墩台与基础工程课程设计-南京工业大学-交通学院-10级-课程设计

`《墩台基础工程》课程设计(交通工程B方向用)专业交通工程班级学号交通1001班22号姓名刘子皓指导教师董金梅学期2013~2014第二学期南京工业大学交通学院二〇一四年三月一．简介1.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46m5）通航等级：三级航道，净707m6)主跨跨径：49+82+497)水位标高：最高通航水位为2.98m8）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C3012）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=6204kN·m（↖）。2.桩基础的选择本桥桩基础选择低桩承台，其基础全部埋入土中（桩的自由长度为零），而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加工作。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.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（竖向承载力的确定，要求考虑自重）承台厚度，及桩身埋深见下图。1.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.竖向承载力的确定)(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(22200hkmR4.03.0dt，查表0m为0.7257.268.148dl，故取0.72（appendix:亚粘土为非透水性土）kPa30002k查表得20.52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1.28236.776.9949600002.1n（根）设两排，总共16根桩布局如下图三．桩基位移及内力计算1.桩的各计算参数确定桩的计算长度：dK01KKb查表K为2.9K0=1+d1Kdb)1(9.0194.08.2346.045.0145.06.0'1'1hLbbK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4.15,3,5.9m321mm422/74266.511.114.1509.2034.05.9mkNm26471065.9648.1108.267.067.0mKNIEEIhh2.桩的变形系数计算277.01065.9115.274265651EImb桩在最大冲刷线以下深度为48m，则5.2296.1348277.0h为弹性桩3.单位“力”作用局部冲刷线处，桩在该处变为)0()0()0()0(,,MMMQQMQQ计算因为桩底土为非岩类土，且5.2296.13h，所以0hK，按0.4h查表1563444334433)0(1019.11065.9277.0441.21KNmBABADBDBEIQQ1662344334432)0(1019.21065.9277.0441.21KNmBABACBCBEIQM166234433443)0(1066.01065.9277.0751.11KNmBABACACAEIMM4.单位“力”作用桩顶时桩顶变位HH、MHHM、MM计算0l是地面线以上桩柱自由长度，为1m0。)0()0()0(;;MMMMQMMHHMQQHH5.桩顶发生单位变化时桩顶产生内力1、2、3、4计算21，则0oCmh0m为桩底面地基土的竖向比例系数，桩底地基土03.0LI,所以4019600mKNm209604004819600mKNCmmh283.24tan22057.122mA桩身截面积：22254.248.14mdA6264552452645623526456226670011089.31019.21066.01019.11019.11016.71019.21066.01019.11019.21016.21019.21066.01019.11066.01038.257.121096.0154.2108.2485.0111MHMMHHHHMHMMHHMHMHMMHHMMACEAh(iX为第i根基桩至y轴距离，设两排柱之间的间距为4m)7.承台变位0b、0、0计算radHMmMHamNbbb5266666204-266666203601028.910728.51028.10710728.1)60010728.5(620410728.11055.610728.51028.10710728.1)620410728.5(6001028.1071015.31004.1960000）（）（8.桩顶分配作用效应组合设计值iP，iH，iM计算MKNMKNHKNXbpiiii99.1071016.71055.61089.31028.904.751016.71028.91016.21055.627.705573.79381038.221028.91015.35465304055543020653100校核：620476.6203)99.107(8)27.705573.7938(2446003.60004.7586000059976)27.705573.7938(4iiiiinMXpKNKNnHKNKNnp9.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.局部冲刷线一下深度Z处桩身各截面内力计算303030302330320303021)(DHCMBEIAEIXDEIHCEIMBAXEIMz计算得：1.48610565.61065.9277.042202EIX86.248)1031.9(1065.9277.0520EI9.270277.004.7510H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mKNMd9783.134，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.桩柱顶水平位移验算02100)(hhX)2(2)()(31121221121123231110hhnhhIEMhhhnhhnhIEH外式中021hh，所以00，故mmX657.00水平位移容许值6.340.5L，所以满足要求.纵向钢筋采用HRB335级钢筋，'280sdfMpa，，11.5cdfMpa，01。混凝土保护层厚度采用70mm，采用28钢筋，外径为31.6mm。mKNMd9783.134KNNd5.7144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)/(/140011201001212000hLhehLhe计算偏心距mmee34.1130'0设值=0.8查表得0)34.1136381.1900905.01212.1(280)9005898.034.1131234.2(5.111212.1,6381.1,5898.0,1234.2''oosdcdCeDgrBrAeffDCBA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%5.0/2rASmmrs2.814210407mmAs查表，选择1828，21040755422mmAs纵筋间距：mmnrs1.284/2实际配筋率%5.0%53.0/2rAsKNNd5.71440KNKNArfScd5.714429130)0104.05434.2(105.11)(62计算结果表明，截面抗压承载力满足要求，结构是安全的。桩身每2m设置25普通箍筋，在桩身顶部以及桩身底部布置间距为200cm8螺旋箍筋。五．参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