桥梁基础课程设计
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. 精选 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
/120000mkNm(密实卵石);
地基承载力基本容许值01000afkPa;
桩周土摩阻力标准值kPaq
ik500;
土的重度3
20.00/kNm (未计浮力);
土内摩擦角40。 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。 .
精选 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.
精选 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 358.60HkN(制动力及风力)
∑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325.0/kNm。
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md2.1,以冲抓锥施工。 (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 . 精选 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 序号 设计(论文)各阶段内容 地点 起止日期 1 布置任务,设计内容讲解,查阅资料 2012.12.10 2 完成单桩桩顶荷载分配计算(群桩到单桩) 2012.12.10-2012.6.11 3 完成单桩设计 2012.12.12 4 完成桩基相关检算内容 2012.12.13 .
精选 5 总结,撰写设计说明书 2012.12.14
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: NNk 42392.410-259.86.5240746)(
NHk 60.358 . 精选 4617.32358.605334.5 kMNm 1.2 永久作用加二孔可变作用 NNk 48434.410-259.86.5200.46788)(
2.1桩的计算宽度1b.
精选 由于md0.1,查表取得)1(1dkkbf,
已知mdhmL6.6)12.1(3)1(3;21
mhmL36.36.66.06.0211 查表可得9.0fk,由n=2可得6.02b,故取11226.0)1(hLbbk
802.06.626.0)6.01(6.06.0)1(1122hLbbk 所以mdkkbf59.1)2.11(802.09.0)1(1
3.2桩-土变形系数 先拟定桩身混凝土强度为C30,经查表可得27/100.3mkNEc
2727/104.2/100.38.08.0mkNmkNEEc
444102.0642.114.364mdI
,600.0
102.0104.259.11200005751
EI
mb
桩在最大冲刷线以下深度为mh31.11,其计算长度为 5.279.631.11600.0hh,故按弹性桩计算
3.3 桩顶刚度系数1、2、3
、4植的计算
mlo69.6,mh31.11,查表可得,钻孔时取21
222130.142.114.34mdA
36/10357.131.11120000mkNhmloo
经查表可知当为摩擦桩时,OA取2)4tan2(hd和42S的较小值 22217.21)440tan31.1122.1(14.3)4tan2(mhdAo
,
22204.842.314.34mSAo
,故取204.8mAO
,所以. 精选 EIAlEAhloo747.01083.104.810357.11104.2130.131.112169.61116671
已知479.631.11600.0hh,故取4h,mlloo01.4600.069.6
由上述h和ol可以查得67433.0,17312.0,05989.0mmQxx
EIEIEIxQ0129.005989.0600.0332
EIEIEIxm0623.017312.0600.0223 EIEIEIm4046..067433.0600.04 3.4计算承台底面原点O处位移0a、0b、0
(单孔活载+恒载+制动力等)
EIEInNbo37.9458747.064.423921
niiEIEIEIxn122
1490.136.16747.04046.06
EIEIn0774.00129.062 EIEIn3738.00623.063 222232)(13973.0)0623.0(6EIEIn
EIEIEIEIEInxnnMnHxnaniiniio71.7454)(13973.0)(90.130774.05.53343738.060.35890.13)()(221232214231214
EIEIEIEIEInxnnHnMnniio25.584)(13973.0)(90.130774.06.3583738.05.53340774.0)(222321214232
3.5 计算作用在每根桩顶上作用力iP、iQ、iM
竖向力:kNkNEIEIEIxbPoioi12.6367
70.7763{)25.5846.137.9458(747.0)(1
水平力:kNEIEIEIEIaQooi77.5925.5840623.071.74540129.032