基础工程铁路桥梁桥墩基础课程设计

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)2.1确定基础埋置深度2.2基础的尺寸拟定三、桥墩荷载计算 (5)3.1上部构造恒载反力、桥墩、墩帽自重及浮力等。

3.2汽车和人群荷载计算3.3汽车制动力：3.4风荷载计算四、地基压应力计算 (9)五、持力层承载力验算 (10)5.1基底应力计5.2持力层承载力验算5.3下卧层承载力验算六、基底偏心距验算 (10)6.1恒载作用时6.2由合力偏心距七、基础稳定性验算 (11)7.1倾覆稳定性验算7.2.滑动稳定性验算八、沉降计算 (11)九、参考文献 (12)一、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l=33.98 m)，桥面宽度为净10(三车道)+2×1.5 m，弧形滑动支座，摩擦系数μ=0.2。

2. 设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载3. 5 kN/m2。

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。

=0.83 kN/m2。

4. 横向基本风压W5. 材料：墩帽混凝土30#，容重γ=25 kN/m3；墩身混凝土20#，容重γ=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1。

表1 地基土层分布及计算指标名称厚度/m 容重/kN/m3孔隙比含水量/% 液限/% 塑限/% 压缩模量/MPa黏土 6.0 20.2 0.651 22.0 34.3 16.1 16.5亚黏土 3.0 18.3 0.978 33.1 36.0 19.8 7.5强风化岩 6.0 22.5 ————358. 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。

土木工程专业基础工程课程设计指导书西南交通大学岩土工程教研室2005年9月目录1 前言 (1)1。

1 地基基础设计的目的与任务 (1)1。

2 地基基础的设计内容 (2)1。

3 基础工程课程设计的基本要求 (3)2 设计题目之一——某单层厂房柱下基础设计 (4)2。

1 设计任务 (4)2。

2 设计资料 (4)2.2.1 工程概况 (4)2.2。

2 地勘资料 (6)2.2.3 设计荷载 (11)3 设计题目之二——某铁路桥梁桥墩基础设计 (14)3。

1 设计任务 (14)3。

2 设计资料 (14)3。

2。

1 工程概况 (14)3。

2。

2 工程地质和水文地质 (14)3.2。

3 设计荷载 (17)4 基础工程课程设计指南 (19)4.1 设计计算说明书的主要内容 (19)4。

2 设计计算说明书的章节划分和内容组织 (19)4.3 设计和计算方法 (20)4。

3.1 概述部分 (20)4。

3。

2 方案设计（或初步设计） (21)4.3。

3 技术设计(或详细设计） (23)4。

3。

4 施工方案 (26)规范及参考书 (27)1前言基础工程是土木工程专业的学科基础课，在土木工程学科的知识体系中占据了重要地位。

基础工程课程的特点在于它以较多的力学课程为基础,以土层中的复杂的基础结构为研究对象,又涉及到建筑、交通、水电等多个领域，这就决定了课程具有内容杂、概念多和理论较深的特点，加之学时数较少和本科学生普遍缺少工程知识，故同学们往往感到比较难学。

基础工程的教学内容和课程体系改革是在上述背景条件下展开的，其主要目标是在学时有限的条件下,使学生能够对课程的知识体系有较为系统和整体的把握,重点掌握其基本理论和基本方法，并具有一定的工程概念和知识。

结合土木工程大专业教学工作的需求，更为了强化培养学生的工程意识和解决实际工程问题的能力并反映近年来工程规范的更新，在教研室原来编写的《工民建专业基础工程课程设计任务书》和《桥梁、隧道和铁道工程专业基础工程课程设计任务书与指南》的基础上，我们着手编写了这本新的《土木工程专业基础工程课程设计指导书》。

某铁路桥桥墩地基和基础设计兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）目录1. 概述........................................................................................................................ ................. - 1 -1.1 设计的任务及建筑物的性质和用途................................................................................... - 1 -1.2 基本资料.......................................................................................................................... .... - 1 -1.2.1建筑物的立面示意图........................................................................................................ - 1 -1.2.2建筑物场地地形图及钻孔布置图.................................................................................... - 2 -1.2.3建筑物地区水文、地质情况（钻孔柱状剖面图）........................................................ - 3 -1.2.4土的物理力学性质表........................................................................................................ - 5 -1.2.5作用在桥墩上的荷载........................................................................................................ - 6 -1.2.6墩帽尺寸简图及墩身坡度................................................................................................ - 7 -2. 下部结构设计........................................................................................................................ ..... - 8 -2.1 绘制设计资料总图............................................................................................................... - 8 -2.2 复合各层土的名称、确定其允许承载力.......................................................................... - 9 -2.2.1土层名称的复核................................................................................................................ - 9 -2.2.2确定土的状态.................................................................................................................. - 10 -2.2.3确定各土层的基本承载力σ0和地基承载力修正系数K .............................................. - 11 -2.2.4各土层的地基的允许承载力的计算.............................................................................. - 11 -2.3 地基和基础的方案比较..................................................................................................... - 12 -2.4 高承台桩基地基和基础的设计与计算............................................................................. - 12 -2.4.1桩基设计........................................................................................................................ .. - 12 -2.4.2桩基内力及变位计算和桩基检算.................................................................................. - 18 -3. 施工方法及程序....................................................................................................................... - 37 -3.1 施工方法及主要机具设备................................................................................................. - 37 -3.1.1施工方法........................................................................................................................ .. - 37 -I兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）3.1.2主要机具设备.................................................................................................................. - 37 -3.2 主要施工程序..................................................................................................................... - 38 -3.2.1施工程.. - 38 -3.2.2施工准备........................................................................................................................ .. - 38 -3.2.3钻孔机的安装与定位...................................................................................................... - 38 -3.2.4埋设护筒........................................................................................................................ .. - 38 -3.2.5泥浆制备........................................................................................................................ .. - 39 -3.2.6钻孔........................................................................................................................ .......... - 39 -3.2.7清孔........................................................................................................................ .......... - 39 -3.2.8灌注水下混凝土.............................................................................................................. - 40 -3.3 质量的控- 40 -3.3.1成孔质量控制.................................................................................................................. - 40 -3.3.2成桩质量控制.................................................................................................................. - 41 - 结论........................................................................................................................ ....................... - 43 - 致谢........................................................................................................................ ....................... - 44 - 参考文献........................................................................................................................ ................... - 45 - 附录Ⅰ附录ⅡII兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）1. 概述1.1 设计的任务及建筑物的性质和用途设计任务：根据已有建筑物的图样，所受上部结构的荷载、地质和水文地质情况，遵照“中华人民共和国铁路桥涵地基和基础设计规范TB10002.5—2005”设计某铁路干线上跨越某河流的桥梁之R号桥墩的地基和基础。

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。

基础工程(道路专业)课程设计任务书《基础工程》课程设计题目：城市高架花瓶式桥墩桩基础设计时间：月日至月日共 1 周专业：土木工程（道路）班级：学号：姓名：指导教师：课程设计任务书本课程设计对象为某城市高架桥花瓶式桥墩下桩基础设计，包括基桩设计和承台设计。

一、设计资料1．上部结构及荷载资料上部结构为等跨的钢筋混凝土预应力梁桥,标准跨径为35m，公路-Ⅱ级汽车荷载，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：2．地质资料桥位地形平坦，位于已有道路上，墩基处地层成层较规律。

地下水埋置较深，对工程建设无不良影响，无不良工程地质现象存在。

地层及其物理力学指标见下表。

桥位地层及参数二、设计内容及要求按给定的条件完成桥墩基础与地基的设计与检算。

具体要求如下：1.按给定的桥墩底面尺寸拟定承台平面尺寸；2.分析桥墩处地基土层情况确定承台埋深，初步拟定承台厚度；3.初步拟定桩径，及施工方式；4.根据荷载情况初步拟定桩长；5.单桩竖向承载力计算；6.基桩竖向承载力计算；7.基桩水平承载力计算8.基桩截面强度设计计算9.承台受弯、受剪、受冲切计算三、设计完成后提交的文件和图表1．计算说明书部分：编制计算说明书一份，设计计算说明书用A4纸手写。

整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号、绘图规范和版面美观的要求。

2．图纸部分：绘制3号配筋图一张。

图纸应用AutoCAD制作或手工绘制，而且应该表达正确、布局合理和尺寸齐全。

按说明书在前，图纸在后的顺序装订成册，交给指导老师评阅。

四、进程安排1．星期一：布置设计任务，查阅资料,完成设计内容的1-5项工作2．星期二：查阅资料，理解掌握考虑承台、基桩协同工作的土的弹性抗力作用计算受水平荷载的桩基（弹性多排桩内力和变为计算方法），进行6-8项设计计算3．星期三：完成6-8项设计计算4．星期四：完成设计内容第9项工作5．星期五：绘图6．整理、上交设计计算说明书及图纸。

课程设计任务书题目：双线高速铁路某桥墩基础设计一、设计的目的通过本课程设计，要求学生熟悉基础设计的方法，掌握基础设计的基本理论，培养综合应用基本知识和基本理论的能力。

二、设计的内容及要求设计具体内容见任务书：通过本课程设计，要求学生熟悉：1．综合分析设计资料，对三种常用的桥梁基础类型（刚性扩大基础、桩基础和沉井基础）的技术合理性进行比较（限于课时，本次课程设计不考虑造价因素），选择较为合理的基础方案。

2．对选定的基础方案进行详细设计。

3．初步决定修筑基础的施工方案。

三、指导教师评语四、成绩指导教师 (签章)年月日目录一、工程概况 (2)二、工程地质和水文地质 (2)三、设计荷载 (3)1、恒载 (3)（1）结构构件自重 (3)（2）附属设施重（二期恒载） (3)2、活载 (3)四、设计步骤 (4)1.支座反力的确定： (4)G的计算 (4)（1）基底以上墩及土的重量和K（2）附加力（风力） (5)（3）主力 (6)2.基础的选择与检算 (10)（1）选定桩基类型 (10)（2）选择桩材与桩径 (10)（3）拟定承台底面平面形状及尺寸 (12)（4）桩与承台连接方式 (13)（5）求R和桩数检验 (13)（6）求桩顶荷载 (14)（7）基桩竖向抗压承载力验算 (15)（8）水平承载力检验 (15)（9）承台抗冲切验算 (15)（10）承台底面形心处的位移计算 (16)（11）桩基检算 (21)3.基础配筋 (24)（1）判断大小偏心 (25)（2）应力检算 (25)（3）稳定性检算 (26)（4）单根桩材料表 (26)五、施工图绘制 (27)六、规范及参考书 (27)某高速铁路桥梁桥墩基础设计设计任务一、工程概况该桥梁系高速铁路干线上的特大桥（复线），线路位于直线平坡地段。

该地区地震烈度较低，不考虑地震设防问题。

桥梁及桥墩部分的设计已经完成，桥跨由8孔32m预应力钢筋混凝土整体箱梁组成，见图3-1和图3-3。

铁路桥梁桥墩基础设计计算说明书第1章概述1.1 工程概况和设计任务该桥梁系某I级铁路干线上的特大桥（单线），线路位于直线平坡地段。

该地区地震设防烈度为VI度，不考虑地震设防问题。

桥梁及桥墩部分的设计已经完成，桥跨由38孔32m后张法预应力混凝土梁【图号：专桥（01）2051】组成，该梁全长32.6m，梁高2.65m，跨中腹板厚度0.18m，下翼缘梁端宽0.88m，上翼缘宽1.92m，为分片式T梁，两片梁腹板中心距为2.0m，桥梁跨中纵断面示意如图1－1所示。

每孔梁的理论重量为2276kN，梁上设双侧人行道，其重量与线路上部建筑重量为35.5kN/m。

梁缝10cm，桥墩支承垫石顶面高程1178.12m，轨底高程1181.25m，全桥总布置见图1—2。

图1—1 桥梁跨中纵断面示意图图1—2全桥总布置图101010101011111111111111111111111111111111111111地面高程里 程D K 12+748.26D K 12+780.96D K 12+813.66D K 12+846.36D K 12+879.06D K 12+911.76D K 12+944.46D K 12+977.16D K 13+009.86D K 13+042.56D K 13+075.26D K 13+107.96D K 13+140.66D K 13+173.36D K 13+206.06D K 13+238.76D K 13+271.46D K 13+304.16D K 13+336.86D K 12+715.561166.401161.751161.161160.101156.211153.991152.221147.681144.611142.321139.411134.821136.781133.941133.361130.191125.911124.841123.83101010101011111111111111111111111111111111111111地面高程里 程D K 13+369.56D K 13+402.26D K 13+598.46D K 13+434.96D K 13+467.66D K 13+500.36D K 13+533.06D K 13+565.76D K 13+925.46D K 13+958.16D K 13+631.16D K 13+663.86D K 13+696.56D K 13+729.26D K 13+761.96D K 13+794.66D K 13+827.36D K 13+860.06D K 13+892.761124.021120.411127.491122.151121.611121.401122.041123.041166.931133.431136.021141.661145.371147.991152.421156.931161.081163.92桥墩采用圆端形桥墩【图号：叁桥（2005）4203】和空心桥墩【图号：叁桥（2005）4205】2种，其中1#~6#、33#~37#采用圆端形桥墩，7#~32#采用空心桥墩。

课程名称：工程基础设计题目：铁路桥墩基础设计院系：专业：年级：姓名：指导教师：2011 年5 月20 日课程设计任务书专业姓名学号开题日期：2011 年3月20 日完成日期：2011 年4月16日题目铁路桥墩基础设计一、设计的目的1.熟练掌握Word ,Excel及CAD制图2.利用所学的东西分析设计桥墩基础，并制定其施工方案。

3.学会利用工具和资料解决问题。

二、设计的内容及要求1.计算主力，活载，纵向附加力及荷载组合。

2.选定桩基类型，确定桩径，桩材、桩长、桩数等3.进行桩的布置，并进行单桩轴向承载力检算及群桩验算。

4. 设计内容完整，并附有必要的计算图。

三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日（一）主力主力应包括恒载，活载，列车竖向动力和离心力。

但因桥墩为实体，可不计列车竖向动力而桥位于直线上，故也无需计算离心力。

1、 竖向恒载（1） 桥跨结构自重1N 一孔梁重=2227 KN轨道材料及人行道每米长度的重量=10 m kN 故kN N 255470.321022271=⨯+= （2） 顶帽自重2N体积 ()()32266.7502240215240240620m V =⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+⨯-=π重量 kN N 5.1912566.72=⨯= （3） 墩身自重3N 墩身高m h 13=顶面积 ()22164.132240240240620m A =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯-=π底面积 ()22281.24185370240620m A =⨯+⨯-=π故体积 ()3333.24681.2464.1381.2464.131331m V =⨯++⨯⨯=重量 kN N 64.566533.246233=⨯= （4） 浮力4N低水位处之墩身截面积2247.182300300380m =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=π墩底面积281.24m = 则桥墩侵入水下体积： 低水位时：()3494.15081.2447.1881.2447.18631m V =⨯++⨯⨯=故浮力为：低水位时， kN V N 4.15091094.1501044=⨯=⨯= 2. 竖向活载 (1) 双孔重载其最不利荷载位置x 见图，可由2211l G l G =确定，若等跨度者，则可直接由21G G =解得，1G 和2G 分别为左右两跨上活载重量，故 ()x x G 922.33865.735.329222051-=--⨯+⨯=()()8.26771255.278015.5922+=-⨯++⨯=x x x G 则 m x 81.6= 则支点反力1R ，2R 为()()()kNR 23.154781.65.735.322135.3281.65.735.32925.1281.622053211=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡---⨯--⨯+⨯+⨯⨯⨯=kN R 45.1546239.208039.20296.1139.209296.113212=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯=竖向活载 kN R R N 68.300345.145623.1547215=+=+=对基底x x -轴之力矩 ()m kN M ⋅=-⨯=773.3145.145623.154735.05 (2) 一孔重载支点反力1R 为()()()kNR 59.18965.735.32215.735.32925.1235.3222053211=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯-⨯+⨯-⨯⨯⨯=故竖向活载为 kN R N 59.189616==对基底x x -轴之力矩 m kN M ⋅=⨯=81.66359.189635.06 （二）纵向附加力（水平力） 1.制动力（或牵引力）现行《铁桥规》规定，单线桥之制动力或牵引力按竖向静活载重量的10%计算，但当与离心力同时计算时，则应按7%计算。

铁路桥墩及桩基础课程设计一、基本资料及检算要求1．桥跨结构：等跨 L=32m 道碴桥面预应力混凝土梁，梁全长32.6m ，梁缝0.lm ，轨底至梁底高度为2.6m ，轨底至支承垫石高度为3.0m 。

摇轴支座，支座全高0.4m ，支座中心至支承垫石顶面为0.325m 。

每孔梁重2124kN （包括支座重）。

梁上采用道碴桥面钢筋混凝土轨枕及双侧有1.05m 宽人行道，其重量为V=48 kN/m 。

2．桥上线路情况:I 级线路，单线，曲线半径R ＝1500m ，设计行车速度 V=120km/h 。

3.荷载：列车活载为中一活载，风压强度按标准设计要求采用。

4．无流水，无冰冻。

5．土质情况：第1层杂填土，基本承载力=0ο130kPa ，土的容重γ=16kN/m 3。

第2层沙黏土，液化指数L I =0.667，空隙比e =0.88，基本承载力=0ο190kPa ，极限摩擦力f=80 kPa ，地基系数的比例系数m=10000 kN/m 4 ， 土的容重γ=18kN/m 3，。

第3层卵石，中密，基本承载力=0ο500kPa ，极限摩擦力f=120 kPa ，土的容重γ＝20kN/m 3 ，地基系数的比例系数m=30000 kN/m 4。

6．桥墩尺寸及所用建筑材料：桥墩尺寸见图，顶帽采用C20钢筋混凝土，托盘采用C20混凝土，墩身C15，及基础采用C20混凝土。

7．检算要求：按铁路《桥规》要求，检算墩身及基础设计。

二：计算步骤与内容：（一）荷载计算恒载恒载包括桥跨结构自重和桥墩（顶帽、墩身及基础）自重。

1．桥跨结构自重由支座传来的桥跨结构恒载压力，包括梁及支座、线路设备及人行道的重量。

梁及支座重可从选用的桥跨标准图中查取。

桥墩上所受的桥跨恒载压力等于相邻两桥跨通过支座传来的反力之和，等跨时传来的桥跨恒载压力作用在桥墩中心线上。

２. 桥墩自重计算桥墩自重时，常将桥墩顶帽、托盘、墩身分别计算，最后求和。

各种圬工容重统一按下列数值采用；钢筋混凝土25kN/m3，混凝土、片石混凝士、浆砌块石23kN/m3，浆砌片石22kN/m3。