重力式桥墩刚性扩大基础课程设计(20200930063338)

课程设计

课程名称基础工程

设计题目重力式桥墩刚性扩大基础设计姓名

专业年级

学号

指导教师

成绩

日期2011 年6月26日

《基础工程课程设计》评语

指导教师（签名）：____________

2011 年6月30日

目录：

一、设计资料 (4)

二、拟定刚性扩大基础尺寸 (4)

确定基础埋置深度

基础的尺寸拟定

三、桥墩荷载计算 (5)

上部构造恒载反力、桥墩、墩帽自重及浮力等。

汽车和人群荷载计算

汽车制动力：

风荷载计算

四、地基压应力计算 (9)

五、持力层承载力验算 (10)

基底应力计

持力层承载力验算

下卧层承载力验算

六、基底偏心距验算 (10)

恒载作用时

由合力偏心距

七、基础稳定性验算 (11)

倾覆稳定性验算

. 滑动稳定性验算

八、沉降计算 (11)

九、参考文献 (12)

2011 年6月30日

、设计资料

1. 某一级公路桥梁，上部结构为35 m预应力钢筋混凝土简支梁（计算跨径1=33.98 m）, 桥面宽度为净10（三车道）+2X m,弧形滑动支座，摩擦系数卩=。

2. 设计荷载：公路-I级，人群荷载

3. 5 kN/m 20

3. 桥址处河流最高水位为116.66 m，最低水位为112.8 m，通航水位为115.33 m。

4. 横向基本风压kN/m2。

5. 材料：墩帽混凝土30#，容重丫=25 kN/m3;墩身混凝土20#，容重丫=24 kN/m3。

6. 每跨上部结构自重6000 kN（中心荷载）。

7. 地基情况及土的物理力学性质指标，见表1o

表1地基土层分布及计算指标

3

名称厚度/m 容重/kN/m 孔隙比含水量/% 液限/% 塑限/% 压缩模量/MPa

黏土

亚黏土

强风化岩一一一一35

8. 冲刷线：最大冲刷线和一般冲刷线就是现有的地面线，标高为112.00 m 0

9. 桥墩形式和尺寸示意图，见图1o

75

—、拟定刚性扩大基础尺寸

确定基础埋置深度

由上部结构和设计荷载资料知道，本桥是重力式桥墩刚性扩大基础，并且为公路一I级，

从地质条件看最大冲刷线和一般冲刷线就是现有的地面线，标高为112.00 m。再由（如表2:）初步拟定基础底面在最大冲刷线以下1.8 m处，标高为，基础埋深为

总冲刷深度桥

05101520

梁类别、、、

大中小桥（不铺砌）

特大桥

基础的尺寸拟定

由规范知“水中基础顶面不宜高于最低水位，并在一般情况下大、中桥墩、台基础厚度在

1一2m左右”。现初定基础材料为C20混凝土浇筑基础，厚度为，基础顶面标高为+=，则墩

身高为，由墩身坡度值10:1的，墩底截面长为，宽为。基础分两层，台阶宽30cm故台阶扩展角arcta n 3022°[]，小于刚性角容许值[]=400,符合刚性角的要求。

则基础底面尺寸为：a=+4X =

b=+4

75

拟定尺寸图(二)

三、桥墩荷载计算

上部构造恒载反力、桥墩、墩帽自重及浮力等。

(1)计算值列表3

恒载计算表

表(3)

部位 计算式 竖直力 P(kN)

对基底中心轴 偏心距e(m)

弯矩M 备注

桥帽

(n X +X XX 25

弯矩正负 值规定如 下：

顺时 针为正， 逆时针为

负

桥身

1

2~

{ 1 X +XX + 1 n +0. 95) X +— 1 nXX } T

3

3

X 24

0 0

台基 XX +XXX 24

左跨上 部构造 6000/2 3000

-1530

右跨上 部构造

6000/2 3000

1530

刀P=,刀M=

(2)浮力

；f J. hfli i 11 ； i Y 盯

I ； i

A

師".hLM it.

l'h " li 1'.. \ 伸 i I

重力式桥墩刚性扩大基础在水中的水位线图（三） 最低低水位浮力:

2

F i =【{ 1 x ++x 2) xx +1 n + x +— i

T

3

3

x 10= 最高水位浮力:

F i =【{ £ x ++x 2) xx +1

2

3

n xx }-{L x ++x 2) xx + 丄

~2

3

x 10=

(3)上覆土重

W (4.68 16.48 0.6) 2 0.3 1.05 20.2 (4.68 0.60 16.48 1.2) 2 0.3 0.3 20.2 1

(11.8 2 5.5 2) — 0.03 0.3 20.2 336.35kN

2

汽车和人群荷载计算

对于桥墩基础的设计，汽车荷载采用车道荷载，车道荷载包括均部

q k 和集中荷载P k 两

部分组成。对于公路-I 级汽车荷载，q k 10.5kN/m ，集中荷载P k 与计算跨径有关，计算 跨径小于或等于5m 时，p k = 180kN;桥涵计算跨径等于或大于 50m 时，p k =360kN,桥涵 计算跨径大于5m 小于

50m 时p k 值采用直线内插求得。本算例中， 由于本桥梁是（三）车道，

所以查表

横向折减系数 表(4)

【最仙g

n xx }-{L x ++x 2) xx +丄 T 3 2

n + x + 丄 n xx }】

~3

2

n + x + 丄 n xx }】

~3

P k =