基础的工程的课程设计任务书10级(桥梁桩基础)(8页).doc

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1、-基础的工程的课程设计任务书10级(桥梁桩基础)-第 7 页基础工程课程设计任务书土木工程专业（道桥方向）一、设计题目某公路桥多排桩基础设计二、设计资料1 地质及水文河床土质：从地面至标高32.5m为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30m。水文：地面（河床）标高为40.5m，一般冲刷线标高为38.5m，最大冲刷线标高为35.2m，常水位标高42.5m。2 土质指标软塑粘土：地基系数m=8，桩周土的极限摩阻力，土的内摩擦角，土的容重（已扣除浮力）。密实粗砂：地基系数m=25，桩周土的极限摩阻力，土的内摩擦角，土的容重（已扣除浮力）。3 荷载上部为等跨25m的预应力梁桥，砼桥墩，承台顶面上纵桥向荷

2、载为：恒载及一孔活载时：（制动力及风力）（竖直力偏心、制动力、风力等引起的弯距）恒载及二孔活载时：三、设计要求承台及桩的材料均为C20砼，承台尺寸：，拟定采用四根桩，设计直径1.0m，平面布置如下图。要求：1、 单桩容许承载力的确定； 2、桩顶及最大冲刷线处荷载Pi、Qi、Mi及P0、Q0、M0的计算； 3、最大弯距Mmax及最大弯距位置Zmax的计算； 4、桩身截面配筋的计算； 5、桩顶位移验算； 6、桩基整体验算。四、时间安排时间计划表时间上 午下 午周一集中教室，布置设计内容单桩承载力计算周二桩顶荷载计算周三桩身内力计算周四配筋制图周五制图计算机出图五、设计成果1、 设计说明书一份（A4

3、纸）。2、 设计图A3图纸一张（计算机出图）。图纸要求：（1）平面图、立面图、承台及桩身配筋图。 （2）结构尺寸单位：除钢筋为mm外，其余均为cm。 （3）有关工程数量表（包括钢筋kg、砼m3、钻孔m）。 （4）有关说明。六、参考资料 1、基础工程教材（人民交通出版社） 2、公路桥涵设计通用规范 3、公路桥涵地基与基础设计规范 4、公路钢筋混凝土与预应力桥涵设计规范 5、结构设计原理教材详 细 计 算 书修改后荷载：上部为等跨的25m的预应力桥梁，砼桥墩，承台底面上纵桥向荷载为：恒载及一孔活载时：（制动力及风力）（竖直力偏心、制动力、风力等引起的弯距）恒载及二孔活载时：桩基础采用冲抓锥钻孔灌注

4、桩基础，为摩擦桩。1、 计算桩长：（1） 每根桩柱承受的荷载为： 两跨恒载反力为：局部冲刷线以上桩（直径为1.0米）自重每延米：局部冲刷线以下桩（直径为1.0米）自重每延米：用公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)确定单桩轴向受压承载力容许值经验公式初步反算桩长，设该桩埋入局部冲刷线以下深度为h，一般冲刷线以下深度为，则： 其中： =-87.84+220.05h令： 解得： 现取 则桩底高程为：24.2m，桩总长为：14.3m由上式计算知：当 时(上图尺寸单位：cm)则知桩的轴向受压承载力满足要求。2、 桩的内力计算（1） 确定桩的计算宽度（） 其中： 因为： 则 所以： （2

5、） 计算桩的变形系数： 因为桩穿过双层地基，且，则：桩在局部冲刷线以下深度，则其计算长度为： 故按弹性桩计算。3、 桩顶刚度系数 ， , , 值计算：其中： 故取 4、 计算承台底面原点0处的位移， （单孔+恒载+制动力等）5、计算作用在每根桩顶上的作用力， , ；竖向力：= 水平力：弯 矩；校核：6、计算局部冲刷线处桩身弯矩 , 水平力 , 及轴向力 ;7、局部冲刷线以下处桩截面的弯矩及桩身最大弯矩计算：（1）局部冲刷线以下处桩截面的弯矩计算无量纲系数由附表3、附表7分别查得，计算列表如下：0.00.000.000001.000000.00152.09152.090.20.410.19696

6、0.9980630.15151.80181.950.40.820.377390.9861757.77149.99207.760.61.230.529380.9586181.03145.80226.830.81.640.645610.9132498.83138.90237.721.02.050.723050.85089110.68129.41240.091.22.460.761830.77415116.62117.74234.361.42.870.764980.68694117.10104.48221.581.63.280.737340.59373112.8790.30203.171.83.69

7、0.684880.49889104.8475.88180.712.04.100.614130.4065894.0161.84155.842.24.510.531600.3202581.3748.71130.082.44.920.443340.2426267.8636.90104.762.65.330.354580.1754654.2826.6980.962.85.740.269960.1197941.3218.2259.543.06.150.193050.0759529.5511.5541.103.57.170.050810.013547.782.069.844.08.200.000050.0

8、00090.010.010.02（2）桩身最大弯矩及其位置计算：由 得： 及 取查附表13，得： 故 由 及 查附表13得：则：8、局部冲刷线以下深度处横向土抗力计算：无量纲系数由附表1、附表5分别查得，计算列表如下：（kPa）0.00.002.440661.621000.000.000.000.20.412.117791.2908811.186.7717.950.40.821.802731.0006419.0310.5029.530.61.231.502680.7498123.8011.8035.600.81.641.223700.5372725.8411.2737.111.02.050.9

9、70410.3611925.629.4735.091.22.460.745580.2190823.626.8930.511.42.870.551750.1079320.393.9624.351.63.280.388100.0242216.391.0217.411.83.690.25386-0.0357212.06-1.6910.382.04.100.14696-0.075727.76-3.973.792.24.510.06461-0.099403.75-5.74-1.982.44.920.00348-0.110300.22-6.94-6.722.65.33-0.03986-0.11136-2.

10、74-7.59-10.332.85.74-0.06902-0.10544-5.10-7.74-12.843.06.15-0.08741-0.09471-6.92-7.45-14.373.57.17-0.10495-0.05698-9.70-5.23-14.934.08.20-0.10788-0.01487-11.39-1.56-12.959、桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算：由以上可知，桩身最大弯矩发生在局部冲刷线以下处，该处而：（1）桩内竖向钢筋按含筋率配置，主筋的保护层厚度；现选用8根的HRB335及钢筋桩柱采用混凝土， （2）计算偏心距增大系数：因为长细比: 所以需要考虑偏心距增大系数

11、对偏心距地影响其中： 故取 （3）计算实际偏心距：（4）根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）,求轴向偏心距： 其中： 并设： 则: 以下采用试算法列表计算，其表如下：0.782.06170.60611.54821.17870.1590.1541.0320.792.09260.59821.59381.14960.1540.1541.0000.802.12340.58981.63811.12120.1490.1540.967由上表知，当 时，与实际的相同，故取0.79为计算值。（5）截面承载力复核则知截面承载力满足要求。根据最大弯矩分布钢筋，整个桩基的纵向主钢筋

12、均匀分布且钢筋骨架直伸直桩底；箍筋形式为螺旋筋，由于规范要求：其直径不应小于主筋直径的，且不应小于8mm，则此处选用钢筋为箍筋，其中间距为250mm，且在钢筋骨架上每隔2.5m设置一道加劲箍筋（其直径为）。10、桩顶纵向水平位移计算（1）桩在局部冲刷线处水平位移和转角：其中： 因为，分别查附表1、附表2、附表5和附表6得：,由此知桩在局部冲刷线处水平位移和转角满足要求。（2）承台底面中心纵桥向水平位移和转角计算：其中： 因为及；分别查附表14附表16得：由此知承台底面中心纵桥向水平位移和转角满足要求。11、群桩基础承载力验算：（1）桩底持力层承载力验算：由于群桩偏心受压，桩底平面处土层的承载力

13、应满足下式：其中： 由于： 而桩的斜度则：其中： 则： 故取：由此则知： 有以上知，桩底持力层承载力满足要求，而由于其下无软弱下卧层，故不需进行下卧层强度验算。12、群桩基础沉降验算； 由于该桥墩建在较好土层中，则不需要对群桩基础进行沉降量计算及其相关验算； 由于 该桩为桩的中心距（=5.0m）小于6倍桩径的摩擦型群桩基础，根据公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）规定：相邻墩台间不均匀沉降差值（不包括施工中的沉降），不应使桥面形成大于0.2%的附加纵坡（折角）。因此该桥的沉降量是否满足要求，还应知道相邻墩台的沉降量。13、承台受压承载力计算：承台的有效受压高度：.选用钢筋，间

14、距为，则实际的钢筋面积为，混凝土保护层55mm,沿轴方向布置；选用钢筋，间距为，则实际的钢筋面积为，混凝土保护层50mm,沿轴方向布置；承台顶面及各个侧面采用钢筋设置表层钢筋网，顶面的钢筋网格为，纵桥向侧面的钢筋网格为，横桥向侧面的钢筋网格为。排桩钢筋混凝土数量表桩号桩长（m）桩 径(m)C20混凝土()钢筋（10）R235(Kg)钢筋（18）R235(Kg)钢筋（16）HRB335(Kg)钢筋（20）HRB335(Kg)钢筋（32）HRB335(Kg)114.31.011.2255114.14534310.232214.31.011.2255114.14534310.232314.31.011.2255114.14534310.232414.31.011.2255114.14534310.232底面62.43752176.95顶面289.93侧面390.26