墩台与基础工程课程设计南京工业大学交通学院级课程设计.doc

墩台基础工程墩台基础工程 课程设计课程设计 (交通工程交通工程 B B 方向用方向用)专专 业业 交通工程交通工程 班级学号班级学号 交通交通10011001班班2222号号 姓姓 名名 刘子皓刘子皓 指导教师指导教师 董金梅董金梅 学学 期期2023202320232023 第二学期第二学期 南京工业大学交通学院南京工业大学交通学院 三三月月 一简介一简介 1.1.工程简介工程简介 1）建桥地点：江阴市某大桥 2）上部结构型式：变截面连续箱梁双幅桥（主跨）3）荷载标准：公路I 级 4）桥面布置及净宽：双幅并立，中央空间 9m，单幅横向布置为栏杆 0.35m、非机动车道 5m、隔离栅 0.4m、车行道 12.25m 及防撞护栏 0.5m，总计 18.5m，总宽 46m 5）通航等级：三级航道，净 707m 6)主跨跨径：49+82+49 7)水位标高：最高通航水位为 2.98m 8）地质资料：见附图 9）承台构造，尺寸：见附图 10）桩的型式：钻孔灌注桩（C25 混凝土）11）承台为混凝土等级 C30 12）设计控制荷载 15#墩右幅承台地面控制中心处设计控制荷载为N=60000kN()、H=600kN()、M=6204kNm（）。2.2.桩基础的选择桩基础的选择 本桥桩基础选择低桩承台，其基础所有埋入土中（桩的自由长度为零），并且承台也埋入土中一定深度（2.5m），所以在计算其承受水平力的土抗力时，还要考虑承台侧面土抗力参与工作。其桩身内力和位移量都较小，稳定性较好。相应的施工方法采用钻孔灌注桩施工，钻孔灌注桩施工是采用机械成孔的施工方法，具有造价低、无造影、无冲击、无振动、无污染等优点，已被我国桥梁工程施工广泛采用。3.3.施工方法简介施工方法简介 (1)埋设护管。(2)泥浆制备。(3)钻孔。使用冲抓钻孔法。(4)清孔。(5)钢筋骨架组装和吊安。(6)灌注水下混凝土。二初步拟定基桩的桩长、桩径（竖向承载力的拟定，规定初步拟定基桩的桩长、桩径（竖向承载力的拟定，规定考虑自重）考虑自重）承台厚度，及桩身埋深见下图。1.1.拟定基桩的桩长、桩径拟定基桩的桩长、桩径 初步拟定基桩桩径为 d=1.88m，承台高度为 12.5m，桩长为 h=428m,基桩为弹性桩。2.2.竖向承载力的拟定竖向承载力的拟定 )(21RpAUlP 其中mdU97.5)1.06.1(（冲抓钻钻头直径增大 10-20cm）ml48 niiipkPall184.66)825.57018765.11625.8201.4364.0(4811 2284.2)2(mdA )3(22200hkmR 4.03.0dt，查表0m为 0.7 257.268.148dl，故取 0.72（appendix:亚粘土为非透水性土）kPa3000 2k查表得 20.5 2加权平均数 32/55.195.505.20187.1950.1173.195.860.191.470.174.05.18481mKN mmh4048按m40算 kPaR242.2125)340(55.195.230072.07.02 得 kNP76.9949)242.212577.184.664803.5(21 桩的根数估算可用公式 PNn,取 1.2 8236.776.9949600002.1n（根）设两排，总共 16 根 桩布局如下图 三桩基位移及内桩基位移及内力计算力计算 1.1.桩的各计算参数拟定桩的各计算参数拟定 桩的计算长度：dK 01KKb 查表K为 2.9 K0=1+d1 Kdb)1(9.01 94.08.2346.045.0145.06.011hLbbK 得2.115m0.942.80.9b1 mdhm6.5)18.1(2)1(2，在 hm深度内有三种土层:mhmhmh1.1,1.4,4.0321。地基土比例系数：2332132212211)22()2(mhhhhhmhhhmhmm 查阅资料，内差得4.15,3,5.9m321mm 422/74266.511.114.1509.2034.05.9mkNm 26471065.9648.1108.267.067.0mKNIEEIhh 2.2.桩的变形系数桩的变形系数计算计算 277.01065.9115.274265651EImb 桩在最大冲刷线以下深度为 48m，则5.2296.1348277.0h为弹性桩 3.3.单位“力”作用局部冲刷线处，桩在该处变为单位“力”作用局部冲刷线处，桩在该处变为)0()0()0()0(,MMMQQMQQ计算计算 由于桩底土为非岩类土，且5.2296.13h，所以0hK，按0.4h查表 1563444334433)0(1019.11065.9277.0441.21KNmBABADBDBEIQQ 1662344334432)0(1019.21065.9277.0441.21KNmBABACBCBEIQM 166234433443)0(1066.01065.9277.0751.11KNmBABACACAEIMM 4.4.单位“力”作用桩顶时桩顶变位单位“力”作用桩顶时桩顶变位HH、MHHM、MM计算计算 0l是地面线以上桩柱自由长度，为 1m0。)0()0()0(;MMMMQMMHHMQQHH 5.5.桩顶发生单位变化时桩顶产生内力桩顶发生单位变化时桩顶产生内力1、2、3、4计算计算 21，则0oCm h 0m为桩底面地基土的竖向比例系数，桩底地基土03.0LI,所以4019600mKNm 209604004819600mKNC mmh283.24tan 22057.122mA 桩身截面积：22254.248.14mdA 6264552452645623526456226670011089.31019.21066.01019.11019.11016.71019.21066.01019.11019.21016.21019.21066.01019.11066.01038.257.121096.0154.2108.2485.0111MHMMHHHHMHMMHHMHMHMMHHMMACEAh (iX为第i根基桩至y轴距离，设两排柱之间的间距为 4m)7.7.承台变位承台变位0b、0、0计算计算 radHMmMHamNbbb5266666204-266666203601028.910728.51028.10710728.1)60010728.5(620410728.11055.610728.51028.10710728.1)620410728.5(6001028.1071015.31004.1960000）（）（8.8.桩顶分派作用效应组合设计值桩顶分派作用效应组合设计值iP，iH，iM计算计算 MKNMKNHKNXbpiiii99.1071016.71055.61089.31028.904.751016.71028.91016.21055.627.705573.79381038.221028.91015.35465304055543020653100 校核：620476.6203)99.107(8)27.705573.7938(2446003.60004.7586000059976)27.705573.7938(4iiiiinMXpKNKNnHKNKNnp 9.9.局部冲刷线处桩柱变位计算局部冲刷线处桩柱变位计算 mmMHMHXQQiQQiQQQQ465)0(0)0(000010565.61019.299.1071019.104.75）（）（radMHMHMMiMQiMMMQ566)0(0)0(00001031.91066.099.1071019.204.75)(）（）（10.10.局部冲刷线一下深度局部冲刷线一下深度 Z Z 处桩身各截面内力计算处桩身各截面内力计算 303030302330320303021)(DHCMBEIAEIXDEIHCEIMBAXEIMz计算得：1.48610565.61065.9277.042202EIX 86.248)1031.9(1065.9277.0520EI 9.270277.004.7510H 则33339.27099.10786.24810.486DCBAMz 桩身截面配筋只需弯矩，不会发生剪切破坏，在此只计弯矩。由表可知，最大弯矩设计值为mKNMd9783.134，mZ31.5 其轴向力设计值 KNZUqZPNmKNPAqd5.7144)31.56297.55.031.5715.0(73.7938)2121(712584.2 根据dM和dN按偏心受压构件进行配筋设计。11.11.桩柱顶水平位移验算桩柱顶水平位移验算 02100)(hhX)2(2)()(31121221121123231110hhnhhIEMhhhnhhnhIEH外 式中 021hh，所以00，故mmX657.00 水平位移允许值 6.340.5L，所以满足规定.纵向钢筋采用 HRB335 级钢筋，280sdfMpa，1 1.5cdfMpa，01。混凝土保护层厚度采用 70mm，采用28钢筋，外径为 31.6mm。mKNMd9783.134 KNNd5.7144 mmrrhDLrrgmmrsss2.171467.268.148/905.02.814)2/6.3170(90000 00.6963.0230.0)180033600(2.171489.18140011963.0/01.015.1230.0/7.22.0)/(/140011201001212000hLhehLhe 计算偏心距 mmee34.11300 设值=0.8 查表得 0)34.1136381.1900905.01212.1(280)9005898.034.1131234.2(5.111212.1,6381.1,5898.0,1234.2oosdcdCeDgrBrAeffDCBA 混凝土足以承担拉力，故纵向钢筋按构造配筋 四桩基配筋计算四桩基配筋计算%5.0/2rAS mmrs2.814 210407mmAs 查表，选择 1828，21040755422mmAs 纵筋间距：mmnrs1.284/2 实际配筋率%5.0%53.0/2rAs KNNd5.71440 KNKNArfScd5.714429130)0104.05434.2(105.11)(62 计算结果表白，截面抗压承载力满足规定，结构是安全的。桩身每 2m 设立25 普通箍筋，在桩身顶部以及桩身底部布置间距为 200cm8 螺旋箍筋。五五参考文献参考文献 桥梁墩台与基础工程 盛洪飞 哈尔滨工业大学出版社 钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理 人民交通出版社