《[工学]桥梁基础课程设计计算书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[工学]桥梁基础课程设计计算书（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1桥梁基础工程课程设计计算书2目 录第一章 概 述 31 设计任务 32 基本资料 3第二章 地基和基础设计 71 绘制设计资料总图 72 复核土层 73 地基和基础方案的比较 9 4 地基和基础设计与计算 10第三章 施工方法及程序 311 施工方法及主要机具设备 312 主要施工程序323 质量的控制343第一章 概 述1 设计的任务及建筑物的性质和用途设计任务：根据已有建筑物的图样，所受上部结构的荷载、地质和水文地质情况，遵照中华人民共和国铁路桥涵地基和基础设计规范 （TB10002.5 2005）设计某铁路干线上跨越某河流的桥梁之 R 号桥墩的地基和基础。建筑物的性质和用途：该桥梁为等
2、跨度 32M，上承板梁，桥面系为无渣桥面，并设双侧人行道，桥墩为混凝土实体桥墩，该桥位于直线平坡段上，与河流正交，该地区无流冰及地震，该河道不通航。该桥除了为铁路客货运服务外，亦为附近居民来往的通道。设计依“中华人民共和国铁路桥涵地基和基础设计规范 TB10002.52005”进行设计，活载按铁路标准活载，即“中活载” 。2 基本资料一、 建筑物的立面示意图如下：4二、 建筑物场地地形图及钻孔布置图如下： 场地地形图及钻孔布置图（单位： m） 水平比例尺 1：1000三、 建筑物地区水文、地质情况（钻孔柱状剖面图）地质情况：第 1 号钻孔 第二号钻孔 第三号钻孔土层标号土的名称顶面标高土层厚度
3、土层编号土的名称顶面标高土层厚度土层编号土的名称顶面标高土层厚度# 1 细砂 238.0 3.5 # 1 细砂 230.0 3.5 # 1 细砂 233 3.5# 7 粉砂 234.5 6.0 # 7 粉砂 226.5 6.0 # 7 粉砂 229.5 6.0#2浅灰色粘土228.5 4.5 #2 浅灰色粘土220.5 4.5 #2 浅灰色粘土223.5 4.5# 5 细砂 224 2 # 5 细砂 216 2 # 5 细砂 219 2# 3 中砂 222 / # 3 中砂 214 / # 3 中砂 217 /5水文情况：高水位：242.0m 施工水位：232.0m 常水位：232.0m一般冲
4、刷深度：河底以下 1.50m 局部冲刷深度：河底以下 5.50m四、 土的物理力学性质表如下：土 的 力 学 性 质 表土层编号土的名称土粒比重Gs孔隙比e饱和度Sr液限WL塑限WP内摩擦角内聚力 C(KPa)渗透系数K# 1 细砂 2.67 0.682 1.00 / / 40 / 3.410-3# 7 粉砂 2.68 0.788 1.00 / / 33 / 31.510-3# 2 浅灰色粘土2.74 0.987 0.97 44.4 21.6 20 30 4.410-9# 5 细砂 2.67 0.682 1.00 / / 40 / 3.410-3# 3 中砂 2.65 0.64 1.00 /
5、/ 45 / 1.810-2五、 作用在桥墩上的荷载水 平 荷 载垂 直 荷 载纵 向 力恒 载 活 载 风 力 横 向 风 力一孔活载二孔活载列车风力桥梁试样及跨度作用力墩帽墩身承台重桥梁自重重载轻载满载空车制动力钢梁上风力墩帽上风力墩身上风力一孔活载二孔活载钢梁上风力墩帽上风力墩身上风力力(KN)6283 870 1900 1520 2900 320 340 3.5 61 122 115 1.5上承板梁32m力臂x/y(m)0 0 0.35 0.35 0 0 0.93 0.26 6.0 6.0 2.44 0.266六、 墩帽尺寸简图及墩身坡度墩帽宽 =240cm墩帽长 b=546cm墩帽厚
6、 d= 52cm墩身坡 1:m=1:20如右图：单位 cm七、 补充资料墩帽顶面在高水位以上 3.72m。7第二章 地基和基础设计1 绘制设计资料总图设计资料总示意图： （单位 cm ）2 复合各层土的名称、确定其允许承载力一、 土层名称的复核，如下表：土名称鉴定表 18已知资料 塑性指数土层编号 类别塑限 Wp 液限 WL pI名称评定依据#2 粘土类 21.6 44.4 22.8 粘土塑性指数土名称鉴定表 2土的颗粒级配%（单位:mm）土层编号 类别2mm0.5mm0.25mm0.1mm名称 评定依据# 1 砂类土 4.8 25.5 46.4 85.1 细砂#7 砂类土 0 0 2.4 5
7、0.6 粉砂# 5 砂类土 3.5 27.8 48.5 85.2 细砂#3 砂类土 5.3 25.4 66.3 82 中砂粒组含量二、 确定土的状态，如下表：土的状态鉴定表 1已 知 的 数 据 计 算 数 据相对密度 rD土层编号类别名称土粒比重Gs孔隙比e最大孔隙比emax最小孔隙比eminmaxinre土的状态判定依据# 1砂类土细砂 2.67 0.682 0.983 0.112 0.346中密# 7砂类土粉砂 2.68 0.788 1.303 0.321 0.524中密#5砂类土细砂 2.67 0.651 0.912 0.357 0.470中密#3砂类土中砂 2.65 0.64 0.8
8、5 0.325 0.4中密相对密度 rD土的状态鉴定表 2已 知 的 数 据 计 算 数 据土层编号类别名称土粒比重Gs孔隙比e饱和度Sr塑限WP液限WL含水量 %液性指数 LI土的状态判定依据9PLWI#2粘土类粘土 2.74 0.987 0.97 21.6 44.45 34.94 0.585可塑液性系数三、 确定各土层的基本承载力 0，如下表：地基允许承载力表已 知 的 数 据 由 计 算 或 查 表 得 的 数 据系 数类别名称土粒比重Gs孔隙比e液性指数IL相对密度Dr状态基本允许承载力 0( KPa )K1 K2饱和容重 satr水中容重 砂类土 细砂 2.67 0.682 / 0.
9、346 中密 200 0.75 1.5 18.6 8.8粘土类 粘土 2.74 0.987 0.585 / 可塑 173.2 0 1.5 18.4 8.6砂类土 粉砂 2.68 0.788 / 0.524 硬塑 100 0 2.5 19.7 9.9砂类土 细砂 2.67 0.651 / 0.470 中密 200 19.7 9.9砂类土 中砂 2.65 0.64 / 0.4 中密 350 2 4 19.7 9.9四、 地基承载力修正系数 K 经查表，结果如上表：五、 各土层的地基的允许承载力的计算由于地基的尺寸和埋深还没有确定，暂时无法确定地基的容许承载力。等后边地基的尺寸和埋深确定后，再进行计
10、算。3 地基和基础的方案比较根据荷载的大小和性质、地质和水文地质条件、料具的用量价格（包括料具的数量） 、施工难易程度、物质供应和交通运输条件以及施工条件等等，经过综合考虑后决定以下三个可能的基础类型，进行比较选择，采用最佳方案。方案比较表基 础 类 型 方 案 比 较浅基础建筑物的浅平基多用砖、石、混凝土或钢筋混凝土等材料组成，因为材料的抗拉性能差，截面强度要求较高，埋深较小，用料省，无需复杂的施工设备，因而工期短，造价低，但只适宜于上部荷载较小的建筑物。10低承台桩基稳定性较好，但水中施工难度较大，故多用于季节性河流或冲刷深度较小的河流，航运繁忙或有强烈流水的河流。位于旱地、浅水滩或季节性
11、河流的墩台，当冲刷不深，施工排水不太困难时，选用低承台桩基有利于提高基础的稳定性。高承台桩基当常年有水，且水位较高，施工不易排水或河床冲刷较深，在没有和不通航河流上，可采用高承台桩基。有时为了节省圬工和便于施工，也可采用高承台桩基。然而在水平力的作用下，由于承台及部分桩身露出地面或局部冲刷线，减少了及自由段桩身侧面的土抗力，桩身的内力和位移都将大于低承台桩基，在稳定性方面也不如低承台桩基。沉井沉井基础占地面积小，施工方便，对邻近建筑物影响小，沉井内部空间还可得到充分利用。沉井法适用于地基深层土的承载力大，而上部土层比较松软，易于开挖的地层。根据设计资料中的场地平面布置图可知，所要设计的墩台基础
12、位于浅灰色粘土中，持力层即为浅灰色粘土，地下水位较深，河床冲刷较深，施工不易排水，且河道不通航，上部荷载较大，河流常年有水，综合以上原因选用高承台桩基4 高承台桩基地基和基础的设计与计算一、 桩基设计（一） 、承台尺寸的决定1、承台底面的标高 河流常年有水，且水位较高，无流冰和通航要求，且河流冲刷深度较大，故选择承台底面标高在施工水位处，即 232m。2、承台高度决定 按经验承台采用 C30 混凝土，厚度定为 2m。3、承台平面尺寸的决定 由以上资料可得：墩身高 11.2m，墩身坡 1:20计算墩身底面的平面尺寸：底面长为： 5.460.2(1./0)6.38 m 底面宽为： =2 初步选定承
13、台尺寸为： 8验算： 0(63.2)/0.671tan4508./.t11满足材料刚性角的要求。（二） 、作用在承台底面重心处的荷载计算1、主力：主力应包括恒载（包括浮力） 、活载、冲击力和离心力，因桥墩为实体故不计冲击力，同时因为线路为直线也不计离心力。、 垂直静载（钢梁重+墩帽重+墩身重+承台重）（1） 钢梁自重 = 870KNG钢 梁（2） 墩帽重单位体积重 25 KN/m3222.4361.87Am墩 帽 31.5V墩 帽 .7墩 帽 (3) 墩身重单位体积重 23KN/m3，则：墩身顶部面积 221=2.061.=0.53 墩身底部面积 A78m墩身体积 1212()3HVA墩 身3
14、.058.0.538.1)62.0墩身重量 G=162.74 KN墩 身(4) 承台重单位体积重 25 KN/m38540承 台作用在承台底面总的垂直静载为：=+ 701.237.82 715.09KN钢 梁 墩 帽 承 台 墩 身 、 浮力从不利荷载考虑，包括常水位和高水位时的浮力常水位浮力：桥墩所受浮力： N=0浮高水位浮力：承台体积： 318629 mV墩身体积：高水位墩身截面面积 223A.051.6.70m墩身底面面积 2218高水位墩身排水体积 3232()HVA墩 身12310(2.78.12.708.1)56.3 m高水位桥墩所受浮力： N=+浮 浮 承 台浮 墩 身9.(65.)=4.KN、 车辆荷载：包括一孔活载（重载、轻载） ；两孔活载（满载）一孔重载 10K1M0.365 一孔轻载 2=522m两孔重载 3N92、附加力：、 制动力H=340KN制 M=340(.9+13.2)=480. KNm制、风力 取风压强度为：1250 Pa纵向风力：墩帽上风力：P 1=3.5 KN 1=3.5(.2+06)=47.1 KNm墩身上风力：常水位时： 常水位墩身受风面积图A= 1.2(56.38)5.1132P=65.18.4KNM(+2/)=619.5 m高水位时： 高水位墩身受风面积图3.2P=(56.8)1.25=.68 KNM1.0+3/49m承台
