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1、 專業(yè)：《基礎工程》課程設計 學院：土建學院 班級：道路091 姓名：黃朝燾 目錄 一 橋梁基礎工程課程設計資料……………………………2 二 承臺底面中心的荷載計算………………………………4 三 群樁結構分析……………………………………………5 四 樁身截面的配筋計算及截面強度的校核………………11 五 對截面進行強度復核……………………………………12 六 按地基土的支承力確定和驗算樁基的承載能力………14 七 承臺的強度檢驗…………………………………………15

2、 橋梁基礎工程課程設計資料 一、基本資料 1 地質及水文資料 河床土質為卵石土，粒徑50-60mm約占60%，20-30mm約占30%，石質堅硬,孔隙大部分由砂填充密實， 卵石層深度達58。6m; 地基比例系數（密實卵石）； 地基承載力基本容許值； 樁周土摩阻力標準值; 土的重度 (未計浮力）； 土內摩擦角. 地面（河床）標高69.50m；一般沖刷線標高63.54m；最大沖刷線標高60.85m;承臺底標高67。54m；常水位標高69。80m，如圖1.承臺平面圖如 縱橋向斷面 橫橋向斷面 圖1 樁基剖面圖（

3、單位：m） 圖2 斷面圖（單位：m) 2 作用效應 上部為等跨30m的鋼筋混凝土預應力梁橋，荷載為縱向控制設計，作用于混凝土橋墩承臺頂面縱橋向的荷載如下。 永久作用及一孔可變作用 (控制樁截面強度荷載） 時： ∑N=40746kN （制動力及風力） ∑M=4617。30kN。m(豎直反力偏心距、制動力、風力等引起的彎矩） 永久作用及二孔可變作用（控制樁入土深度荷載)時: ∑N=46788。00kN 3 承臺用C20混凝土，尺寸為9。8×5.6×2。0m，承臺混凝土單位容重. 4 樁基礎采用高樁承臺式摩擦樁，根據施

4、工條件，樁擬采用直徑，以沖抓錐施工。 二、設計依據規(guī)范 1 公路橋涵地基及基礎設計規(guī)范(JTG D63-2007 ) 2 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTGD62-2004) 三、課程設計（論文）應完成的工作 設計滿足要求的群樁基礎，并形成圖紙與計算文件。計算文件包括以下內容： 1. 據單樁容許承載力擬定樁長 2.群樁結構分析 （1） 計算樁頂受力 （2） 計算沿樁長度方向彎矩,水平壓應力，并畫出相應分布圖 （3） 樁頂縱向水平位移驗算 3。 樁身截面配筋并繪出基樁構造及鋼筋圖(橫截面，立面)，進行樁截面強度校核 4。 按地基土的支承力確定和驗算單樁軸向承

5、載力 5. 承臺計算 項目：局部受壓、抗沖剪 6. 群樁基礎承載力檢驗 7. 參考文獻 （1）、王曉謀?；A工程。北京：人民交通出版社,2004 (2）、中華人民共和國行業(yè)標準。公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTGD62—2004）.北京：人民交通出版社,2004 （3）、葉見曙。結構設計原理. 北京：人民交通出版社，2004 (4）、中華人民共和國行業(yè)標準。公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范（JTG D63-2007 ). 北京:人民交通出版社，2007 (5) 江祖銘等主編。墩臺與基礎。北京：人民交通出版社，1994

6、 設計計算 1。承臺底面中心的荷載計算： 1。1） 恒載加一孔荷載: 1。2） 恒載加二孔荷載: 2。 樁長度的初步計算： 樁長的計算: 由于地基土層單一，用確定單樁容許承載力《公橋基規(guī)》經驗公式初步反算樁長，設樁埋入最大沖刷線以下深度為h,一般沖刷線以下深度為, 則： 樁(直徑1.2m)自重每延米 計算［P]時取以下數據：樁的樁徑1。2m，沖抓錐成孔直徑1.3m，樁周長U=×1。3=4。08m，A==1。13，=0。7,=0。8，=10，=1000KPa, =10KN/（已扣除浮力)，=500KPa,所以得: 解

7、得： 現(xiàn)取 3．群樁結構分析: 3。1） 樁的計算寬度： = 已知：=2m；=3（d+1)=6。6m； n=2 ， =0。6； =0.9;=1+=1。833 ; ==m 3.2） 樁—土變形系數 C30混凝土的受壓彈性模量, 則E=0。8×=2.40KN/; 樁在最大沖刷線以下深度h=11。31m,其計算長度則為: ，故按彈性樁計算. 3。3） 樁頂剛度系數、、、植的計算 =6.69m；h=11.31m; (根據《公橋基規(guī)》鉆挖孔樁采用）， A===1.13, ，按樁中心距計算面積，故取: 已知：，取=4, 查教材《基礎工程

8、》附表17、18、19得: =0。05989 =0。17312 =0.67433 3。4）計算承臺底面原點O處位移、、（單孔活載+恒載+制動力等) = ，， 3。5）計算作用在每根樁頂上作用力、、: 豎向力：==0。8993EI 水平力： 彎矩:=－=0。4026EI 校核： 3.6） 計算最大沖刷線處樁身彎矩,水平力，及軸向力： ==—242.47+59.76×6.69=157.32 =59.76KN =7735。24+1。13×6.69×（25-10）=7848.64KN 3。7) 最大沖刷線深度下沿樁身長度方向彎矩

9、、水平壓應力的計算： 1） 樁身最大彎矩處及最大彎矩的計算: 由:=0 得： 由=1。572 且=6.75＞4。0 取=4.0，查教材《基礎工程》附表13得 =0.84 故 = 又由=0。84 及=6.75＞4 取=4。0，查教材《基礎工程》附表13得 =1.341 2）最大沖刷線深度下沿樁身長度方向彎矩、水平壓應力的計算: 采用無量鋼法計算，由=6.75＞2.5，所以用摩察樁公式計算： 其中 = =59。76KN =157。32KN 、、、的值查教材《基礎工程》附表3、4、7、8 ，計算如下表: z

10、 A B A B 0 0 0 1 1 0 0 157.32 157。32 59。76 0 59.76 0。335 0.2 0.19696 0。99806 0。95551 —0。02795 19。72 157。01 176。73 57。10 -2。63 54.47 0。670 0.4 0.37739 0。98617 0。83898 —0.09554 37。78 155。14 192.92 50.14 —8.97 41。17 1.173 0.7 0。59228 0。93817 0。

11、58201 —0.22685 59。29 147。59 206.88 34。78 -21。31 13。47 1。675 1。0 0。72714 0。85089 0.28901 -0.35059 72.79 133.86 206。65 17。27 -32。93 -15。66 2。513 1.5 0.75466 0。64081 -0。13952 —0。46715 75.54 118。72 194.26 -8。34 -43.87 -52.21 3.350 2 0.61413 0.40658 -0.38839 —0.44914

12、 61.47 63。96 125。43 -23.21 -42.18 —65。39 4.020 2。4 0。44334 0.24262 -0.44647 —0。36312 44。38 38.17 82.55 -26。68 —34。10 -60。78 5。025 3 0.19305 0。07595 —0。36065 —0.19052 19.32 11.95 31.27 —21.55 —17.89 -39。44 5.863 3。5 0.05081 0。01354 —0。19975 -0。01672 5。09 2。13 7。2

13、2 -11。94 -1。57 —13.51 6.700 4 0。00005 0。00009 —0。00002 -0.00045 0 0.01 0.01 0 -0。04 -0.04 彎矩圖如下： z h A B 0 0 2。44066 1。62100 0 0 0 0.335 0.2 2.27873 1。29088 10.56 9.40 19.96 0.670 0。4 1.80273 1.00064 16.71 14.57 31。28 1。173 0。7 1.36

14、024 0。63885 22.06 16。28 38。34 1.675 1。0 0。97041 0。36119 22.48 13。15 35.63 2.513 1.5 0。46614 -0。06288 16.20 -3.43 12。77 3.350 2。0 0.14696 -0。07572 6。81 —5.51 1。30 4。020 2。4 0.00348 —0.11030 0.19 —9。64 -9.45 5.025 3。0 —0.08741 -0.09471 —6。08 —10。35 —16。34 5.863

15、 3。5 -0.10495 —0.05698 —8。51 -7。26 -15.77 6。700 4 —0。10788 —0.01487 —10.00 —2。17 -12。17 橫向土抗應力圖如下： 3。8 ）樁頂縱向水平位移驗算： 樁在最大沖刷線處水平位移和轉角的計算： 由 =0 =4.766＞4 取 =4 查教材《基礎工程》附表1、2、5、6 得： =2.44066 =—1。62100 = 1.62100 =-1.75058 符合規(guī)范要求 3。9）墩頂縱橋向水平位移驗算: 由 =4。766

16、＞4，取4， 可查得： =64.75127；==16。62332 ；=5.75058 樁頂的縱向水平位移 水平位移的容許值=27.4mm 4、樁身截面的配筋計算及截面強度的校核： 4.1）計算軸向力，偏心距，偏心距增大系數： 最大彎矩發(fā)生在最大沖刷線以下處，該處 現(xiàn)擬定采用C30混凝土,HRB335鋼筋, 因故樁的計算長度： 長細比可不考慮縱向彎曲對偏心矩的影響，取。 ① 計算受壓區(qū)高度系數 取，, 則配筋率由下式計算： 計算結果如下表： A B C D Nu（KN) （KN） 1。21 2.

17、9787 0.1435 2。7238 0.3594 0.005039 12298。025 6535.154 1。882 1。22 2.9886 0。1355 2。7387 0.3476 0.008134 12990.576 6535。154 1.988 1。23 2。9982 0。1277 2.7532 0。3361 0.011610 13769。002 6535.154 2。107 1.24 3。0075 0.1201 2。7675 0。3248 0。015548 14651.840 6535.154 2。242 1。25

18、 3.0165 0.1126 2。7813 0.3137 0.020089 15669.776 6535.154 2.398 由計算表可見，當=1。23時，計算縱向力與設計值之比較為合理，故取=1.23，=0。011610為計算值。 ② 計算所需縱向鋼筋的截面積 現(xiàn)采用2428,，布置如圖所示?；炷羶舯Ｗo層C=80-31.6/2=64。2mm>25mm，縱向鋼筋間凈距為136mm〉80mm。 5、 對截面進行強度復核 由前面的計算結果：；;; 實際配筋率。 ① 在垂直于彎矩作用平面內 長細比,故縱向彎曲系數。 混凝土截面積為,實際縱向鋼筋面積，

19、 則在垂直于彎距作用平面內的承載力為： ② 在彎距作用平面內 現(xiàn)采用試算法列表計算： A B C D 1.21 2.9787 0.1435 2.7238 0。3594 35。989 32.30 1。114224 1.22 2.9886 0.1355 2.7387 0。3476 34.136 32。30 1。056853 1。23 2。9982 0。1277 2.7532 0.3361 32.343 32.30 1。001344 1。24 3.0075 0。1201 2。7675 0。3

20、248 30.606 32.30 0.947543 當=1.23時，=32.34mm，與設計的=32.30mm很接近，故取=1.23為計算值。在彎矩作用平面內的承載力為： 樁身配筋圖如下： 6、按地基土的支承力確定和驗算樁基的承載能力： 其中： , ，，，，, , 7、承臺的強度檢驗： 7.1)樁頂處的局部受壓荷載 , 符合要求。 7.2）承臺沖切承載力驗算承臺的強度檢驗 樁對承臺的沖剪驗算 1、柱或墩臺向下沖切承臺的沖切承截力計算 由設計圖 知：，所以符合規(guī)范要求。 2、角樁 符合規(guī)范要求。 7.3)邊樁 符合規(guī)范要求。 因為基樁在承臺的布置范圍不超過墩臺邊緣以剛性角向外擴散范圍，故不驗算樁對承臺的沖剪強度。 １７