桥梁基础课程设计Word 文档

一、课程设计（论文）的内容

在学习桥梁基础工程等课程的基础上，根据给定基本资料（地质及水文资料，荷载）进行桥梁群桩基础的设计，初步掌握桥梁桩基础的设计与计算方法。

二、课程设计（论文）的要求与数据

（一）基本资料 1 地质及水文资料

河床土质为卵石土，粒径50-60mm 约占60%，20-30mm 约占30%，石质坚硬，孔隙大部分由砂填充密实， 卵石层深度达58.6m ； 地基比例系数4/120000m kN m =（密实卵石）； 地基承载力基本容许值[]01000a f kPa =； 桩周土摩阻力标准值kPa q ik 500=； 土的重度320.00/kN m γ= (未计浮力)；

土内摩擦角40ϕ=。

地面(河床)标高69.50m ；一般冲刷线标高63.54m ；最大冲刷线标高60.85m ；承台底标高67.54m ；常水位标高69.80m ，如图1。承台平面图如图2所示。

纵桥向断面 横桥向断面

图1 桩基剖面图（单位：m ） 图2 单位：m

2 作用效应

上部为等跨30m的钢筋混凝土预应力梁桥，荷载为纵向控制设计，作用于混凝土桥墩承台顶面纵桥向的荷载如下。

永久作用及一孔可变作用 (控制桩截面强度荷载) 时:

∑N=40746kN

∑(制动力及风力)

=

H kN

358.60

∑M=4617.30kN.m（竖直反力偏心距、制动力、风力等引起的弯矩)

永久作用及二孔可变作用(控制桩入土深度荷载)时:

∑N=46788.00kN

3 承台用C20混凝土，尺寸为9.8×5.6×2.0m，承台混凝土单位容重

3

γ=。

25.0/

kN m

4 桩基础采用高桩承台式摩擦桩，根据施工条件，桩拟采用直径m

=，以

d2.1

冲抓锥施工。

（二）主要设计依据规范

1 公路桥涵地基及基础设计规范（JTG D63-2007 ）

2 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）

三、课程设计（论文）应完成的工作

设计满足要求的群桩基础，并形成图纸与计算文件。计算文件包括以下内容：1.群桩结构分析

（1）计算桩顶受力

（2）计算沿桩长度方向弯矩，水平压应力，并画出相应分布图

（3）桩顶纵向水平位移验算

2. 桩身截面配筋并绘出基桩构造及钢筋图(横截面，立面)，进行桩截面强度校核

3按地基土的支承力确定和验算单桩轴向承载力

4．承台验算

验算项目：承台冲切承载力验算

四、课程设计（论文）进程安排

五、应收集的资料及主要参考文献

[1] 中华人民共和国行业标准.公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007）.北京:人民交通出版社,2007

[2] 中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）.北京:人民交通出版社，2004

[3] 叶见曙.结构设计原理.北京:人民交通出版社,2007

[4] 江祖铭等主编.墩台与基础.北京:民交通出版社,1994

发出任务书日期： 2012 年 12 月 10日指导教师签名：吉小明

计划完成日期： 2012 年 12 月14日基层教学单位责任人签章：

设计计算

1.承台底面中心的荷载计算：

1.1 永久作用加一孔可变作用：

∑=

9.8

6.5

25

（

-

40746）

2

⨯

⨯

⨯

+

=N

42392.4

N k

10

∑=N

H k

.

358

60

∑

=+⨯=⋅

M N m

4617.32358.605334.5 k

1.2永久作用加二孔可变作用

∑=

2

6.5

9.8

25

00

（

46788）

.

=N

-

⨯

⨯

+

⨯

N k

10

48434.4

b

2.1桩的计算宽度

1

由于m d 0.1≥，查表取得)1(1d k k b f +=， 已知m d h m L 6.6)12.1(3)1(3;21=+⨯=+==

m h m L 36.36.66.06.0211=⨯=<=

查表可得9.0=f k ，由n=2可得6.02=b ，故取1

1

226.0)1(h L b b k -+

=

802.06

.62

6.0)6.01(6.06.0)1(1122=⨯-+=-+

=h L b b k

所以m d k k b f 59.1)2.11(802.09.0)1(1=+⨯⨯=+=

3.2桩-土变形系数α

先拟定桩身混凝土强度为C30，经查表可得2

7/100.3m kN E c ⨯=

2727/104.2/100.38.08.0m kN m kN E E c ⨯=⨯⨯==

44

4

102.064

2.114.364m d I =⨯==π

，600.0102.0104.259.112000057

5

1=⨯⨯⨯==EI mb α 桩在最大冲刷线以下深度为

m h 31.11=,其计算长度为

5.279.631.11600.0>=⨯==-

h h α，故按弹性桩计算 3.3 桩顶刚度系数1ρ、2ρ、3ρ、4ρ植的计算

m l o 69.6=，m h 31.11=，查表可得，钻孔时取2

1

=

ζ 22

2

130.14

2.114.34m d A =⨯==π

36/10357.131.11120000m kN h m l o o ⨯=⨯==

经查表可知当为摩擦桩时，O A 取2)4tan 2(-

+ϕπh d 和42

S π的较小值

22

217.21)4

40tan 31.1122.1(14.3)4tan 2(m h d A o =⨯+⨯=+=-

ϕπ，

22

2

04.84

2.314.34m S A o =⨯==π，故取204.8m A O =，所以