墩臺(tái)與基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、學(xué) 號(hào) 墩臺(tái)與基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 樁柱式橋墩鉆孔灌注摩擦樁及端承樁設(shè)計(jì)（公路-II級(jí)，凈7+2×1.0m，跨徑L=16m） 起止日期： 2013 年 12 月 30 日 至 2014 年 1 月 8 日學(xué)生姓名班級(jí)成績(jī)指導(dǎo)教師 土木工程學(xué)院2014年 1 月 6 日目錄第一部分 摩擦樁設(shè)計(jì)2一、設(shè)計(jì)資料2二、荷載計(jì)算2三、樁長(zhǎng)計(jì)算6四、樁的內(nèi)力計(jì)算6五、樁頂水平位移計(jì)算9六、樁身配筋計(jì)算10第二部分 端承樁設(shè)計(jì)13一、設(shè)計(jì)資料13二、荷載計(jì)算13三、單樁承載力的計(jì)算17四、樁身內(nèi)力計(jì)算18五、嵌固深度計(jì)算20六、樁頂水平位移計(jì)算20七、樁身配筋計(jì)算21參考文獻(xiàn)24第一部分 摩擦

2、樁設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料1. 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及上部構(gòu)造設(shè)計(jì)荷載：公路 級(jí)；橋面凈寬：凈7+2×1.0m；標(biāo)準(zhǔn)跨徑: Lk=16m，梁長(zhǎng) 15.96m，計(jì)算跨徑 15.5m；上部構(gòu)造：裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支 T 梁橋設(shè)計(jì)。2水文地質(zhì)條件各土層地質(zhì)情況及有關(guān)鉆孔灌注樁樁基設(shè)計(jì)參數(shù)見附表一。3材料鋼筋：蓋梁主筋用 HRB335 鋼筋，其他均用 R235 鋼筋；混凝土蓋梁、墩柱用 C30，系梁及鉆孔灌注樁用 C25。4橋墩尺寸二、荷載計(jì)算1.一孔主梁恒載主梁集度（KN/m）梁長(zhǎng)（m）自重（KN）1（4）21.0615.96326.432（3）22.0215.96341.31合計(jì)667.742. 其他恒載

3、計(jì)算蓋梁自重：墩身自重：系梁自重：3.單根樁頂承受的恒載(二)活載計(jì)算1.順橋向活載計(jì)算 單孔單列汽車 單孔雙列車 雙孔單列汽車雙孔雙列車單孔單側(cè)人群 雙側(cè)人群雙孔單側(cè)雙孔雙側(cè) 雙孔荷載對(duì)墩柱產(chǎn)生最大豎向力，單孔荷載產(chǎn)生墩柱最大彎矩2. 雙柱反力橫向分布計(jì)算 汽車荷載如圖所示汽車單列非對(duì)稱布載 汽車雙列非對(duì)稱 人群?jiǎn)蝹?cè)非對(duì)稱布載 人群雙側(cè)對(duì)稱布載 3活載計(jì)算汽車及人群雙孔布載產(chǎn)生最大支反力，即產(chǎn)生最大墩柱垂直力編號(hào)荷載情況最大垂直反力（KN）最小垂直反力（KN）1橫向分布橫向分布2汽車荷載單列車0.957356.850.04316.033雙列車0.620462.380.38283.394人群荷

4、載單側(cè)行人1.3765.35-0.37-17.6495雙側(cè)行人0.547.70.547.7汽車及人群?jiǎn)慰撞驾d產(chǎn)生的最大偏心矩，即產(chǎn)生的最大墩柱底彎矩布載情況水平力H豎向力B垂直力1號(hào)墩柱底彎矩1號(hào)墩柱底彎矩單孔單列228.030.9570.043281.5112.6570.383.16單孔雙列456.060.6200.38364.76223.5691.1955.89單孔單側(cè)人群23.851.37-0.3732.68-8.8258.169-2.206單孔雙側(cè)人群47.70.50.523.8523.855.9635.963制動(dòng)力45 力臂267.75267.75蓋梁風(fēng)力1.1255.855.85墩

5、柱風(fēng)力1.052.3362.336以上力的單位均為 kN，彎矩的單位為 kN·m, 制動(dòng)力、蓋梁風(fēng)力、墩柱風(fēng)力分別乘各自相應(yīng)的力臂，人群產(chǎn)生的反力不計(jì)沖擊系數(shù)。其中沖擊系數(shù)，表中 0.25 為支座中心到墩柱中心的距離，從橋梁工程設(shè)計(jì)資料中查得。三、樁長(zhǎng)計(jì)算由于河床為多層土質(zhì)，需要通過試算確定樁長(zhǎng)。四、樁的內(nèi)力計(jì)算1. 樁的計(jì)算寬度2. 樁的變形系數(shù)當(dāng)基礎(chǔ)側(cè)面地面或局部沖刷線以下深度內(nèi)有三層土?xí)r，將三層土的比例系數(shù)換算成一個(gè)m值按彈性計(jì)算3作用在局部沖刷線處的H0，M0計(jì)算4. 單位“力”作用在局部沖刷線處的，樁柱在該處產(chǎn)生的變位計(jì)算 取ah=45. 局部沖刷線處變位計(jì)算：6. 局部沖

6、刷線以下深度各截面內(nèi)力計(jì)算： Z0.20.56 -0.00133-0.000130.999990.2585.360.41.23-0.01067-0.002130.999740.39998600.970.61.69 -0.036-0.01080.998060.59974605.520.82.25 -0.08532-0.034120.991810.79854595.461.02.82 -0.16652-0.083290.975010.99445570.941.43.94 -0.45515-0.319330.865731.35821485.861.85.07 -0.95564-0.867150.52

7、9971.61162373.202.26.20 -1.69334-1.90567-0.270871.57538259.522.67.32 -2.62126-3.59987-1.877340.91679166.473.08.45-3.54058-5.99979-4.68788-0.89126106.613.59.86 -3.91921-9.54367-10.3404-5.8540281.054.011.27 -1.61428-11.73068-17.9186-15.075591.78樁身彎矩圖從表中知7. 對(duì)最大彎矩修正 修正后的最大彎矩五、樁頂水平位移計(jì)算水平位移容許值為，符合要求。六、樁身配

8、筋計(jì)算 1Mmax對(duì)應(yīng)的軸向力組合設(shè)計(jì)值為2. 按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算、主筋采用HRB335級(jí)鋼筋。配筋率ABCDNu0.200.32440.2628-1.52961.4216-0.001662137254.0430.210.34810.2787-1.46761.4623-0.001722265030.0140.24 0.42190.3259-1.29111.5697-0.001862654493.5860.29 0.55260.4011-1.01941.7086-0.001963320056.6690.40 8.86670.5414-0.47491.8801-0.001464873007

9、.3880.50 1.17350.627101.90810.0002796468918.750.70 1.81020.65231.12941.44020.020513155277.940.90 2.42150.48282.01810.8704-0.1009-14589008.241.00 2.69430.34132.30820.6692-0458當(dāng)=0.21時(shí)，Nu大于設(shè)計(jì)值Nd時(shí)的即為裝的縱向配筋率故取主筋選用16根公稱直徑為 25 的 HRB335 鋼筋實(shí)際配筋率箍筋采用螺旋箍筋 R235 級(jí)，直徑 8mm,螺旋筋的間距S=200mmABCD0.210.3481

10、0.2787-1.46761.46231.94680.30.57980.4155-0.96751.73130.74650.51.17350.627101.90180.506970.591.45890.66350.44851.80520.40410.61.49080.66510.50211.78560.39820.651.65080.66510.8081.63430.34560.671.71470.66150.9431.55340.321870.701.81020.65231.12941.44020.2942當(dāng)時(shí)，與設(shè)計(jì)值接近，取該計(jì)算第二部分 端承樁設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料1. 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及上部構(gòu)造設(shè)

11、計(jì)荷載：公路 級(jí)；橋面凈寬：凈7+2×1.0m；標(biāo)準(zhǔn)跨徑: Lk=16m，梁長(zhǎng) 15.96m，計(jì)算跨徑 15.5m；上部構(gòu)造：裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支 T 梁橋設(shè)計(jì)。2水文地質(zhì)條件各土層地質(zhì)情況及有關(guān)鉆孔灌注樁樁基設(shè)計(jì)參數(shù)見附表一。3材料鋼筋：蓋梁主筋用 HRB335 鋼筋，其他均用 R235 鋼筋；混凝土蓋梁、墩柱用 C30，系梁及鉆孔灌注樁用 C25。4橋墩尺寸二、荷載計(jì)算1.一孔主梁恒載主梁集度（KN/m）梁長(zhǎng)（m）自重（KN）1（4）21.0615.96326.432（3）22.0215.96341.31合計(jì)667.743. 其他恒載計(jì)算蓋梁自重：墩身自重：系梁自重：4.單根樁頂

12、承受的恒載(二)活載計(jì)算1.順橋向活載計(jì)算 單孔單列汽車 單孔雙列車 雙孔單列汽車雙孔雙列車單孔單側(cè)人群 雙側(cè)人群雙孔單側(cè)雙孔雙側(cè) 雙孔荷載對(duì)墩柱產(chǎn)生最大豎向力，單孔荷載產(chǎn)生墩柱最大彎矩3. 雙柱反力橫向分布計(jì)算 汽車荷載如圖所示汽車單列非對(duì)稱布載 汽車雙列非對(duì)稱 人群?jiǎn)蝹?cè)非對(duì)稱布載 人群雙側(cè)對(duì)稱布載 4.活載計(jì)算 汽車及人群雙孔布載產(chǎn)生最大支反力，即產(chǎn)生最大墩柱垂直力編號(hào)荷載情況最大垂直反力（KN）最小垂直反力（KN）1橫向分布橫向分布2汽車荷載單列車0.957356.850.04316.033雙列車0.620462.380.38283.394人群荷載單側(cè)行人1.3765.35-0.37-1

13、7.6495雙側(cè)行人0.547.70.547.7 車及人群?jiǎn)慰撞驾d產(chǎn)生的最大偏心矩，即產(chǎn)生的最大墩柱底彎矩。布載情況水平力H豎向力B垂直力1號(hào)墩柱底彎矩1號(hào)墩柱底彎矩單孔單列228.030.9570.043281.5112.6570.383.16單孔雙列456.060.6200.38364.76223.5691.1955.89單孔單側(cè)人群23.851.37-0.3732.68-8.8258.169-2.206單孔雙側(cè)人群47.70.50.523.8523.855.9635.963制動(dòng)力45 力臂267.75267.75蓋梁風(fēng)力1.1255.855.85墩柱風(fēng)力1.052.3362.336以上力

14、的單位均為 kN，彎矩的單位為 kN·m, 制動(dòng)力、蓋梁風(fēng)力、墩柱風(fēng)力分別乘各自相應(yīng)的力臂，人群產(chǎn)生的反力不計(jì)沖擊系數(shù)。其中沖擊系數(shù)，表中 0.25 為支座中心到墩柱中心的距離，從橋梁工程設(shè)計(jì)資料中查得。三、單樁承載力的計(jì)算鉆孔灌注樁直徑為1.40m，用C25混凝土，HRB335級(jí)鋼筋，灌注樁按m法計(jì)算。樁身混凝土受壓彈性模量。樁長(zhǎng)計(jì)算由于端承樁必須打在持力層上，初步確定該土層為持力層，所以擬定樁長(zhǎng)為14.9m，則：四、樁身內(nèi)力計(jì)算1. 樁的計(jì)算寬度2.當(dāng)?shù)鼗鶄?cè)面或局部沖刷線以下深度內(nèi)有四層土，物性很相近，按規(guī)范選取2. 樁的變形系數(shù) 2.5，可按彈性樁計(jì)算。3. 作用在局部沖刷線出

15、的,計(jì)算為局部沖刷線的基本組合值：4. 單位“力”作用在局部沖刷線處的，樁柱在該處產(chǎn)生的變位計(jì)算4，取。 5. 局部沖刷線處變位計(jì)算 6. 局部沖刷線以下深度各截面內(nèi)力計(jì)算Z0.20.40 -0.00133-0.000130.999990.2604.22750.40.80 -0.01067-0.002130.999740.39998614.1310.61.60 -0.036-0.01080.998060.59974612.1450.82.01 -0.08532-0.034120.991810.79854596.31771.02.41 -0.16652-0.083290.975010.99445

16、566.84861.43.21 -0.45515-0.319330.865731.35821474.14631.83.61 -0.95564-0.867150.529971.61162355.66482.24.02 -1.69334-1.90567-0.270871.57538235.73382.64.82 -2.62126-3.59987-1.877340.91679133.53543.06.02 -3.54058-5.99979-4.68788-0.8912659.90073.57.23 -3.91921-9.54367-10.3404-5.8540211.74934.08.03 -1.6

17、1428-11.73068-17.9186-15.07555.367398樁身彎矩圖從表中知7. 對(duì)最大彎矩修正由于在局部沖刷線以下深度內(nèi)有四層土，物性很相近，視為一層土。修正系數(shù)為最大修正系數(shù)計(jì)算式如下：五、嵌固深度計(jì)算 取得彎矩計(jì)算0.5按構(gòu)造要求樁底深入巖石層厚度0.5m。六、樁頂水平位移計(jì)算式中：，水平位移允許值，符合要求。七、樁身配筋計(jì)算 對(duì)應(yīng)的軸向力組合設(shè)計(jì)值：2. 按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算截面設(shè)計(jì)： 偏心距： 偏心增大系數(shù)：主筋采用HRB335級(jí)鋼筋。配筋率ABCDNu0.200.32440.2628-1.52961.4216-0.0020822655120.210.34810

18、.2787-1.46761.4623-0.0021623973130.24 0.42190.3259-1.29111.5697-0.0023727976480.29 0.55260.4011-1.01941.7086-0.002634775310.40 8.86670.5414-0.47491.88010.083754445067450.50 1.17350.627101.9081-0.0011166126730.70 1.81020.65231.12941.44020.014225124046510.90 2.42150.48282.01810.8704-0.12571-2.1E+071.00 2.69430.34132.30820.6692-0.07354-8106535當(dāng)=0.