橋梁樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

橋梁根底工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目:某公路橋梁樁根底設(shè)計(jì)1.課程設(shè)計(jì)教學(xué)條件要求本設(shè)計(jì)對(duì)象為某公路橋梁，該橋梁的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成橋墩根底與地基的設(shè)計(jì)與檢算。要求同學(xué)選擇〔或由任課教師分配〕一個(gè)根底，按給定的條件完成相關(guān)的設(shè)計(jì)和計(jì)算工作。2.課程設(shè)計(jì)任務(wù)2.1工程概況某公路橋梁設(shè)計(jì)采用樁〔柱〕式橋墩，初步擬定尺寸如圖1所示。該橋梁上部結(jié)構(gòu)為25米鋼筋混凝土裝配式T梁橋。橋面寬7米，兩邊各0.5米人行道。該橋墩根底由兩根鉆孔樁組成，旋轉(zhuǎn)鉆成孔。樁的設(shè)計(jì)直徑d〔即鉆頭直徑，精確至0.1m〕自選，樁底沉渣厚度控制為t=(0.2~0.4)d。在局部沖刷線處設(shè)置橫系梁，其斷面尺寸可按構(gòu)造等要求確定，高度約1.0m。2.2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)地質(zhì)資料：標(biāo)高20.00以上樁側(cè)土為軟塑亞粘土，各物理性質(zhì)指標(biāo)為：容重=18.5kN/m3,土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=21%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%；標(biāo)高20.00以下樁側(cè)及樁底均為硬塑性亞粘土，其物理性質(zhì)指標(biāo)為：容重=19.5kN/m3，土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=17.8%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%。2.3設(shè)計(jì)荷載〔1〕一跨上部結(jié)構(gòu)自重G1=2000×(L/20)1.2kN〔取整〕，其中L為跨徑；〔2〕蓋梁自重G2=350kN；〔3〕局部沖刷線以上樁重應(yīng)分別考慮最低水位及常水位；汽車荷載應(yīng)考慮最不利荷載組合〔雙孔和單孔布載〕；人群荷載尚應(yīng)考慮最不利情況；荷載布載長(zhǎng)度為梁長(zhǎng)〔L-0.1〕m?！?〕設(shè)計(jì)汽車荷載為公路—Ⅱ級(jí)，汽車可能產(chǎn)生的橫向偏心距為0.55m，單孔活載時(shí)縱向偏心距為b=0.30m，并應(yīng)考慮沖擊力。行人荷載為3.5kPa?！?〕水平荷載單樁所受水平力如圖4所示。其中：HT〔制動(dòng)力〕=4.5kN；W1(風(fēng)力)=5kN；W2(風(fēng)力)=8kN圖22.4材料樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)擬采用C25，混凝土彈性模量Eh=2.85×104MPa，可選擇的鋼筋有HPB235和HRB335。2.5具體任務(wù)要求如下：〔1〕確定樁的長(zhǎng)度，進(jìn)行單樁承載力驗(yàn)算。具體計(jì)算時(shí)按如下不同標(biāo)準(zhǔn)跨徑分組進(jìn)行，同組人員的設(shè)計(jì)樁徑、樁長(zhǎng)不得全部相同?？鐝?m)132025303540編組1~89~1617~2425~3233~4041~50〔2〕樁身強(qiáng)度計(jì)算；求出樁身彎矩圖，確定樁身最大彎矩值及其相應(yīng)截面和相應(yīng)軸力，配置鋼筋，驗(yàn)算截面強(qiáng)度；〔3〕計(jì)算主筋長(zhǎng)度，螺旋鋼筋長(zhǎng)度，鋼筋總用量；〔4〕初步?jīng)Q定修筑根底的施工方案〔5〕繪出樁的鋼筋布置圖。將以上全部成果整理成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書和設(shè)計(jì)施工圖。3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告書主要內(nèi)容課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書通常應(yīng)包含下述內(nèi)容：〔1〕工程概況和設(shè)計(jì)任務(wù)。包括：工程名稱，場(chǎng)地位置，上部結(jié)構(gòu)的類型、尺寸，本人承當(dāng)?shù)恼n程設(shè)計(jì)任務(wù)；〔2〕地質(zhì)勘察資料；〔3〕設(shè)計(jì)荷載；〔4〕方案設(shè)計(jì)。包括：根底選型，尺寸擬定，地基持力層的選取。需要說明自己的思路和考慮的因素并列出必要的說明；〔5〕技術(shù)設(shè)計(jì)的過程。包括：計(jì)算工程，計(jì)算過程和計(jì)算結(jié)果，方案調(diào)整的理由和結(jié)果。需要說明參數(shù)選取的理由、考慮的因素并列出必要的說明；〔6〕由設(shè)計(jì)結(jié)果形成的施工圖，該圖用CAD制作完成；〔7〕施工方案〔初步〕。包括：根底施工方式，主要施工機(jī)具。4.課程設(shè)計(jì)要求〔1〕學(xué)生按時(shí)到課程設(shè)計(jì)指定地點(diǎn)簽到，遵守課程設(shè)計(jì)紀(jì)律?！?〕學(xué)生獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。指導(dǎo)教師分時(shí)段驗(yàn)收學(xué)生完成的階段任務(wù)?！?〕學(xué)生按時(shí)提交課程設(shè)計(jì)成果和打印的課程設(shè)計(jì)報(bào)告書。5．課程設(shè)計(jì)參考資料［1］凌志平.易經(jīng)武,《根底工程》〔第二版〕.人民交通出版社，1997.10［2］周景星等,《根底工程》.清華大學(xué)出版社，1996［3］《公路橋涵設(shè)計(jì)通用標(biāo)準(zhǔn)》〔JTGD60-2004〕,人民交通出版社,2004［4］《公路橋涵地基與根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔JTJ024-85〕,人民交通出版社,1985撰寫者：王曉琴指導(dǎo)教師：王曉琴課程設(shè)計(jì)評(píng)分表評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：學(xué)生是否嚴(yán)格遵守課程設(shè)計(jì)紀(jì)律，按照規(guī)定時(shí)間完成設(shè)計(jì)任務(wù)(占30%)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書質(zhì)量：(占40%)(1)是否采用了良好的設(shè)計(jì)方法，獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)。(2)課程設(shè)計(jì)各分段的任務(wù)是否按時(shí)完成及完成的質(zhì)量。(3)是否完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)書指定的全部要求。課程設(shè)計(jì)報(bào)告書的撰寫標(biāo)準(zhǔn)(占30%)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書的撰寫標(biāo)準(zhǔn)要求與畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕的要求相同。教師評(píng)分：1.學(xué)生出勤得分：_________2.內(nèi)容質(zhì)量得分：_________3.撰寫標(biāo)準(zhǔn)得分：_________最終評(píng)定成績(jī)〔以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定〕：_________教師評(píng)語：簽字：日期：年月日根底工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告書一設(shè)計(jì)資料1地質(zhì)資料20.00以下樁側(cè)及樁底均為硬塑性亞粘土，其物理性質(zhì)指標(biāo)為：容重=19.5kN/m3，土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=17.8%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%。常水位標(biāo)高為44.50m，一般沖刷線標(biāo)高為39.50m，最大沖刷線標(biāo)高為35.50m2樁、墩尺寸與材料該橋墩根底由兩根鉆孔樁組成，旋轉(zhuǎn)鉆成孔。樁的設(shè)計(jì)直徑d=1.2m，樁底沉渣厚度控制為t=0.3d。在局部沖刷線處設(shè)置橫系梁，其斷面尺寸可按構(gòu)造等要求確定，高度約1.0m。樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)擬采用C25，混凝土彈性模量Eh=2.85×104MPa，可選擇的鋼筋有HPB235和HRB335。3荷載情況橋墩為單排雙柱式，橋面寬7米，兩邊各0.5米人行道，上部為35-0.1=34.9m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁一跨上部結(jié)構(gòu)自重G1=2000×(L/20)1.2=3914kN，自重反力，其中L=35m?！?〕蓋梁自重反力；系梁自重反力〔3〕一根墩柱自重反力N4低水位：常水位：(4)樁每延米重N5〔考慮浮力〕kN/m 擬定樁根底采用旋轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁根底,為摩擦樁?！?〕設(shè)計(jì)汽車荷載為公路—Ⅱ級(jí)，汽車可能產(chǎn)生的橫向偏心距為0.55m，單孔活載時(shí)縱向偏心距為b=0.30m，并應(yīng)考慮沖擊力。行人荷載為3.5kPa。4活載反力計(jì)算1、活載縱向布置時(shí)支座最大反力、公路二級(jí)：qk=7.875kN/m,Pk=(29.9×4+180)×0.75=224.7kNⅠ、單孔布荷載R1q=224.7+7.875×30×0.5=342.83kNⅢ、雙孔布載R2q=342.83×2=685.66kN、人群荷載qr=3.5×0.5=1.75kN/m2Ⅰ、單孔布荷載R1r=1.75×29.9×0.5=26.16kNⅢ、雙孔布載R2r=26.16×2=52.32kN2、柱反力橫向分布系數(shù)Ф的計(jì)算柱反力橫向分布影響線見圖5。、公路二級(jí)雙孔布載Ф汽車道：μ=0.3車輛：μ=0.3Ф汽=〔2〕、人群荷載Ф人Ф人=1.33兩跨汽車荷載反力N5=557.10×2=1114.20kN〔已計(jì)入沖擊系數(shù)的影響〕；一跨汽車荷載反力N6=〔1+μ〕Ф汽R1q=〔1+0.3〕×1.25×342.83=557.10kN〔已計(jì)入沖擊系數(shù)的影響〕；車輛荷載反力已按偏心壓力原理考慮橫向分布的分配影響。兩跨人群荷載反力N7=34.79×2=69.58kN；一跨人群荷載反力N8=Ф人R1r=1.33×26.16=34.79kN?！?〕單樁所受水平力如下圖。其中：HT〔制動(dòng)力〕=2.5kN；W1(風(fēng)力)=3.7kN；W2(水壓力)=5.8kN圖2計(jì)算[P]時(shí)取以下數(shù)據(jù)：樁的設(shè)計(jì)樁徑為1.2m，成孔直徑為1.3m樁周長(zhǎng),，，，，，。；樁底為硬塑性亞粘土查表得解得：h=22.03m取整h=22.5m樁底標(biāo)高為13m在20m以下滿足低級(jí)二層土要求即樁的軸向承載力滿足。2、樁的內(nèi)力計(jì)算〔1〕確定樁的計(jì)算寬度〔2〕計(jì)算樁—土變形系數(shù)其中m=15000樁的換算深度所以按彈性樁計(jì)算〔3〕計(jì)算墩柱頂外力、、及最大沖刷線處樁身彎矩，水平力，及軸向力墩帽頂?shù)耐饬Α舶匆豢缁钶d計(jì)算〕換算到最大沖刷線處〔4〕樁身最大彎矩位置及最大彎矩計(jì)算由得：由查表得故由及查表得〔5〕樁的最大沖刷線以下各截面的橫向土抗力計(jì)算無量綱系數(shù)查表得z0.230.14.00.09960.999744.23514.15518.380.470.24.00.196960.998068.41513.34521.750.930.44.00.377390.9861716.11513.34529.451.630.74.00.592280.9381725.29511.15536.442.331.04.00.723050.8508930.87437.19468.063.491.54.00.754660.6408132.22329.18361.404.652.04.00.614130.4065828.24209.12237.365.582.44.00.443340.2426218.93124.81143.746.983.04.00.193050.075958.2439.0647.309.34.04.00.000050.000090.010.050.06z00000000.470.22.117791.290881.6212.9114.530.930.41.802731.000642.7620.0122.771.630.71.360240.638853.6422.3525.992.791.20.745880.219083.1110.9814.094.652.00.14696-0.07571.12-7.57-6.456.