桥梁墩台与基础工程教学设计

墩台基础工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解墩台基础工程的基本概念，掌握其结构组成及功能作用；2. 学生能够描述不同类型墩台基础的特点，并了解其适用条件；3. 学生掌握墩台基础工程的施工工艺流程，了解影响工程质量的因素；4. 学生了解墩台基础工程的养护与维修方法，提高对工程质量的把控能力。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析实际工程案例，提出合理的墩台基础设计方案；2. 学生通过课堂讨论、实践操作等方式，提高解决墩台基础工程问题的能力；3. 学生能够运用现代信息技术，搜集相关资料，为墩台基础工程的设计和施工提供参考。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对土木工程的热爱，增强对我国基础建设的责任感；2. 学生在学习过程中，形成严谨、务实的学习态度，提高团队合作意识；3. 学生通过了解墩台基础工程在我国基础设施建设中的应用，增强民族自豪感，培养创新精神。

本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力。

课程目标既注重知识的传授，又强调技能的培养和情感态度价值观的塑造，旨在培养学生成为具有创新精神和实践能力的高级工程技术人才。

二、教学内容1. 墩台基础工程概述- 墩台基础的定义、作用及分类- 墩台基础的结构组成及功能- 教材章节：第一章 绪论2. 墩台基础的类型与选用- 不同类型墩台基础的特点及适用条件- 墩台基础选型原则及案例分析- 教材章节：第二章 墩台基础的类型与选用3. 墩台基础工程施工工艺- 施工准备及施工工艺流程- 影响墩台基础工程质量的因素- 教材章节：第三章 墩台基础工程施工工艺4. 墩台基础工程的养护与维修- 墩台基础工程的养护方法及注意事项- 常见病害及其维修处理方法- 教材章节：第四章 墩台基础工程的养护与维修5. 墩台基础工程案例分析与讨论- 实际工程案例的解析- 学生分组讨论，提出优化设计方案- 教材章节：第五章 墩台基础工程案例分析教学内容按照教材章节顺序进行，注重理论与实践相结合。

桥墩与基础课程设计一、教学目标本节课的学习目标包括以下三个方面：1.知识目标：学生需要掌握桥墩与基础的基本概念、类型和设计原理，了解桥墩与基础在桥梁工程中的重要性。

2.技能目标：学生能够运用所学的桥墩与基础知识，分析并解决实际工程中的问题，提高工程设计能力和创新能力。

3.情感态度价值观目标：培养学生对桥梁工程的兴趣和热情，增强学生对工程责任感和使命感，培养学生的团队合作意识和沟通协调能力。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.桥墩与基础的基本概念：介绍桥墩与基础的定义、功能和分类，使学生了解桥墩与基础在桥梁工程中的地位。

2.桥墩与基础的类型：讲解不同类型的桥墩与基础的特点和适用范围，帮助学生掌握各种桥墩与基础的设计要求和施工方法。

3.桥墩与基础的设计原理：阐述桥墩与基础的设计原理，引导学生学会根据实际情况选择合适的桥墩与基础类型，并能够进行基本的设计计算。

4.桥墩与基础的工程应用：通过实际工程案例分析，使学生了解桥墩与基础在桥梁工程中的应用，培养学生解决实际工程问题的能力。

三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：教师讲解桥墩与基础的基本概念、类型和设计原理，引导学生掌握相关知识。

2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生了解桥墩与基础在桥梁工程中的应用，培养学生解决实际工程问题的能力。

3.实验法：学生进行桥墩与基础的实验，使学生直观地了解桥墩与基础的构造和性能，提高学生的实践操作能力。

4.小组讨论法：引导学生分组讨论桥墩与基础的设计问题和工程应用，培养学生的团队合作意识和沟通协调能力。

四、教学资源为了支持本节课的教学，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的桥梁工程教材，为学生提供系统、全面的学习资料。

2.参考书：推荐学生阅读相关的桥梁工程书籍，丰富学生的知识储备。

3.多媒体资料：制作课件、图片、视频等多媒体资料，直观地展示桥墩与基础的构造和工程应用。

《桥梁墩台与基础工程》课程设计任务书一、课程设计目的该课程设计就是为了更好的掌握桥梁墩台与基础的一般设计方法,使其具备初步的独立设计能力;掌握如何综合考虑上部结构、水文、地质条件来进行一般墩台基础设计能力;提高综合运用所学的理论知识独立分析与解决问题的能力;培养学生在综合性与实践性方面能力,以期能独立地、系统地完成一个工程设计的全过程。

二、课程设计题目某简支梁桩柱式墩、台设计三、课程设计内容与要求(一)课程设计内容1、设计荷载标准公路Ⅰ级,人群荷载—3、5KN/m2。

公路Ⅱ级,人群荷载—3、0KN/m2。

2、桥面净空5梁式:净7+2×1、0m。

6梁式:净9+2×1、0m。

3、上部构造注:冲击系数为1+μ=1、34、水文地质资料(a) (1)土层天然容重(kN /m3)桩侧摩阻力(kPa)液性指数孔隙比中砂20、5 60粘性土19、5 65 0、4 0、8中砂厚度(m)(1) (2) (3) (4) (5) (6) 3、0 4、0 4、5 5、0 5、5 6、0(2)水文资料墩帽盖梁顶标高:246m,常水位:242、5m,河床标高:240、5m,一般冲刷线:238、5m,局部冲刷线:235、2m。

水文地质资料(b)(1)地质资料标高20、00以上桩侧土为软塑亚粘土,各物理性质指标为:容重γ =18、5kN/m3,土粒比重Gs=2、70,天然含水量w=21%,液限w L=22、7%,塑限w p=16、3%;标高20、00以下桩侧及桩底均为硬塑性亚粘土,其物理性质指标为:容重γ =19、5kN/m3,土粒比重Gs=2、70,天然含水量w=17、8%,液限w L=22、7%,塑限w p=16、3%。

(2)水文资料墩帽盖梁顶标高:127m,常水位:125m,河床标高:122、00m,一般冲刷线:120、00m,局部冲刷线:118、00m。

5、主要材料(1)盖梁与墩身均采用C30混凝土;(2)承台与桩基采用C25混凝土;(3)主筋采用335HRB级钢筋;箍筋采用235R级钢筋。

4．计算书主要内容：1）工程简介、桩基础的选择及相应施工方法简介根据已经给定的条件，描述工程简介；例如江阴市某大桥上部结构形式、桥面、中央空间距离等；基础选择可以为钻孔灌注桩，沉管灌注桩、挖孔灌注桩等；基础选择有高承台桩基础和低承台桩基础，但是设计任务题目为低桩承台基础； 低桩承台基础的具体尺寸根据桩基础构造要求确定；对自己选定的桩基础，根据第四章内容进行施工方法简介。

2）初步拟定基桩的桩长、桩径（竖向承载力的确定，要求考虑自重）桩径可以根据构造要求进行假定，根据竖向力和桩的承载力确定桩数，P223的5.122公式计算[]P N μ=n ； 桩长根据p206页例题，竖向力与桩的承载力特征值相等进行计算，竖向力已经给定，但是需要加桩的自重力。

桩重 ql =0p桩的承载力特征值根据公路桥涵地基基础设计规范确定或p206；桩侧摩阻力根据地质资料确定。

)}3(]{[21][P 12200-++==∑h r K A m l U P i i σλτ 3）桩基内力及位移计算桩的计算宽度、地基系数的确定、桩的变形系数α、桩的刚度系数1ρ、2ρ、3ρ、4ρ的确定、算每桩的桩顶作用i P 、i Q 、i M 、桩身弯矩最大值计算、桩顶水平位移的验算。

桩的计算宽度根据例题及p197桩的计算宽度确定；地基系数m 也根据p197页进行计算，桩的变形系数根据公式5.35计算；51EImb =α 桩的刚度系数1ρ、2ρ、3ρ、4ρ的确定，需先计算单位力作用在局部冲刷线处的变位QQ δ、QM δ、MM δ，和桩顶变位HH δ、HM δ、MM δ，根据p212页进行计算；桩顶作用i P 、i Q 、i M ：先计算承台发生变位时，桩顶对承台作用反力之和bb γ、ααγ、αβγ、ββγ和承台变位0b 、0a 、0β，一定要注意正负号；校核群桩基础所承受i P 、i Q 、i M 是否与承台基础上作用的i P 、i Q 、i M 相当；4)单桩的内力计算：单位“力”作用地面线处，桩在该处变位)0()0()0()0(,,MM MQ Q M Q Q δδδδ=计算 地面线处桩变位计算地面线以下深度Z 处桩身各截面内力、弯矩计算求出最大弯矩，根据p209页局部冲刷线以下各个深度的弯矩，找出最大弯矩；验算桩顶水平位移，根据p210页的验算公式进行计算；5）群桩竖向承载力验算群桩竖向承载力验算，根据p218页的公式5.104进行验算6）桩身配筋计算主筋配置、螺旋箍筋配置按偏心受压构件计算和构造要求两种情况考虑； 与承台连接部分配筋设计说明根据最大弯矩和公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）进行配筋计算。

一． 设计资料 1．上部构造预应力混凝土简支梁桥，跨径13m,梁长12.94m ，计算跨径12.30m ，五梁式四孔桥面连续。

一联中间各墩设平板橡胶支座，端部桥台设滑板橡胶支座。

桥面宽11m+1.0m+0.5m ，单向三车道。

2.荷载等级公路——Ⅱ级，车道荷载7.85kN/m 157.5kN k k q P ==（按内插法求得）。

3.上部荷载上部结构恒载见表1 。

表1 各梁恒载反力表 每片边梁(kN/m)每片中梁(kN/m)一孔上部构造(kN)各梁支座反力(kN) 边梁 中梁 30.42 31.822022.52196.82205.884.主要材料预应力混凝土梁采用C40混凝土，43.2510MPa c E =⨯；盖梁与墩身均采用C25混凝土，42.8010MPa c E =⨯；承台与桩基均采用C20混凝土，42.5510MPa c E =⨯；主筋采用HRB335级钢筋，52.110MPa s E =⨯；箍筋采用R235级钢筋，52.010MPa s E =⨯。

5.支座板式橡胶支座摩阻系数0.05f =；滑板支座最小摩阻系数0.03f =，一般情况0.05。

6.桥墩一般构造及桥面连续布置桥墩一把构造图见图1，桥面连续布置见图2。

7.使用规范：《公路桥涵设计通用规范》、《公路钢筋混凝土预应力混凝土桥涵设计规范》。

二．盖梁设计1．垂直荷载计算（1）盖梁自重及内力计算（见图3.和表2） 表2 盖梁自重及内力计算 截面编号自重（kN ）弯矩（kN m ⋅）剪力Q 左Q 右1-1 48.08 -26.44 -48.08 -48.08 2-2 34.55 -65.31 -82.63 -82.63 3-3 57.38 -165.50 -140.02 222.13 4-4 63.75 25.76 159.38 159.38 5-5 159.38224.982.活载计算①活载横向分布系数荷载对称布置用杠杆法，非对称布置用偏心压力法 a. 单列汽车对称布置152431900,0.180225011601600.6402250K K K K K ====⨯=+=⨯=b,双列汽车对称布置15243165651800,0.620225012(5185)0.7602250K K K K K ++====⨯=+=⨯=c.三列汽车对称布置152431100220900,0.8202250130160160300.7602250K K K K K ++====⨯=+++=⨯=d.单列汽车非对称布置22123451,5,435,26250002143550014352500.548,0.374562500056250001435014352500.20,0.0265625000562500014355000.1485625000i i ea K n e a n aK K K K K =+===⨯⨯=+==+=⨯⨯=+==-=⨯=-=-∑∑ .e.双列汽车非对称布置22123451,5,280,26250002128050012802500.424,0.312562500056250001280012802500.20,0.0885625000562500012805000.0245625000i i ea K n e a n aK K K K K =+===⨯⨯=+==+=⨯⨯=+==-=⨯=-=-∑∑f.三列汽车非对称布置22123451,5,125,26250002112550011252500.3,0.25562500056250001125011252500.20,0.155625000562500011255000.15625000i i ea K n e a n aK K K K K =+===⨯⨯=+==+=⨯⨯=+==-=⨯=-=-∑∑ ②汽车顺桥行驶a. 单孔单列汽车12120,(7.8512.3)/2157.5205.9kN205.9kNB B B B B ==⨯+==+=b. 双孔单列汽车1212(7.8512.3)/295.6kN,(7.8512.3)/2157.5205.9kN95.6205.9301.5kNB B B B B =⨯==⨯+==+=+=③活载横向分配后各梁支点反力 计算式为：i i R B K =⨯，计算结果见表3 表3 各梁活载反力汇总表 荷载横向分配情况 汽车荷载 计算方法荷载布置横向分布系数单孔荷载双孔荷载(kN)B(kN)i R(kN)B(kN)i R按杠杆法计算单列扯对称荷载1K =0.000205.9254.32K =0.18037.062 45.7743K =0.640131.77620.3444K =0.18016.47220.3445K =0.0000 0双列车对称荷载1K =0.000205.90 254.3 02K =0.620127.658157.6663K=0.7 60156.484193.2684K=0.6 20127.658157.6665K=0.0000 0 三列车对称荷载1K=0.000205.9 0 254.3 0 2K=0.820168.838208.526 3K=0.760156.484193.268 4K=0.820168.838208.526 5K=0.0000 0按偏心压力法计算单列扯非对称布置1K=0.548205.9 112.833254.3 139.3562K=0.37477.007 95.1083K=0.20041.18 50.8604K=0.0265.3546.6125K=-0.148-30.473-37.634双列车非对称布置1K=0.424411.8 174.603508.6 215.6462K=0.3128.482158.683123K =0.20082.360 101.724K =0.08836.238 44.7575K =-0.024-9.883-12.206三列车非对称布置1K =0.300617.7185.31762.9228.872K =0.250154.425190.7253K =0.200123.54152.584K =0.15092.655 114.355K =0.10061.77 76.2902.恒载与活载反力汇总 恒载与活载反力汇总见表4。

墩台基础课程设计任务书一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握墩台基础的相关知识，包括墩台的定义、分类、受力特点等；培养学生能够运用所学知识分析、解决实际问题的能力；提高学生对墩台基础工程的安全性、稳定性和耐久性的认识。

具体来说，知识目标包括：1.掌握墩台的定义和分类；2.理解墩台的基础受力特点；3.了解墩台基础工程的设计和施工要求。

技能目标包括：1.能够运用所学知识分析墩台基础工程的实际情况；2.能够运用基本原理进行简单的墩台基础工程设计计算；3.能够评估墩台基础工程的安全性和稳定性。

情感态度价值观目标包括：1.培养学生对墩台基础工程的安全性和耐久性的重视；2.培养学生对工程问题的严谨态度和解决问题的能力；3.培养学生对工程实践的兴趣和积极性。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括墩台基础的基本概念、受力特点、设计原理和施工要求。

具体教学大纲如下：1.墩台基础的基本概念：介绍墩台的定义、分类及其在工程中的应用；2.墩台基础的受力特点：分析墩台在各种荷载作用下的受力状况；3.墩台基础的设计原理：讲解墩台基础的设计方法、计算原理及注意事项；4.墩台基础的施工要求：介绍墩台基础的施工工艺、质量控制及验收标准。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

具体方法如下：1.讲授法：通过讲解墩台基础的基本概念、受力特点、设计原理和施工要求，使学生掌握相关知识；2.案例分析法：分析实际工程案例，使学生更好地理解墩台基础的设计和施工过程；3.实验法：学生进行墩台基础的实验，培养学生的实践操作能力和解决问题的能力；4.讨论法：学生进行分组讨论，激发学生的学习兴趣和主动性。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的墩台基础教材作为主要教学资源；2.参考书：提供相关的参考书籍，以便学生课后深入学习；3.多媒体资料：制作精美的课件、教学视频等，以直观展示墩台基础的相关知识；4.实验设备：准备必要的实验设备，为学生提供实践操作的机会。

《桥梁墩台与基础工程》课程设计任务书一、课程设计目的该课程设计是为了更好的掌握桥梁墩台与基础的一般设计方法,使其具备初步的独立设计能力；掌握如何综合考虑上部结构、水文、地质条件来进行一般墩台基础设计能力；提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力；培养学生在综合性和实践性方面能力,以期能独立地、系统地完成一个工程设计的全过程。

二、课程设计题目某简支梁桩柱式墩、台设计三、课程设计容和要求（一）课程设计容1、设计荷载标准公路Ⅰ级，人群荷载—3.5KN/m2。

公路Ⅱ级，人群荷载—3.0KN/m2。

2、桥面净空5梁式：净7+2×1.0m。

6梁式：净9+2×1.0m。

3、上部构造该桥上部构造尺寸及永久荷载见下表1和2：表1表2注：冲击系数为1+μ=1.34、水文地质资料（a）（1）地质资料表3中砂厚度如下：表4（2）水文资料墩帽盖梁顶标高：246m，常水位：242.5m，河床标高：240.5m，一般冲刷线：238.5m，局部冲刷线：235.2m。

水文地质资料（b）（1）地质资料标高20.00以上桩侧土为软塑亚粘土，各物理性质指标为：容重γ =18.5kN/m3，土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=21%，液限w L=22.7%，塑限w p=16.3%；标高20.00以下桩侧及桩底均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容重γ =19.5kN/m3，土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=17.8%，液限w L=22.7%，塑限w p=16.3%。

（2）水文资料墩帽盖梁顶标高：127m，常水位：125m，河床标高：122.00m，一般冲刷线：120.00m，局部冲刷线：118.00m。

5、主要材料（1）盖梁和墩身均采用C30混凝土；（2）承台与桩基采用C25混凝土；HRB级钢筋；（3）主筋采用335R级钢筋。

箍筋采用235（二）课程设计成果要求（1）设计成果完整，计算数据准确，图表规。

《墩台与基础》课程设计任务书及指导书某桥桩柱式桥墩桩柱设计任务书一、设计资料1.设计荷载标准公路二级，人群荷载标准值2.5KN/m22.上部结构装配式后张法预应力混凝土简支梁（JT/GQB025-075）注：支座为橡胶支座，尺寸为纵×横×高，主梁间距：160cm。

3.水文地质资料盖梁顶面标高：616.20米设计水位标高：615.10米，常水位：612.05米；河床标高：610.75米，最低冲刷线标高为608.61米；地质资料为605.20米以上为粘性土，土侧摩阻力标准值85KPa，地基承载力基本容许值[f a0]为10KPa；603.15以上为卵石800，土侧摩阻力标准值150KPa，地基承载力基本容许值[f a0]为200KPa，603.15以下为强风化花岗岩，土侧摩阻力标准值150KPa，地基承载力基本容许值[f a0]为550KPa。

二、设计要求1、桩柱尺寸拟定2、活载反力计算（只计算顺桥向的反力）3、桩长计算4、桩柱内力计算5、配筋计算6、桩顶水平位移计算7、绘制桩身配筋图墩台与基础工程课程设计指导书课程设计题目：某桥桩柱式过渡中墩桩柱设计由于同学们大多缺乏工程知识和设计经验，在开始阶段往往感到无从下手，为帮助同学们顺利完成本次课程设计，特编写了本课程设计指导书，供参考。

一、设计目的通过课程设计使学生掌握m法进行桩基础的内力计算和配筋的基本程序、方法和要求。

二、设计计算说明书通常应包含下述内容：（1）工程概况和设计任务。

包括：工程名称，场地位置，上部结构的类型、尺寸等；（2）地质勘察资料；（3）设计荷载；（4）方案设计。

包括：基础选型，尺寸拟定，地基持力层的选取。

需要阐明自己的思路和考虑的因素并列出必要的说明；（5）技术设计的过程。

包括：计算项目，计算过程和计算结果，方案调整的理由和结果。

需要阐明参数选取的理由、考虑的因素并列出必要的说明；（6）由设计结果形成的桩身配筋施工图，该图用CAD制作完成；三、设计方法（1）拟定桩基础各部分尺寸盖梁顺桥向宽度的确定盖梁横桥向宽度的确定盖梁高度的确定桩直径及桩间距的确定（2）荷载计算取用纵向两孔满载（低水位）和纵向一孔布载（低水位）两种荷载组合；（3）计算变形系数α；（4）计算刚度系数ρ1、ρ2、ρ3和ρ4；（5）求解承台变位a，b, β和桩顶内力N i、H i、M i；（6）绘制桩身弯矩图，剪力图和桩侧土的横向抗力图；（7）单桩的轴向承载力检算；（8）桩身配筋计算1）按桩身的最大弯矩配筋，也可将桩分为两段分段配筋。

《桥梁墩台与基础工程》课程设计任务书一、课程设计目的该课程设计是为了更好的掌握桥梁墩台与基础的一般设计方法，使其具备初步的独立设计能力；掌握如何综合考虑上部结构、水文、地质条件来进行一般墩台基础设计能力；提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力；培养学生在综合性和实践性方面能力,以期能独立地、系统地完成一个工程设计的全过程.二、课程设计题目某简支梁桩柱式墩、台设计三、课程设计内容和要求（一)课程设计内容1、设计荷载标准公路Ⅰ级，人群荷载—3.5KN/m2。

公路Ⅱ级,人群荷载-3.0KN/m2。

2、桥面净空5梁式：净7+2×1.0m。

6梁式：净9+2×1.0m.3、上部构造3 20 1917。

26 2285.54 193．38 193．86 184．144 25 2764.57 3328。

92 299．21 250．85 282．175 30 3842.49 4673.34 404．79 348．12 415．43注：冲击系数为1+μ=1.34、水文地质资料（a)（1）地质资料表3土层天然容重（kN /m3)桩侧摩阻力（kPa)液性指数孔隙比中砂20。

5 60粘性土19。

5 65 0.4 0。

8 中砂厚度如下：表4中砂厚度（m) （1）（2) （3）（4) （5) (6）3.0 4。

0 4。

5 5.0 5。

5 6.0（2）水文资料墩帽盖梁顶标高：246m，常水位：242。

5m，河床标高：240.5m，一般冲刷线:238.5m，局部冲刷线：235。

2m。

水文地质资料(b）（1）地质资料标高20。

00以上桩侧土为软塑亚粘土，各物理性质指标为：容重γ =18.5kN/m3，土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=21%，液限w L=22.7％,塑限w p=16.3％；标高20.00以下桩侧及桩底均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容重γ =19。

5kN/m3,土粒比重Gs=2.70,天然含水量w=17。