铁路桥墩桩基础设计(中南大学)

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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 =⨯⨯⨯=

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