辽宁工业大学
《基础工程》课程设计任务书开课单位:土木建筑工程学院
《基础工程》课程设计任务书
一、课程设计的目的与要求
1．教学目的
《基础工程》是土木工程专业的重要专业课,为了加强学生对基本理论的理解和新版《公路桥涵设计通用规范》及《公路桥涵地基与基础设计规范》条文的应用,培养学生独立分析问题和解决问题的能力,必须在讲完有关课程内容后,安排2周的课程设计,以提高学生的综合运用《土力学》及《基础工程》知识的能力.
课程设计的任务是,通过进一步的设计训练,使学生熟悉桩基础的设计和计算的基本原理和方法,具备设计普通桥梁桩基础的基本技能;能够根据不同的情况,合理选择桩型、桩长,熟练的进行桩基础的设计计算,并学会利用各种设计资料.
2．教学要求
本设计对象为某公路桥梁,该桥梁的上部结构设计已经完成,本课程设计的任务是完成桥墩基础与地基的设计计算,要求同学按给定的条件完成相关的设计和计算工作.基本要求如下:
1、时间要求:一般为两周;
2、任务要求:在教师的指导下,独立完成一项给定的设计任务,编写出符合要求的设计说明(计算)书,并绘制必要的施工图.
3、知识和能力要求:在课程设计工作中,能综合应用各学科的理论知识与技能,去分析和解决工程实际问题,使理论深化,专业技能得到进一步延伸.通过课程设计,使学生学会依据设计任务进行资料收集和整理,能正确运用工具书,掌握桩基础设计程序,方法和技术规范,提高工程设计计算,理论分析,技术文件编写的能力.
二、设计资料
1.工程概况:
某公路桥梁设计采用桩(柱)式桥墩,初步拟定尺寸如图1所示.该桥梁上部结构为n 米钢筋混凝土装配式T梁桥,桥面宽7米,两边各0.5米人行道.
该桥墩采用钻孔灌注桩基础,为摩擦桩,桩的设计直径d及桩身材料如表1所示,桩底沉渣厚度控制为t=(0.2~0.6)d.
表1
直径(米) 材料跨径L(米) 基桩根数墩柱桩身混凝土钢筋①22
① 1.30 1.40
a C30 A HRB335 ②28 2
② 1.40 1.50
③ 1.50 1.60
b C25 B HRB400 ③32 3
④ 1.60 1.70
2地质与水文资料:河面常水位标高为44.50米,地面(河床)标高40.30米,一般冲刷线标高39.50米,最大冲刷线标高为35.50米,承台顶面标高也为40.30米,墩顶标高:49.90米.一般冲刷线以下的地质情况如表2:
表2
土层
层厚
土层描述天然重度
比例系数
米
推荐容许承
载力〔fa0〕
极限摩
阻力 ①③
淤泥质土3.6
米
3米软塑
16 kN/米
3
6000 kN/
米4
45 kpa 25 kpa
粘土2.8
米
3.1
米
灰黄色,硬塑
17 kN/米
3
15000
kN/米4
220 kpa 60 kpa
3.荷载情况
(1)竖向力
两跨上部结构自重反力()()kN L N 1.2
1201200
⨯=(取整),其中L 为跨径;(见表1)
盖梁自重反力()kN N
1802=; 系梁自重反力
()kN N
503=
一根墩柱自重:
局部冲刷线以上一根桩自重每延米)
(154
2
kN d q ⨯⨯=
π(已扣除浮力),其中d 为桩直
径
局部冲刷线以下一根桩自重每延米)
(2.34
2
kN d q ⨯⨯=
'π(已扣除浮力)
(2)水平力及弯矩
设计汽车荷载为公路-Ⅱ级;(具体数值见表3)
表3
5
N :两跨汽车荷载反力(已计入冲击系数的 影响);
6N :一跨汽车荷载反力(已计入
冲击系数的 影响);车辆荷载反力已按偏心受压原理考虑横向分布的 分配影响.
7
N 两跨人群荷载反力;8N 一跨人群荷载反力
1M :6N 在顺桥向引起的 弯矩;2M :8N 在顺桥向引起的 弯矩
(3)制动力()kN H
35.00=,对局部冲刷线力臂m 14.70(已按墩台及支座刚度进行分配);
纵向风力:盖梁部分()kN W 4.001=,对局部冲刷线力臂m 14.05;墩身部分()kN W
033.2=:对局部冲刷线力臂m 9.00
三、设计内容
1)根据给定的 桥梁上部结构资料和相应的 地质、水文条件,设计合理的 桩基础的 尺寸.
A 根据给定的 计算结果,确定单桩桩顶的 外力.
B 根据地质条件,确定合理桩长,进行桩的 内力计算和配筋设计;
C 承台设计及验算 2)结构验算
包括桩的 应力验算、位移验算. 四、设计要求
1)编写设计说明书.
设计说明书包括设计资料、各部尺寸及确定依据、各部内力计算和配筋设计,以及各部位的 标高.
设计说明书要求用计算机完成,并上打印件(A4纸) 2)用计算机绘制结构构造图.
结构构造图包括桩和承台的 钢筋布置,要求用计算机完成完整的 施工图. 五 图纸要求
1、设计计算书,项目齐全,步骤正确,计算无误.
2、施工图用A4纸绘制,绘图比例自定.图面安排合理,整洁.
六、课程设计的学时分配
七、评分标准
1.平时表现:10分
2.图纸:40分
3.计算书:40分
4.答辩:10分
八.参考资料
1、刘辉.赵晖.基础工程.北京:人民交通出版社,2008
2、王晓谋.基础工程.北京:人民交通出版社,2010
3、朱浮声.地基基础设计与计算.北京:人民交通出版社,2005
4、中华人民共和国行业标准. JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范. 北京:人民交通出版社,2007
5、中华人民共和国行业标准. JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范. 北京:人民交通出版社,2007
