铁路桥墩桩基础设计(中南大学)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
铁路桥墩桩基础设计
学院:土木工程学院
班级:
姓名:
学号:
指导老师:
基础工程课程设计任务书
——铁路桥墩桩基础设计
一、设计资料:
1. 线路:双线、直线、坡度4‰、线间距5m,双块式无碴轨道及双侧1.7m宽人行道,其重量为44.4kN/m。
2. 桥跨:等跨L=31.1m无碴桥面单箱单室预应力混凝土梁,梁全长32.6m,梁端缝0.1m,梁高3m,梁宽1
3.4m,每孔梁重8530kN,简支箱梁支座中心距梁端距离0.75m,同一桥墩相邻梁支座间距1.6m。轨底至梁底高度为3.7m,采用盆式橡胶支座,支座高0.173m,梁底至支座铰中心0.09m。
3. 建筑材料:支承垫石、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. 地质及地下水位情况:
土层平均容重γ=20kN/m3,土层平均内摩擦角ϕ=28°。地下水位标高:+30.5。
5. 标高:梁顶标高+54.483m,墩底+33.31m。
6. 风力:ω=800Pa (桥上有车)。
7. 桥墩尺寸:如图1。
二、设计荷载:
1. 承台底外力合计:
双线、纵向、二孔重载:
N=18629.07kN H=341.5kN M= 4671.75kN
双线、纵向、一孔重载:
N 17534.94kN,H=341.5kN,M=4762.57kN.m
2. 墩顶外力:
双线、纵向、一孔重载:
H=253.44 kN,M=893.16 kN.m。
三、设计要求:
1、选定桩的类型和施工方法,确定桩的材料、桩长、桩数及桩的排列。
2、检算下列项目
(1)单桩承载力检算(双线、纵向、二孔重载);
(2)群桩承载力检算(双线、纵向、二孔重载);
(3)墩顶水平位移检算(双线、纵向、一孔重载);
(4)桩身截面配筋计算(双线、纵向、一孔重载);
(5)桩在土面处位移检算(双线、纵向、一孔重载)。
3、设计成果:
(1)设计说明书和计算书一份
(2)设计图纸(2号图,铅笔图)一张
(3)电算结果
四、附加说明:
1、如布桩需要,可变更图1中承台尺寸;
2、任务书中荷载系按图1尺寸进行计算的结果,如承台尺寸变更,应对其竖
向荷载进行相应调整。
基础工程课程设计计算书
——铁路桥墩桩基础设计
一、确定基桩几何尺寸及桩数
1、承台及桩身采用C25混凝土。
2、设计桩径取m d 0.1=,钻孔灌注桩;采用旋转式钻头。
3、考虑选择较硬土层作为桩端持力层,根据地质条件,将桩端定在粗砂层。桩端全截面进入持力层的深度,对于砂土不宜小于 1.5d ,所以选择桩长
40l m =,标高为-6.69m 处,桩端进入持力层深度为3.18m 。 4、确定桩数n :[]
N
n P μ=
∑,其中,μ为经验系数,桥梁桩基采用1.3~1.8。
计算单桩容许承载力[]P :[][]σA m l f U i i 02
1
=P +∑
其中:2
2785.04
m d A ==
π
(A 按设计桩径计算),m U 299.3)05.00.1(=+⨯=π 钻孔灌注桩桩底支撑力折减系数4.00=m
由于10l d >,故[]()'02222436k d k d σσγγ=+-+
查《铁路桥规》,地基基本承载力0400KPa σ=;深度修正系数25k =,
'2
2 2.52
k k =
=,桩侧土为不同土层,应采用各土层容重加权平均。 32/7.1040
10
)5.3031.3340(20)5.3031.33(m kN =⨯+-+⨯-=
γ
[]()()'02222436 400+510.741-36 2.510.71614k d k d KPa
σσγγ=+-+=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯= 软塑砂粘土:m l kPa f 52.24511==,
粉砂:22459.5f kPa l m ==,
淤泥质砂粘土:m l kPa f 4.13033==,
细砂:445523.4f kPa l m ==,
粗砂:m l kPa f 18.38055==,
∴单桩的轴向受压容许承载力:
01
[][]
21
3.229(45 2.52459.530 1.45523.480 3.18)0.40.7856143622.922
i i P U f l m A kPa σ=⨯+=⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=∑取 1.3μ=,则[]
18629.071.57.713622.92N n P μ
==⨯=,取n=8根。 二、承台尺寸及布桩
1、承台尺寸采用图1中所示尺寸。
2、查《桥规》知,当1d m ≤时,最外一排柱至承台底板边缘的净距不得小于0.5d 且不得小于0.25m ,且钻孔灌注桩的桩中心距不应小于2.5d ,根据承台尺寸及以上布桩原则,取桩距为33d m =,桩的分布如下图所示:
三、承台底面形心处位移计算 1、桩的计算宽度0b 和变形系数α
kb k k b f 0
0= 其中,()0
0.9,1/2f k k d d ==+=
桩间距114.51 3.50.60.63(1) 3.6L h d =-=<=⨯⋅+= ∴989.06
5
.36.06.016.06.0111=⋅-+=⋅'-+
'=h L b b k ,其中6.02='=b n 时, 因此,00.920.9891 1.8b m =⨯⨯⨯=