、

3、4计算

1，则C0moh 2m0为桩底面地基土的竖向比例系数，桩底地基土IL0.03,所以m019600KNm4 C01960048960400KNm2

htan42.83m2m

A02212.57m2

桩身截面积：

Ad241.8242.54m2

111EAC0A0h10.54812.81072.540.9610612.570.661062.38106234HHMMMH2HHMMMH2HHMMMH2HHMHMM1.191050.661042.191062.191061.191050.661042.191061.191051.191050.661042.1910622.161057.161053.891062

2(Xi为第i根基桩至y轴距离，设两排柱之间的间距为4m)7.承台变位b0、0、0计算

b0NbbHM107.28106600(5.7281066204)a06.5510-4m266621.72810107.2810（5.72810）MH1.7281066204(5.728106600)509.2810rad266621.72810107.2810（5.72810）600003.15103m619.0410 8.桩顶分配作用效应组合设计值Pi，Hi，Mi计算

pib00Xi13.151039.2810522.381067938.737055.27KNHi02036.551042.161059.281057.1610575.04KNMi04039.281053.891066.551047.16105107.99KNM 校

核i：

np4(7938.737055.27)59976KN60000KNnHi875.04600.3KN600KN4pXnM4(7938.737055.27)8(107.99)6203.766iii29.局部冲刷线处桩柱变位计算

0）(0)（0）(0)X0H0（QQM0QQHiQQMiQQ56475.041.1910107.992.19106.56510mm

0）(0)（0）(0)0(H0（MQM0MM)HiMQMiMM75.042.19106107.990.661069.3110rad510.局部冲刷线一下深度Z处桩身各截面内力计算

Mz2EI(X0A30B3M0H012CD)EIXAEIBMCH0D33303030323EIEI计算得：2EIX00.27729.651026.565104486.1

EI00.2779.65102(9.31105)248.86 1H075.04270.9

0.277则Mz486.10A3248.86B3107.99C3270.9D3

桩身截面配筋只需弯矩，不会发生剪切破坏，在此只计弯矩。

由表可知，最大弯矩设计值为Md134.9783KNm，Z5.31m

其轴向力设计值

qAP2.842571KNm11NdP(qZUZ)

227938.73(0.5715.310.55.97625.31)7144.5KN根据Md和Nd按偏心受压构件进行配筋设计。11.桩柱顶水平位移验算

X00(h1h2)0 0H1M外233(nhh)nhh(hh)h2nh1(2h2h1)122112E1I132EI11式中

h1h20，所以00，故X00.657mm

水平位移容许值5.0L34.6，所以满足要求.纵向钢筋采用HRB335级钢筋，f'sd280Mpa，5.1，fcdMpa，01。

混凝土保护层厚度采用70mm，采用28钢筋，外径为31.6mm。

Md134.9783KNm Nd7144.5KN

rs900(7031.6/2)814.2mmrs0.905r48L0/D26.671.8h0rrs1714.2mmg

11(L0/h)2121400e0/h010.22.7e0/h00.23011.150.01L0/h0.96316.001336002()0.2300.96318.89180014001714.2

计算偏心距

'e0e0113.34mm

设值=0.8 查表得 A2.1234,B0.5898,C1.6381,D1.1212' fcdAeoBr11.5(2.1234113.340.5898900)0'fsdDgrCeo280(1.12120.9059001.6381113.34)混凝土足以承担拉力，故纵向钢筋按构造配筋

四．桩基配筋计算

AS/r20.5%

rs814.2mm As10407mm2

查表，选择1828，As2554210407mm2

纵筋间距：2rs/n284.1mm

实际配筋率 As/r20.53%0.5%

0Nd7144.5KN

fcd(r2AS)11.5106(2.54340.0104)29130KN7144.5KN

计算结果表明，截面抗压承载力满足要求，结构是安全的。桩身每2m设置25普通箍筋，在桩身顶部以及桩身底部布置间距为200cm8螺旋箍筋。

五．参考文献

桥梁墩台与基础工程 盛洪飞 哈尔滨工业大学出版社

钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理 人民交通出版社