學(xué)士某橋梁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計

2008年課程設(shè)計說明書第1章1.1設(shè)計任務(wù)本設(shè)計對象為某公路橋梁，該橋梁的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)完成，本課程設(shè)計的任務(wù)是完成橋墩基礎(chǔ)與地基的設(shè)計與檢算。要求同學(xué)按給定的條件完成相關(guān)的設(shè)計和計算工作，具體要求如下：1．綜合分析設(shè)計資料，對三種常用的橋梁基礎(chǔ)類型（剛性擴大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)）的技術(shù)合理性進行比較（限于課時，本次課程設(shè)計不考慮造價因素），選擇較為合理的基礎(chǔ)方案。2．對選定的基礎(chǔ)方案進行詳細設(shè)計。3．初步?jīng)Q定修筑基礎(chǔ)的施工方案。4．將以上全部成果整理成設(shè)計計算說明書和設(shè)計施工圖。1.2設(shè)計資料1.2.1工程概況該橋梁系某I級公路干線上的中橋（單線），線路位于直線平坡地段。該地區(qū)地震烈度較低，不考慮地震設(shè)防問題。橋梁及橋墩部分的設(shè)計已經(jīng)完成，橋跨由4孔30m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁組成。1.2.2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)河床標高為78.32，樁頂與河床平齊，一般沖刷線標高為75.94m，局部沖刷線標高為73.62m。地基土為中密砂礫土，地基土比例系數(shù)m＝10000kN/m4；地基土極限摩阻力kPa；地基容許承載力＝430kPa,內(nèi)摩擦角＝20o，土的密度r'=11.80kN/m2（已考慮浮力）焦便．荷載情況．地爸許橋墩為單排雙跡柱式，上部結(jié)辣構(gòu)褲為址30殺m頁預(yù)應(yīng)力鋼筋混進凝竟土丑T茄梁，橋面凈冷寬急9民m霜＋怒2×0.75掘m拾,見設(shè)計汽車荷載鳴為公厘路場I趨級，人群荷載總標準值釣為林3.0kN/綁m持2允。以順橋向計月算，計得至蓋牽梁頂?shù)母髯饔枚轮狄娖毡碥?呈。天臥荷載情況燈P/kN押H/Kn灌M/(kN·芒m)組襲結(jié)構(gòu)重編力澡(被兩稍跨潮)侮2934.8班0斃芝孩順姨汽車雙列雙孔應(yīng)1561.2偽3幸脹140.18掩橋剩人群雙孔男133.77孩臟守0拖方守汽車雙到單孔攤1161.9淺7火扔487.33塘向劉人群單孔善64.41臺分26.36惕鈴單孔制動力企爛163.80膽餐凡察風(fēng)力母蓋徑梁初奉練風(fēng)力菠走4.70律距樁頂力題臂救5.8m狹拜墩蔥柱喉慣換風(fēng)力界挽4.80修距欄頂力粉臂鷹2.5m旅橫誠汽車雙孔雙列尿盆7562.4奏3怪乒2421.7屑7罩橋則人群單孔慌雞134.97室奸路0藝方鵝汽車雙列單孔溝寒1163.1偽7供娘1802.9灘1坦向室人群單孔識蕉65.61普堵0噴根據(jù)艦表狹1囑，經(jīng)計算求得肆作用一根樁頂孫荷載為：侍雙跨結(jié)構(gòu)重方力東P1=14費67.40磚kN偷蓋梁自重反貌力滅P2=26宇4.00kN跡一根墩柱自再重渣P3譜=165.3貸2kN阻系梁自重反塌力驢P4=66淚.90轟k屋N豆每一延米樁葉重旗q=員25.91k較N/m(美已考慮浮寺力狐)購兩跨雙列汽車與荷載反每力猛P5=11丹84.24表kN(呢考慮橫橋向偏父心影響，計算貓樁長用，取大烈值窩)翻兩跨人群荷載態(tài)反竿力步P6=66隊.89馬kN咱單跨雙列汽車支荷載反力棗P沫7抽=涌280.50拳kN挑(騙考慮橫橋向偏挽心影響，計算酬內(nèi)力用，取小允值培)超單跨人群荷載共反力生P富8必=毒32.21鋪kN代單跨雙列汽車懲荷載彎鴉矩箏M1=是243.67煎kN*m齊單跨人群荷載航彎矩回M曠2溫=1增3.18單kN*m鞭水平制動宵力攻H1=81.暗9耗kN哨患風(fēng)力水平境力仆H2=服9.5央kN嗎她1.3聯(lián)睜設(shè)計依據(jù)戚1幣．中華人民共績和國交通部部彈標準．公路橋郊涵地基與基礎(chǔ)噸設(shè)計規(guī)范（址JTGD6冊3-2007耽）刮.年人民交通出版墳社誓，膜2007解2統(tǒng)．中華人民共堅和國鐵道部標錫準．鐵路橋涵登地基基礎(chǔ)設(shè)計敏規(guī)范，釘TBJ2滅－魯99塞3練．趙明華主編膽，徐學(xué)燕副主掀編．基礎(chǔ)工程雕．高等教育出句版社，交2003藝4蠟．李克釧主編叉，羅書學(xué)副主媽編．基礎(chǔ)工程青．中國鐵道出對版社，隱2000懲5脆．王曉謀主編非，基礎(chǔ)工程．很人民交通出版晌社秀，籍2005糊第泰2脹章寫杜謹方案設(shè)計翻2.1悄方案比選購(1稼)數(shù)對剛性擴大基塘礎(chǔ)堅基礎(chǔ)在外力（詢包括基礎(chǔ)自重作）作用下，基塔底的地基反力圍為面騾，此時基礎(chǔ)的訴懸出部分睡a-a感斷面左端，相飲當(dāng)于承受著強右度為的均布荷精載的懸臂梁，腿在荷載作用下貨，郵a-a咸斷面將產(chǎn)生彎秀曲拉應(yīng)力和剪風(fēng)應(yīng)力。當(dāng)基礎(chǔ)灘圬工具有足夠球的截面使材料遍的容許應(yīng)力大墊于由地基反力資產(chǎn)生的彎曲拉效應(yīng)力和剪應(yīng)力碼時，棍a-a唇斷面不會出現(xiàn)數(shù)裂縫，這時，狗基礎(chǔ)內(nèi)不需配認置受力鋼筋，片這種基礎(chǔ)稱為叉剛性基礎(chǔ)。搭剛性擴大基礎(chǔ)撞屬于淺基礎(chǔ)，練其埋置深度一古般小疤于氧5濁米，對于本工券程若采用榨剛性擴大基礎(chǔ)案，其須埋于最累大沖刷線下不徹小廈于身1產(chǎn)米，剛最小的燦進置深度蠶為蔑5.7啦m礙因此，盡管持嫩力層土層地質(zhì)鞠良好，考慮淺慎基礎(chǔ)特點故不浮適合。曬(2姿)論沉井基礎(chǔ)抽沉井基礎(chǔ)適用烤以下情況痰1濤．上部荷載較拉大，而表層地歪基土的容許承憲載力不足，擴致大基礎(chǔ)開挖工責(zé)作量大，以及巧支撐困難，但露在一定深度下云有好的持力層暈，采用沉井基五礎(chǔ)與其它深基舍礎(chǔ)相比較，經(jīng)盟濟上較為合理犯時；屢2誦．在山區(qū)河流序中，雖然土質(zhì)栗較好，但沖刷錢大或河中有較帥大卵石不便樁丸基礎(chǔ)施工時；均3踩．巖層表面較塊平坦且覆蓋層肌薄，但河水較滔深；采用擴大酒基礎(chǔ)施工圍堰李有困難時。讓綜上所述，本奮工程不須采用懼沉井基礎(chǔ)。(3)樁基礎(chǔ)漆(叨1)魂當(dāng)建筑物荷載案較大，地基上教部土層軟弱或扇適宜的地基持騎力層位置較深稠，地下水位較勁高，采用淺基湯礎(chǔ)或人工地基足在技術(shù)上、經(jīng)谷濟上不合理；獵離（針2裁）河床沖刷較制大，河道不穩(wěn)勺定或沖刷深度暮不易計算正確皮，位于基礎(chǔ)或密結(jié)構(gòu)物下面的為土層有可能被葵侵蝕、沖刷，漁如果采用淺基巴礎(chǔ)不能保證基扒礎(chǔ)安全時；福(3翠)攏當(dāng)?shù)鼗嬎愠翙C降過大或結(jié)構(gòu)核物對基礎(chǔ)沉降厚變形與水平側(cè)歸向位移較敏感訪，采用樁基礎(chǔ)貫穿過松軟（高嗚壓縮）土層，蠶將荷載傳到較絮堅實（低壓縮爪性）土層，以喝減少建筑物沉艱降并使沉降較耳均勻；灘(4拾)限承受較大的水遍平力，需要減橋少建筑物的水詞平位移和傾斜隱時，對穩(wěn)定性票要求較高；倒寸(5俱)籌在地震區(qū)，可更液化地基中，高丟采用樁基礎(chǔ)可誰增加建筑物抗端震能力，樁基星礎(chǔ)穿越可液化濱土層并伸入下匆部密實穩(wěn)定土組層，可消除或準減輕地震對建殃筑物的危害。平本工程對水平慚位移要求嚴格它，本工程中局醒部沖刷線集位喊置較深，采用艦樁基礎(chǔ)具有造點價低，強度高攏，沉降量小而被均勻，施工較礙兩者簡易，綜餓上所述，本工控程采用樁基礎(chǔ)姿比較合理。蟲2.2賣．墩柱及樁的段尺寸．鞭柱寒采用雙柱式墩褲（駝圖共1續(xù))邀。墩帽蓋梁頂橡標高為秤84.72否m夢，墩柱頂標高蠢為鄉(xiāng)83.32m距；樁頂標高為掉78.32m鏡。墩柱直徑酸1.30m炸；樁的直徑罷1.50m究。樁身構(gòu)用御C2裹0金混凝土；其受塵壓彈性模量昌kP才a燦。川圖拉1項閘雙柱式橋墩計網(wǎng)算圖唇第躬3貴章煉材肯技術(shù)設(shè)計初3.1碰．樁長計算金懼另由于地基土土役層單一，為中邊密砂礫土，根煙據(jù)地質(zhì)情況樁費長不可確定，裂應(yīng)按單樁軸向書容許承載力公捐式反算樁長。恨唱勞采用短期效應(yīng)助組合，除了考紗慮永久作用外迅，還需考慮汽湊車效應(yīng)和人群兵效應(yīng)。邁妻岸按兩跨布載考儀慮欲=諷1467.稠4+264+杰165.32戚+66.9炕+浸（淘78.32-煩73.6可2閥）秒×25.91星+英×25.91糊×殊h+1184代.24+66纖.89炕=3336.辟48+12.諷955h史堤設(shè)樁埋入局部靈沖刷線下深度燥為化h答,轎埋入一般沖刷妄線下叉，則嗎贏禍計算訪時取以下數(shù)據(jù)貼：樁的設(shè)計樁完徑網(wǎng)1.50m霸,碧成空直徑燈1.60族m赴,兆樁周制長妻饞=解5.03襖，障=1.766恨,蹈=0.7,犧=0.8綱5芹,轎=5.0,悲=430椅,推=11.80蝴(襲已考慮浮墓力駝)蔬，須=60儉，所以得凳=淚×挑5.03灰×飯h鈴×捉60+0.7唯×壯0.8紋5×單1.766凳×獅[430+5管×效11.8富×燕(啄h+2.32堅-3)]陪=救409.67胞+板212.89在5族h憤滔帳野熄濕淡威頂哄鬧妙秒潔墨輩緩解行得刪h=14.防64福m已吧取等h=15.0廈m化丟樁底標高蜂為狗58.62松昨取給h=15.0臣m趨樁的軸向承載弦力滿足要求。帶3.2糕．單樁所受外懂荷載的分配擋想計算墩柱頂外民荷載服、晨（按單跨計算截）匆滾3僅.丟3蓋．樁身內(nèi)力及她變位計算奪欣載局部沖刷線處唱計算槳裕汽車按一跨布指載考慮，按承本載能力極限狀賓態(tài)下作用基本秘組合的效應(yīng)組身合計算，除汽述車荷載效應(yīng)外海還需考慮人群頑荷載、汽車制胡動力、風(fēng)荷載陰的可變效應(yīng)。恨=1192.案01KN*M蹄蒜豪樁的各參數(shù)確爐定及藍均地基土比例系懇數(shù)春爛卻計算寬度四m雞叔單位力作用在揭局部沖刷線處皺，樁柱在該處際產(chǎn)生的變位計題算祥據(jù)分析，摩擦拔樁且仇＞詞2.溫5奶或支承樁且披時，單幾乎為零，且享此時潮對列舒的影響極小，枝可以認為恢=1毯作用時，水平豐位移盜反遼惕婦=抓見嚴出床=1.優(yōu)23濫m死偏醬激箱膚轉(zhuǎn)角勺捏送策盆=喜傅蠟惰楚=2.炮77爛rad宗=1愛作用時，水平勉位移絨m妨涌矮半轉(zhuǎn)角蒜蓬宰春捉=歲表愚象永=1.購00后rad蝕爛局部沖刷線處監(jiān)樁柱變位計算水平位移脂廣壤=書暗將=檔6.22粒m轉(zhuǎn)角厚醫(yī)=總懇=雨m可班學(xué)局部沖刷線以豆下深處度藍Z劈處樁身各截面礎(chǔ)內(nèi)力計算彎矩賄膛=3652而.08詢-3554.血27屢+1192.籠03祥+371.2回5剪力龍塵=1230星.75炊+1197.狼79壤+401.7友1危+125.1袍1采用試算法匹z暴0.593糕0.2括1261.8圖4確103.61慈0.89壤0.3乘1289.2撒6床80.09竊1.17舉0.4腎1308.7平9陶50.86中1.48拾0.5慎1319.1哭2面-16.99調(diào)1.78沈0.6鍋1319.2普6場17.91剪2.97淋1.0意1246.2澡9牽-144.3壇2裙4.45界1.5騙953.34勤-682.0收2爭5.64感1.9潑800.57糕-86.21友5.93酬2.0繡795.85毀16.32訴7.12湖2.4頂1010.8闊3料390.45逃8.31搏2.8僚1801.9妻1貢963.37帖10.39袖3.5繞5108.3豈4攏2223.1兇11.87先4.0尸8649.6閘2639.0丹3由圖示可知:陜3.4侄爽柱底最大壓應(yīng)悲力驗算疫惰便樁端最大和最餅小壓應(yīng)力應(yīng)滿底足下式要求：抓式之中隱GK=15則則膝闖=18.2暮2KN則因故則顯然：塑3.5蔽.壟粥樁柱頂水平位擋移驗算粗樂樁柱頂水平位視移又爺景3.6狼犯配筋盞黎洞計算受壓區(qū)高涼度系數(shù)蹤以下采用試算乳法列表計算。策/N輔N幻0.25報0.4473竹0.3413蒙-1.234牌8莫1.6012講1.154蜘0.3103黑-1.348奏6秤1.5361慧1.036獅0.22啟0.3723蔽0.2945杯-1.407建4服1.5004固0.985刑披由上表可見，輪當(dāng)她=0.2肚2彩時，計算縱向爽力碗與設(shè)計值艦相近。這時得價到：。由于，則：的溪認逼姥現(xiàn)選擊用臂24寇2服2櫻，靠，梅188mm漲,足滿足規(guī)定的凈駱距不應(yīng)小于奇曉最由上可知飲。狼1許)驕在垂直于彎矩附作用平面內(nèi)搖，長細比漸混凝土截面積冊為絨，實際縱向鋼密筋面積傭=們9132說,銀則在垂直于彎東矩作用平面的扛承載力為助2吃)嶺在彎矩作用平異面內(nèi)產(chǎn)以下采用試從算法列表。榜0.50低1.1735鋼0.6271啄-0.000洞0筍1.9018說613.19販0.40蠻0.8667之0.5414狀-0.474答9厲1.8801柴766.72喜0.30喚0.5798舟0.4155益-0.967道5刪1.7313喬1163.8下0.35棒0.7201絨0.4828麥-0.716為5欠1.8225無917.73百0.45癢1.018