[课程设计]明挖扩大基础设计_secret

《基础工程》课程设计

Ⅰ号桥墩明挖扩大基础设计

设计资料见设计指示书，计算如下：

㈠初步拟定尺寸：

（1）基础拟定尺寸：

襟边c=30㎝，取3级台阶，每级台阶高50㎝，即基础高150㎝，拟定基础埋置深度H=175㎝，由设计资料可知墩身底截面长l=780㎝，宽d=180㎝.

故基础底面尺寸a,b为:

a=l+2nc=780+2×3×30=960㎝

b=d+2nc=180+2×3×30=360㎝

(2)刚性角：α=arctan(n.c/h)=arctan(3×30÷150)=31°

混凝土材料的刚性角：αmax=40°～45°，故满足要求。

㈡计算各部分恒载：

由初步拟定尺寸得下图:

(1)基础重：Q1

Q1=（840×240×50+900×300×50+960×360×50）×25×10-6=1021.5KN

(2)墩身重：Q2

Q2=3.14×(1.8÷2)2×（83.968-79.5）×25×2=568.2KN

(3)墩帽重（包括挑梁）：Q3

Q3=[（180÷2+15+22）×160×1060+（180÷2+15-22）×1060×197.4-1/2×2×130×80×210]×25×10-6

=918.1KN

（4）挑梁重：ω1

ω1=1060×37.4（90-22+15）×25×10-6=82.26KN

（5）基础上覆土重：Q4

Q4=[960×360×175-(840×240×50+900×300×50+960×360×50)+2×3.14×(180/2)2×(175-150)]×19.5×10-6

=357.8

㈢活载计算：

⒈汽车支座反力：R

⑴单孔双行活载:

①在16m跨中有活载，汽车支座反力R11，人群支座反力R21：

R1=0 ， R11={（10.5×15.4）÷2+[180+4×（15.4-5）]}×2=604.9KN

R2=0 ， R21=161.52×3.5÷2=84KN

②在25m跨中有活载，汽车支座反力R1，人群支座反力R2：

R11=0 ， R1={（10.5×24.3）÷2+[180+4×(24.3-5)]}×2=769.55KN

R21=0 ， R2=25×1.5×2×3.5÷2=131.25KN

⑵双孔双行：

R1={（10.5×24.3）÷2+[180+4×(24.3-5)]}×2=769.55KN

R11={（10.5×15.4）÷2+[180+4×（15.4-5）]}×2=604.9KN

R2=25×1.5×2×3.5÷2=131.25KN

R21=161.52×3.5÷2=84KN

⒉支座摩阻力：F1

⑴制动力F11为布置在荷载范围内一行车队总重的10％

F11={24.3×10.5+[180+4×（24.3-5）]}×10％=51.235KN

⑵活动支座上的支座摩阻力F111=μ.ν

F111=μ.ν=0.1×[1662.4+ R1+ R2]=0.1×（1662.4+769.55+131.25）=256.32KN

故 F1=max（F11，F111）=256.32KN

作用点距基础底高 h1=（83.968-78+1.6+0.08）=7.648m

⒊风力计算：

⑴墩帽（不包括盖梁）：F2

墩帽迎风面积：A2=1.06×0.8+1/2×[1.06+（1.06-2×0.13）]×0.08=15.92㎡风力：F2= A2×ω0=15.29×0.6=9.552KN

形心距基底高：h2=0.835+4.218+1.75=6.803m

⑵墩柱（不包括地下部分）：F3

墩柱迎风面面积：A3=1.8×4.218×2=15.185㎡

风力：F3= A3×ω0=15.158×0.6=9.11KN

形心距基底高：h3=4.218÷2+÷1.75=3.859m

㈣、计算作用于基底底面的等效关系

⑴单孔双行：

①16m梁上有荷载：

组合Ⅰ：

N=1662.4+867.3+Q1+（Q2+Q3）+Q4+ R1+ R11+ R2+ R21

=1662.4+867.3+1021.5+(918.1+568.2)+357.8+0+604.9+0+84

=6084.2KN

M=867.3×0.52+ω1×0.635+ (R11+ R21)×0.52-(1662.4+ R1+ R2)×0.13

=867.3×0.52+82.26×0.635+(604.9+84)×0.52-（1662.4+0+0）×0.13

=645.35KN.M

H=0

组合Ⅱ：

N=6084.2KN（同组合Ⅰ）

M=867.3×0.52+ω1×0.635+ (R11+ R21)×0.52-(1662.4+ R1+ R2)×0.13+ F2×h2+ F3× h3

=867.3×0.52+82.26×0.635+(604.9+84)×0.52-（1662.4+0+0）×0.13+9.552×6.803+9.11×3.859

=745.49KN.M

H= F2+ F3=9.552+9.11=18.662KN

②25M梁上有行车：

组合Ⅰ：

N=1662.4+867.3+Q1+（Q2+Q3）+Q4+ R1+ R11+ R2+ R21

=1662.4+867.3+1021.5+(918.1+568.2)+357.8+769.55+0+131.25+0

=6296.1KN

M=867.3×0.52+ω1×0.635+ (R11+ R21)×0.52-(1662.4+ R1+ R2)×0.13

=867.3×0.52+82.26×0.635+0-(1662.4+769.55+131.25)×0.13

=170.0KM.M

H=0

组合Ⅱ：

N=6296.1KN(同组合Ⅰ)

M=867.3×0.52+ω1×0.635+ (R11+ R21)×0.52-(1662.4+ R1+ R2)×0.13+F1×h1+ F2×h2+ F3× h3

=867.3×0.52+82.26×0.635+0-(1662.4+769.55+131.25)×0.13+256.32×7.648+9.552×6.803+9.11×3.859

=2240.51KN.M

H= F1+ F2+ F3=256.32+9.552+9.11=274.982KN

⑵.双孔双行：

组合Ⅰ：

N=1662.4+867.3+Q1+（Q2+Q3）+Q4+ R1+ R11+ R2+ R21

=1662.4+867.3+1021.5+(918.1+568.2)+357.8+769.55+84+131.25+604.9

=6985KN

M=867.3×0.52+ω1×0.635+ (R11+ R21)×0.52-(1662.4+ R1+ R2)×0.13

=867.3×0.52+82.26×0.635+(604.9+84)×0.52-(1662.4+769.55+131.25)×0.13

=528.24KN.M

H=0

组合Ⅱ：

N=6985KN(同组合Ⅰ)

M=867.3×0.52+ω1×0.635+ (R11+ R21)×0.52-(1662.4+ R1+ R2)×0.13+ F1×h1+ F2×h2+ F3× h3

=867.3×0.52+82.26×0.635+(604.9+84)×0.52-(1662.4+769.55+131.25)×0.13+256.32×7.648+9.552×6.803+9.11×3.859

=2588.74KN.M

H= F1+ F2+ F3=256.32+9.552+9.11=274.982KN

㈤基础验算：

⑴.基底应力计算：

σmax min=N/A±M/ω (具体值见下表)

⑵.合力偏心距计算：

е0=M/N (具体值见下表)