基礎(chǔ)工程課程設(shè)計2014

1、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計任務(wù)及指導(dǎo)書一設(shè)計題目：高承臺群樁基礎(chǔ)設(shè)計二設(shè)計資料：1構(gòu)造情況上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋，橋面寬度(凈-10m+2×1.5m)，為單向雙車道行駛。每個墩上縱向設(shè)兩排支座，一排固定，一排滑動。下部結(jié)構(gòu)為樁柱式橋墩和鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。各位同學(xué)具體設(shè)計梁的情況按下式計算：梁的標準跨徑（m）為：9.5+在班編號×0.5梁體（橫向包括五片梁）自重（kN）：（100+在班編號×2）×標準跨徑蓋梁自重：705kN墩柱高度：在班編號為單號的：4m；在班編號為雙號的：5m；墩柱自重：在班編號為單號的：307.8kN；在班編號為雙號的：384.8kN；承

2、臺平面形狀：在班編號為單號的：矩形；在班編號為雙號的：H形；平面尺寸宜根據(jù)自己的設(shè)計，在“基礎(chǔ)課設(shè)基礎(chǔ)構(gòu)造圖2014.pdf”的基礎(chǔ)上進行修正，需考慮布樁的要求。樁徑：根據(jù)自己的設(shè)計，建議在0.81.5m間取值2設(shè)計荷載汽車荷載公路I級、或汽車荷載公路II級，各班級荷載安排見表1。表1橋梁2014級1-4班設(shè)計荷載一覽表班級編號設(shè)計荷載人群荷載kPa設(shè)計安全等級一班公路I級2.5一級二班公路II級3.0一級三班公路I級2.5二級四班公路II級3.0二級3 主要材料混凝土：承臺與樁基1班和3班采用C35混凝土，2班和4班采用C30混凝土；鋼筋：主筋鋼筋采用HRB400，箍筋采用HRB335。以上

3、材料設(shè)計參數(shù)按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTG D62-2004規(guī)定取值。4計算方法承臺以上構(gòu)件按極限狀態(tài)進行荷載效應(yīng)組合，按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-2004 進行。樁基礎(chǔ)內(nèi)力分析和驗算，按公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范JTG D63-2007進行。樁基礎(chǔ)配筋設(shè)計按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTG D62-2004進行。5其他參數(shù)汽車荷載沖擊系數(shù)：（應(yīng)計算基頻后確定，本課程設(shè)計簡化粗略取值：單跨布載為1.15，雙孔布載為1.0）；支座中心至蓋梁頂面的高度為0.1m。 注：設(shè)計時不考慮流水壓力、風(fēng)力等計算；由于承臺和樁基礎(chǔ)在橫橋向的剛度較大，設(shè)計計算時不進行基

4、礎(chǔ)橫橋向受力分析，僅考慮縱橋向彎矩及水平力作用下的結(jié)構(gòu)分析。6. 地質(zhì)情況 常水位在墩底以上0.5m，一般沖刷線位于墩底處，最大沖刷線在一般沖刷線下2.5m 處。一般沖刷線以下的土層分布情況如下：表2工程地質(zhì)條件I（適用于在班編號為3n的同學(xué)）序號名稱層厚土層描述天然重度比例系數(shù)m推薦容許承載力極限摩阻力i1亞粘土2.0m黃色，可塑17.3 kN/m311 MN/m4170 kPa40 kPa2粘土5.2 m灰色，可塑18.2kN/m317 MN/m4180 kPa50 kPa3細砂4.3m灰色，中密18.5kN/m316 MN/m4220 kPa45 kPa4礫石>50m黃色，密實19

5、.5 kN/m3100MN/m4420 kPa95 kPa表3 工程地質(zhì)條件II（適用于在班編號為3n+1的同學(xué)）序號名稱層厚土層描述天然重度比例系數(shù)m推薦容許承載力極限摩阻力i1粘土3.2m黃色，可塑17.5kN/m312.5 MN/m4120 kPa30 kPa2粉砂4.7m灰色，中密17.3kN/m315 MN/m4160 kPa50 kPa3中砂4.5m灰色，中密18.2kN/m323 MN/m4220 kPa60 kPa4卵石>50m黃色，中密20.5kN/m3110MN/m4500 kPa100 kPa表4工程地質(zhì)條件III（適用于在班編號為3n+2的同學(xué)）序號名稱層厚土層描

6、述天然重度比例系數(shù)m推薦容許承載力極限摩阻力i1砂質(zhì)粘土2.2m灰色，軟塑17.2 kN/m38 MN/m475kPa25 kPa2粉砂4.7m灰白色，中密17.4kN/m311 MN/m4100 kPa35 kPa3中砂4.5m灰色，中密18.2kN/m318 MN/m4220 kPa60 kPa4粗砂>50m黃色，密實18.9kN/m370 MN/m4420 kPa110kPa7、根據(jù)分組數(shù)據(jù)總表填寫以下個人數(shù)據(jù)： 在班編號跨徑設(shè)計荷載橋墩高度地質(zhì)條件（填代碼）樁徑承臺形狀樁基礎(chǔ)類型人群荷載設(shè)計安全等級三設(shè)計步驟：1、擬定結(jié)構(gòu)尺寸：橋墩、承臺等尺寸。2、承臺底面中心點處計算荷載、的確

7、定（1）永久作用引起的豎向力的計算：包括一孔上部結(jié)構(gòu)自重；蓋梁和墩柱自重以及承臺自重。（2）可變作用引起的豎向力、力矩和水平力的計算：分析工況：單跨單車道汽車作用下支座反力或()B以及縱向力矩；單跨雙車道汽車作用下支座反力或2B()以及縱向力矩；雙孔單車道汽車作用下支座反力()或()()以及縱向力矩；雙孔雙車道汽車作用下支座反力或()以及縱向力矩；單跨雙側(cè)人群作用下支座反力以及縱向力矩；雙孔雙側(cè)人群作用下支座反力；單跨單車道汽車作用下制動力；單跨雙車道汽車作用下制動力；雙孔單車道汽車作用下制動力；雙孔雙車道汽車作用下制動力。（3）承臺底面中心的作用效應(yīng)組合： 、的確定加載比較工況：單跨雙車道；

8、雙孔雙車道以上內(nèi)容可列表計算！目標參量：承臺底面中心的作用效應(yīng)組合： 、。注意： 取承載能力極限狀態(tài)下的基本組合中的最大豎向力及相應(yīng)的彎矩來估算樁長、樁數(shù)。 取承載能力極限狀態(tài)下的基本組合的最大彎矩及相應(yīng)的豎向力、水平力進行樁身彎矩的計算、樁身主筋數(shù)量計算、樁身材料強度驗算。 取正常使用極限狀態(tài)下的短期效應(yīng)組合下的水平力和彎矩計算承臺變位和橋墩墩頂位移。 取正常使用極限狀態(tài)下的長期效應(yīng)組合下的豎向力和彎矩計算基礎(chǔ)的沉降。3、樁長和樁數(shù)的估算：對于摩擦樁，可先由承臺尺寸及樁間凈距及邊樁至承臺邊緣距離的要求擬定樁數(shù)，并在承臺內(nèi)布置樁位。請畫樁位布置示意圖，并標注坐標系和承臺、樁頂相應(yīng)尺寸.樁頂軸向

9、力近似公式 ；按軸向力與樁重的總和等于單樁軸向容許承載力（乘以抗力系數(shù)）來估算樁長。對于柱樁，可先定樁底嵌巖深度，計算單樁軸向容許承載力，再由經(jīng)驗公式估算樁數(shù)：。4、樁身彎矩及剪力計算 計算多排樁承臺底面中心O點的變位、，重新計算邊樁的樁頂作用力（準確值）、。按m法計算邊樁樁身在入土段任一深度處的彎矩、剪力及樁側(cè)橫向土抗力（要求列表計算，并畫出、變化曲線）。找出樁身最大彎矩數(shù)值和發(fā)生的位置，計算最大彎矩處的豎向力。注意：應(yīng)取樁身正負彎矩絕對值最大者進行配筋。按和對應(yīng)的進行配筋計算。5、樁身截面配筋與強度檢算 （只需計算樁身主筋數(shù)量；對于螺旋箍筋、定位鋼筋及加強鋼筋可按構(gòu)造要求布置） 樁身截面配

10、筋和截面強度驗算公式按照圓形偏心受壓構(gòu)件（當截面均勻布置鋼筋時）進行-采用承載能力極限狀態(tài)下作用效應(yīng)基本組合設(shè)計值。 鉆孔灌注樁直徑D不小于800mm，樁內(nèi)縱向鋼筋的直徑不宜小于16mm，根數(shù)不宜少于8根，其凈距不宜小于80mm，保護層厚度不宜小于70mm，箍筋的間距為200-400mm。對于直徑較大的樁，為了加強鋼筋骨架的剛度，可在鋼筋骨架上每隔2-3m，設(shè)置一道直徑為14-18mm的加勁箍筋。計算書里要求畫出樁身橫截面配筋情況示意圖，并標注保護層厚度、鋼筋直徑、根數(shù)、樁徑等數(shù)值。（圖紙中仍要按制圖要求繪制樁基礎(chǔ)配筋圖和鋼筋大樣圖）6、單樁軸向（豎向）承載力的驗算： -采用正常使用極限狀態(tài)短

11、期效應(yīng)組合設(shè)計值。驗算方法：（樁頂豎向力加上樁身自重）小于等于單樁軸向容許承載力。7、驗算最大沖刷線處樁側(cè)水平位移量：需小于等于6mm。8、墩頂水平位移的驗算：取正常使用極限狀態(tài)的短期效應(yīng)組合下（比較單跨與雙跨）承臺底面中心的荷載，來計算承臺底面中心O點變位、，則墩頂位移。式中應(yīng)取縱橋向兩個橋墩墩柱的抗彎剛度之和（注意：不是樁身的抗彎剛度?。鹤远枕?shù)匠信_底面的高度；：從墩頂?shù)蕉盏赘叨龋?、分別為正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合下墩頂受到的水平力和力矩。9、群樁基礎(chǔ)豎向承載力的驗算：-采用正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合設(shè)計值。判斷是否產(chǎn)生群樁效應(yīng)？ 持力層承載力容許值按照實體基礎(chǔ)計算公式進行。10、單

12、樁樁底最大、最小壓應(yīng)力的驗算： 判斷是否需要驗算？-采用正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合設(shè)計值。（比較單跨和雙跨？）11、基礎(chǔ)沉降計算：按公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范JTG D63-2007計算公式進行。12、承臺驗算：局部抗壓、抗沖切、抗彎及抗剪計算。局部抗壓按公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D61-2005）檢算，其它按公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范JTG D63-2007檢算。注：本次課程設(shè)計不考慮四設(shè)計依據(jù)及參考書：1.公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-20042.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTG D62-20043.公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范JTG D63-20074. 公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D61-2005）5. 張樹仁等編.鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計原理. 北京:人民交通出版社,20056. 王曉謀主編.基礎(chǔ)工程（第四版）. 北京:人民交通出版社.2010五完成文件與要求：1設(shè)計計算書一套。2圖紙2張：橋墩及基礎(chǔ)構(gòu)造圖、樁基礎(chǔ)的配筋圖。3原始設(shè)計草稿一套。設(shè)計計算書采用統(tǒng)一的封頁和計算紙張，按要求填寫好詳細的任務(wù)書。圖紙采用A3紙張，1張計算機繪圖，1張手工繪圖。圖紙單獨放入資料袋中。圖紙布局合理，線形粗