桥桥墩桩基础基础设计
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华东交通大学
课程设计(论文)
题目名称某桥桥墩桩基础设计计算
院(系)土木建筑学院
专业道路与铁道工程
班级道铁2班
姓名欧阳俊雄
2011年 6 月 13 日至 2011 年 6 月 29 日共 1 周
指导教师: 耿大新
教研室主任: 李明华
资料收集
某桥梁上部构造采用预应力箱梁。标准跨径32m,梁长31.9m,计算跨径31.5m,桥面宽13m,墩上纵向设两排支座,一排固定,一排滑动,桥墩采用圆端形实心墩,平面尺寸形式如图1所示,墩高12m,计算墩顶变形时,不考虑墩身的挠曲。下部结构采用钻孔灌注桩基础。
1、地质及地下水位情况:
河面常水位标高25.000m,河床标高为22.000m,一般冲刷线标高20.000m,最大冲刷线标高18.000m处,一般冲刷线以下的地质情况如下:
序
号名称层厚土层描述
天然重度
γ
比例系数m
推荐容许
承载力
[σ]
极限摩阻
力τi
1 淤泥 2.5m 灰色,流塑16.5 kN/m3 2.5 MN/m450kPa 15 kPa
质粘土 2 粘土 2.2m 黄色,可塑 17.5kN/m 3 12.5 MN/m 4 120 kPa 30 kPa 3 粉砂 3.7m 灰色,中密 17.3kN/m 3 15 MN/m 4 160 kPa 50 kPa 4 中砂 4.5m 灰色,中密 18.2kN/m 3 23 MN/m 4 220 kPa 60 kPa 5
卵石
>50m
黄色,中密 20.5kN/m 3
110MN/m 4
500 kPa
100 kPa
2、设计荷载: (1)恒载:
桥面自重:1N =1500kN+学号×20kN=1500+16×20=1820kN 箱梁自重:2N =6000kN+学号×40kN=6000+16×40=6640kN 桥墩自重:3N =3875kN (2)活载
一跨活载反力: 2835.75kN N 4=,在顺桥向引起弯矩:m kN 3334.3M 1⋅=; 两跨活载反力:
N 5=5030.04kN+学号×50kN =5030.04+16×50=5930.04kN\
(3)水平力
制动力:H 1=300kN ,对承台顶力矩6.5m ; 风力:H 2=2.7 kN ,对承台顶力矩4.75m
主要材料
承台采用C30混凝土,重度γ=25kN/m 3、γ′=15kN/m 3(浮容重)。 在班编号为20,所以桩基采用C30混凝土,HRB400级钢筋;
4、其它参数
结构重要性系数γso =1.1,荷载组合系数φ=1.0,恒载分项系数γG =1.2,活载分项系数γQ =1.4,风荷载ψ=0.75,制动力:1.0
拟定承台尺寸:
假设承台的厚度为1.5m ,根据圆端形实心墩的平面尺寸计算承台的长和宽
宽度:m 615.123=⨯⨯+ 长度:m 915.126=⨯⨯+
三、拟定桩的尺寸及桩数:
1、摩擦桩,桩身采用C30混凝土。
2、由于d 516=-,d=1.25,所以设计桩径采用d=1.25m ,成孔桩径为1.30m,钻孔灌注桩,采用旋转式钻头。
3、画出土层分布图,选用卵石层为持力层,则取桩长l=22.5m 。
4、估算桩数:(按双孔重载估算) 估算公式:
据高等学校教材《基础工程(第四版)》(人民交通出版社)查表4—2可得λ=0.70,查表4—3得m 0=0.9, 查表2-24有k 2=6.0
由于桩侧土为不同土层,应采用各土层容重加权平均,透水层采用浮容重,不透水层采用天然容重
32/46.105
.221
.11105.205.4102.187.3103.172.25.170.15.16m kN =⨯-+⨯-+⨯-+⨯+⨯=
)()()(γ持力层为
卵石,查表得650kPa ][0=fa ,q ik 查表4—1得
名称 淤泥质粘土 粘土
粉砂 中砂 卵石 q 值kPa
20
50
35
45
160
桩自重每延米4.1815425.1q 2
=⨯⨯=πkN
荷载组合计算: (1) 承台顶面 恒载+一孔活载 恒载+两孔活载 (2)承台底面
G=1.5×6×9=1215 恒载+一孔活载 恒载+两孔活载
所以][fa =0.5×3.92×(20×0.5+50×2.2+35×3.7+45×4.5+160×11.1) +0.70×0.9×1.23×[650+6.0×10.46×(20+2-3)] =5805.73kPa 得:n=1.2×
73
.580526
.27018=5.58,故取n=6
当n=6,h=20m 时,][a f =5805.73>1.2×6
26
.27018=5403.6,桩的轴向受压承载力符合要求,所以桩长设22.5,可以。
桩的平面布置为如图所示:
经验证,桩间距符合相关规定
桩的断面布置如下图(纵向断面图、横向断面图) 四、桩的内力及位移计算 1. 桩的计算宽度b 1
已知6.0,2,75.6)125.1(3)1(3,5.2,25.1,9.0211===+⨯=+====b n d h m L m d k f 2. 桩的变形系数α
桩在局部冲刷以下深度h=20m ,其计算长度则为:
5.272.92048
6.0>=⨯==h α ,满足按弹性桩计算。