橋梁墩臺基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

1、橋梁墩臺與基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，使其具備初步的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力；掌、課程設(shè)計(jì)目的該課程設(shè)計(jì)是為了更好的掌握橋梁墩臺與基礎(chǔ)的一般設(shè)計(jì)方法握如何綜合考慮上部結(jié)構(gòu)、水文、地質(zhì)條件來進(jìn)行一般墩臺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)能力；提高綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識獨(dú)立分析和解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生在綜合性和實(shí)踐性方面能力，以期能獨(dú)立地、系統(tǒng)地完成一個(gè)工程設(shè)計(jì)的全過程。、課程設(shè)計(jì)題目某簡支梁樁柱式墩、臺設(shè)計(jì)三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求(一)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)公路I級，人群荷載 一3.5KN/m2。公路n級，人群荷載 一3.0KN/m2。2、橋面凈空5 梁式：凈 7+2X 1.0m。6 梁式：凈 9+2 X 1.0m。3、上部構(gòu)造編

2、號跨徑(m)主梁間距(cm)計(jì)算跨徑(m)梁長(m)支座尺寸(cm)肋寬(cm)每片主梁自重(kN/m)5梁式(6梁式)1、5號(1、6 號)2、4號(2、5 號)3號(3、4 號)11316012.612.9616*25*2.81815.65513.62513.62521616015.515.9618*25*2.81817.7718.0917.9032016019.519.9618*25*2.81819.37719.42518.45142516024.324.9620*35*4.23623.97520.122.6153016029.1629.9620*35*4.24027.02223.239

3、27.732表1該橋上部構(gòu)造尺寸及永久荷載見下表1和2 :表2編號跨徑(m)上部一孔恒載(kN)每一個(gè)支座恒載反力(kN)5梁式(6梁式)5梁式6梁式1、5號(1、6 號)2、4號(2、5 號)3號(3、4 號)113935.521110.80101. 4488. 2988. 292161430.341716.02141. 80144. 36142. 843201917.262285.54193. 38193. 86184. 144252764.573328.92299. 21250. 85282. 175303842.494673.34404. 79348. 12415. 43注：沖擊系數(shù)為

4、1+卩=1.3土層天然容重（kN /m3）樁側(cè)摩阻力（kPa）液性指數(shù)孔隙比中砂20.560粘性土19.5650.40.8表3中砂厚度如下:4、水文地質(zhì)資料（a）（1 ）地質(zhì)資料中砂厚度（m）(1)(2)(3)(4)(5)(6)3.04.04.55.05.56.0表4（2 ）水文資料墩帽蓋梁頂標(biāo)高：246m，常水位：242.5m，河床標(biāo)高：240.5m，一般沖刷線：238.5m，局部沖刷線:235.2m。水文地質(zhì)資料（b）（1 ）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w

5、p=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/m 3, 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）水文資料墩帽蓋梁頂標(biāo)高：127m，常水位：125m，河床標(biāo)高：122.00m，般沖刷線：120.00m，局部沖刷線： 118.00m。5、主要材料（1）蓋梁和墩身均采用 C30混凝土；（2）承臺與樁基采用 C25混凝土；（3）主筋采用HRB335級鋼筋；箍筋采用R235級鋼筋。（二）課程設(shè)計(jì)成果要求（1）設(shè)計(jì)成果完整，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，圖表規(guī)范。3號圖紙（A3 ）（2）墩臺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)造

6、圖，圖紙一律用鉛筆繪制，幅面采用（3）計(jì)算書一律采用 A4紙用碳素筆書寫。四、課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排1、蓋梁及樁柱尺寸擬定；2、蓋梁內(nèi)力計(jì)算；3、墩柱內(nèi)力計(jì)算；4、樁的內(nèi)力計(jì)算；（用時(shí)0.5天）（用時(shí)1.5天）（用時(shí)1天）（用時(shí)1天）A3紙畫）；（用時(shí)0.5天）（用時(shí)0.5天）5、繪制墩柱與樁的構(gòu)造圖（用6、 答辯及資料整理。五、參考文獻(xiàn)1、公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范；2、墩臺設(shè)計(jì)手冊；3、橋梁墩臺與基礎(chǔ)工程；4、橋梁工程。橋梁墩臺與基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第一部分蓋梁及樁柱尺寸擬定蓋梁是柱式橋墩的墩帽，一般用20-30號的鋼筋混凝土就地澆筑，也有用預(yù)制安裝或預(yù)應(yīng)力混凝土的。蓋梁的橫截面形狀一般為矩形

7、或者T形。蓋梁寬度 B根據(jù)上部構(gòu)造形式、支座間距和尺寸確定。蓋梁高度H 般為梁寬的0.8-1.2倍。蓋梁的長度應(yīng)大于上部構(gòu)造兩邊梁間的距離，并應(yīng)滿足上部構(gòu)造安裝時(shí)的要求。設(shè)置橡膠支座的的橋墩應(yīng)預(yù)留更換支座所需的位置，即支座墊石的高度以端橫隔板底與墩頂面之間的距離以能安置千斤頂來確定，蓋梁懸臂高度h不小于30cm.各截面尺寸與配筋需通過計(jì)算確定。墩柱一般用直徑0.6-1.5m的圓柱或方形、六角形柱。墩柱配筋由計(jì)算確定。公路鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范采用。有關(guān)構(gòu)造的具體要求參照為使墩柱與蓋梁或承臺有較好的整體性，樁柱頂一般應(yīng)嵌入蓋梁或承臺 于1.5倍樁距時(shí)，通常就在樁柱之間布置橫系梁

8、。橫系梁的高度可取為樁徑的15-20cm。當(dāng)墩身樁的高度大0.8-1.0倍，寬度可為樁徑的0.6-1.0倍。橫系梁一般不直接承受外力，可不作內(nèi)力計(jì)算，按橫截面的 墩柱的間距應(yīng)保證蓋梁的正負(fù)彎矩絕對值相等為最經(jīng)濟(jì)。第二部分蓋梁內(nèi)力計(jì)算與配筋(一)蓋梁的內(nèi)力計(jì)算0.10%配置構(gòu)造鋼筋即可。當(dāng)蓋梁與墩柱的線剛度(EI/L )之比大于5時(shí)，可將蓋梁簡化成簡支梁或連續(xù)梁計(jì)算。1、恒載內(nèi)力計(jì)算(1)上部構(gòu)造恒載每個(gè)支座反力已給出為 kN，詳見基本資料。(2)蓋梁自重引起的內(nèi)力按簡支梁或連續(xù)梁計(jì)算。截面編號自重（kN）彎矩（kN -m）剪 力（kN ）Q左Q右1-12-2蓋梁自重及產(chǎn)生的彎矩、剪力計(jì)算表2、

9、活載內(nèi)力計(jì)算（找橫橋向最不利位置用車輛荷載，順橋向用車道荷載）（1）活載橫向分布系數(shù)計(jì)算對稱布置用杠桿法，非對稱布置用偏心壓力法。橫橋向： 順橋向： 人群荷載：對稱單列雙孔布載雙孔布載對稱雙列單孔布載單孔布載c非對稱單列d非對稱雙列K1單列汽車對稱布置：K50,K2K4竺 0.2813;160K370701600.4375 .p/2L90p/2一 901汽車一20級1JJ“T'160160Z1 16011601#11111111112#3#4#丄1_1J-1 11111-1 =15#多列汽車同理 橫橋向非對稱布置車列（舉例）ISO2602SJ2eoi=1/n+eai2 (Ea2)260

10、已知 n=5 , e=2.65, a2=2 x( 2.62+5.22) 67.61=1/5+2.65 X 5.2/67.6=0.4042=1/5+2.65 X 2.6/67.6=0.302n 3=0.2n 4=1/5-2.65 X 2.6/67.6=0.098 n 5=1/5-2.65 X 5.2/67.6=-0.004(車道荷載)(2 )按順橋向活載移動情況，求得支座活載反力的最大值。分別按照雙孔雙列、三列加載，單孔雙列、三列加載求得最大支座反力(3) 活載橫向分布后各梁支點(diǎn)反力的計(jì)算公式為：Ri=Bx n i進(jìn)而得到蓋梁的最大進(jìn)而得到墩柱底截面按照雙孔雙列、三列對稱布置，雙孔雙列、三列非對

11、稱布置求得各梁支座反力, 彎矩、墩柱底截面的最大軸向力。按照單孔雙列、三列對稱加載，單孔雙列、三列非對稱加載求得各梁支座反力,的最大彎矩、蓋梁的最大扭矩?；钶d橫向分配后各梁支點(diǎn)反力(5梁式)為例梁號12345對稱單列分布系數(shù) 支座反力對稱雙列分布系數(shù) 支座反力非對稱單列分布系數(shù) 支座反力非對稱雙列分布系數(shù) 支座反力人群雙孔布載分布系數(shù) 支座反力單孔布載分布系數(shù) 支座反力3、各梁恒載與活載反力組合荷載情況1號梁R1 ( kN)2號梁R2 (kN)3號梁R3 (kN)4號梁R4 (kN)5號梁R5 (kN)上部恒載汽-(雙孔雙列對稱)*(1+ g)汽-(單孔雙列非對稱)* (1+g)4、雙柱反力計(jì)

12、算各梁的恒載、活載支反力求出后，按照簡支梁或連續(xù)梁求得各種組合下的墩柱的支反力。5、恒載、活載作用下蓋梁各截面的內(nèi)力計(jì)算按照簡支梁或連續(xù)梁求得蓋梁最大彎矩、及對應(yīng)的剪力:最大彎矩值，支點(diǎn)負(fù)彎矩取用非對稱布置時(shí)數(shù)值，跨中彎矩取用對稱布置時(shí)數(shù)值。墩柱反力計(jì)算表荷載情況計(jì)算公式Gi（kN）上部恒載汽-（雙孔雙列對稱）汽-（單孔雙列非對稱）彎矩計(jì)算表荷載情況墩柱反 力G（kN）梁的反力各截面的彎矩（kN m）Ri (kN)R2（kN）1-12-23-34-45-5上部恒載汽-20對稱非對稱人群對稱非對稱相應(yīng)最大彎矩時(shí)剪力的計(jì)算荷載情況墩柱 反力G（kN）梁的反力各截面的彎矩 （kN - m）1-12-

13、23-34-45-5Ri(kN)R2(kN)R2(kN )Q左Q右Q左Q右Q左Q右Q左Q右Q左Q右上部恒載汽20對稱非對稱人群對稱非對稱截面內(nèi)力組合a彎矩組合內(nèi)力組合1-12-23-34-45-51上部恒載2蓋梁自重3汽-20對稱布載4汽-20非對稱布載7(1+2)x 1.2+3 X 1.48(1+2)x 1.2+4 X 1.4b剪力組合1-12-23-34-45-5內(nèi)力組合1上部恒載Q左Q右2蓋梁自重Q左Q右3汽-20對稱布載Q左Q右4汽-20非對稱布載Q左Q右7(1+2)X 1.2+3 X 1.4Q左Q右8(1+2)X 1.2+4 X 1.4Q左Q右（二）蓋梁的配筋及強(qiáng)度復(fù)核鋼筋混凝土蓋梁

14、的正截面抗彎承載力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:0 M df sd As zz (0.750.05-)(h00.5x)hX受壓區(qū)高度，按fsdASfcdbxf Sd aS求得oVd抗剪截面應(yīng)符合下列要求：10.3h?10 3f7bg（KN）強(qiáng)度單位取MPa,長度單位取mm30鋼筋混凝土蓋梁的斜截面抗剪承載力按下列規(guī)定：0Vdail14?10 3bh/(20.6P)sfur svfsv(KN)20 *（跨高比L 5.0的鋼筋混凝土蓋梁可不作撓度驗(yàn)算） h（三）各截面抗扭強(qiáng)度驗(yàn)算1、按構(gòu)造要求配受扭鋼筋的條件0.038 R按控制斜壓破壞0.045 集2、驗(yàn)算抗扭強(qiáng)度采用的公式Q jM Tj3、蓋梁各截面剪力及

15、扭矩計(jì)算表ff""面號荷載情況1-12-23-34-45-5剪力(kN)Q左Q右彎矩(kN.m)制動力引起的彎矩偏載引起的彎矩組合彎矩4、Qjmax和相應(yīng)Mt的計(jì)算a制動力：b汽車偏載：c蓋梁各截面抗扭強(qiáng)度驗(yàn)算截面號QjkNMTjkN.mB cmH0 cmC cmD cmchecmdhecmShecmSk cmVjMTjbh0 03。d)1-12-23-34-45-5第三部分 墩柱的內(nèi)力計(jì)算與配筋1、恒載內(nèi)力計(jì)算由前面計(jì)算可得：上部構(gòu)造恒載總重:KN ；蓋梁自重（半根蓋梁）:KN ；橫系梁重：KN ；只有蓋梁自重時(shí)墩柱的反力為：Gi；墩柱自重：KN ；G2；蓋梁恒載作用下的

16、內(nèi)力計(jì)算，按照簡支梁或連續(xù)梁計(jì)算得到2、活載內(nèi)力計(jì)算但須加上汽車產(chǎn)生的制動力。荷載布置及行駛情況同蓋梁活載計(jì)算分布圖，由蓋梁計(jì)算可知。即：墩柱底截面的最大彎矩是單孔雙列、三列非對稱形式對應(yīng)的計(jì)算結(jié)果。墩柱的最大軸向力是雙孔、 雙列或三列非對稱布置對應(yīng)的計(jì)算結(jié)果。3、進(jìn)行恒載、活載的內(nèi)力組合4、按照鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行截面的配筋與強(qiáng)度復(fù)核oNd Ar2fed C r2fsd oNdeOBr3fed D gr3fsd第四部分鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)計(jì)算1、荷載計(jì)算每一根樁承受的荷載包括：一孔恒載反力、蓋梁恒重反力、系梁恒重反力、一根墩柱恒重、灌注樁每 延米自重、活荷載反力，求的作用于樁頂?shù)耐饬妥饔糜诘孛嫣帢俄斏系耐饬Α?、樁長、樁徑擬定按照橋梁設(shè)計(jì)的要求，樁徑范圍為0.8-2.0米，跨徑