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1、基础工程课程设计计算书目录一、设计资料-1-(1) .构造情况-1-(2) ,设计荷载-1-(3) .主要材料-2-(4) .计算方法-2-(5) .其他参数-2-(6) .地质情况-3-(7) ,根据分组数据总表填写以下个人数据：-3-二、荷载情况-4-(1) .承台尺寸拟定-4-(2) ,可变作用引起的竖向力(汽车及人群荷载反力)、力矩和水平力的计算.-4-(3) .承台底面中心的作用效应组合-5-三、基桩选择-5-(1) .基桩类型与尺寸-5- 基桩类型-5- 桩径尺寸-5- 桩数-5-(2) ,基桩平面布置-6-(3) .桩长计算-6-四、桩身弯矩及剪力计算-7-(1) .确定桩的计算
2、宽度b-7-(2) ,计算桩的变形系数。-8-(3) . 桩顶刚度系数 Ppp、P HH P MH、P MM-8-(4) ,计算承台底面原点0处位移a。、c。、P o-9-(5) .计算作用在每根桩顶的作用力R、Q、-10-(6) .计算局部冲刷线处桩身作用力P。、Q。、Mo-10-(7) ,计算局部冲刷线以下深度Z处桩截面的弯矩Mz及桩身最大弯矩-10 -(8) ,计算局部冲刷线以下深度Z处横向抗力Pzx-13-五、桩身截面配筋及强度验算-13 -(1) . 纵向钢筋面积-14-(2) ,计算偏心距增大系数n -14-(3) .计算截面实际偏心距少。-15 -(4) . 截面承载力复核-15
3、-六、单桩轴向承载力的验算-16 -七、桩顶纵向水平位移-17-八、桩顶纵桥向水平位移计算-17 -九、群桩基础承载力的计算-18 -十、单桩桩底最大最小应力的验算-18 -十一、基础沉降计算-18-十二、参考规范-19- III一、设计资料.构造情况上部结构为预应力混凝土简支梁桥，桥面宽度(净-10m+2X1.5m), 为单向双车道行驶。每个墩上纵向设两排支座，一排固定，一排滑动。下部结构为桩柱式桥墩和钻孔灌注桩基础。各位同学具体设计梁的情 况按下式计算:梁的标准跨径(m)为：24.5m；梁体(横向包括五片梁)自重N：3920KN；盖梁自重：705kN；墩柱高度：5m；墩柱自重：384. 8
4、kN；承台平面形状：矩形;桩径：拟定为血;盖梁高度：对于中小跨径桥梁，不宜小于40cm,现取盖梁高为50cm。(2).设计荷载汽车荷载公路I级、或汽车荷载公路II级，荷载安排见表1。表1 土木2014级设计荷载一览表班级编号设计荷载人群荷载kPa设计安全等级一班公路I级2.5一级表1(3).主要材料混凝土：承台与桩基采用C30混凝土；钢筋：主筋钢筋采用HRB400,箍筋采用HRB335。以上材料设计参数按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004规定取值。C=J承台以上构件按极限状态进行荷载效应组合，按公路桥涵设计 通用规范JTG D60-2004进行。桩基础内力分析和验
5、算，按公路 桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007进行。桩基础配筋设计按 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004进 行。(5).其他参数汽车荷载冲击系数l + ii：(应计算基频后确定，本课程设计简化粗 略取值：单跨布载为1.L5,双孔布载为1.0)；支座中心至盖梁顶面 的高度为0. Imo注：设计时不考虑流水压力、风力等计算；由于承台和桩基础在 横桥向的刚度较大，设计计算时不进行基础横桥向受力分析，仅考虑 纵桥向弯矩及水平力作用下的结构分析。(6).地质情况常水位在墩底以上0. 5m, 一般冲刷线位于墩底处，最大冲刷线在一般 冲刷线下2. 5m处。一般冲刷线
6、以下的土层分布情况如下：表3工程地质条件1 (适用于在班编号为3n的同学)序号名称层厚土层描述天然重度V比例系数m推荐容 许承载力极限摩 阻力弓1亚粘土2.0m黄色，可塑173 kN/m311 MN/m4170 kPa40 kPa2粘土5.2 m灰色，可塑18.2kN/m317 MN/m4180 kPa50 kPa3细砂4.3m灰色，中密18.5kN/m316 MN/m4220 kPa45 kPa4砾石50m黄色，密实19.5 kN/m3100MN/m4420 kPa95 kPa表2(7).根据分组数据总表填写以下个人数据:在班编号跨径设计荷载桥墩高度地质条件(填代码)3024.5公路1级51
7、桩径承台形状桩基础类型人群荷载设计安全等级1.0m矩形钻孔灌注桩2.5KPa一级表3二、荷载情况(1).承台尺寸拟定600*600*200 (cm).可变作用引起的竖向力(汽车及人群荷载反力)、力矩和 水平力的计算： 汽车及人群荷载反力：公路桥涵通用设计规范规定，桥梁结构的整体计算采用车道荷载。公路一I级车道荷载：均布荷载标准值为：qk=10-5KN/m3 :集中荷载标准值为：Pk=2 (L+13O) =2* (24.5+130) =309KN；支座反力为：Ri=(309+24.5X10.5) X 2=1132.5KN (按两车道数计算，不予折减)人群荷载支座反力：/?/=2.5 X1.5X2
8、X 24.5=183.75KN 汽车荷载制动力：由汽车荷载产生的制动力按车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算，但公路一I级汽车制动力不小于165KNoHi= (24.5X10.5+286) X 10%=56.625KN=1800+8640.731=10440.731KN三、基桩选择(1).基桩类型与尺寸基桩类型一一钻孔灌注桩桩径尺寸100cm桩数n=4(2).基桩平面布置(3).图-1桩长计算(=1单桩轴向承载力容许值u UqkL+ApmoX faol+kN 2 (h_3)u=TT d=3.14m；Eq产4.7*50+4.3 X 45+95 X (h-9.5 )=95h-474A
9、p=-n (-Xd) 2=0.785 m2/o07=420Kpa 22查表得：m0=0.7 A =0.7k2=6Y 2为桩端以上各土层的加权平均重度Y 2=(4.7 X (18.3-10) +4.3 X (18.5-10) + (19.5-10)(h-9.5 ) / (h-0.5 )=(9.5h-14.69)/(h-0.5)N + GNh= 4 +qi+Zqql=11.8*2.5Zq；kL=5.3*4.7+4.3*5.1+4.3*(h-9.5)N + GRa=LuUqikli+Apmoh【faol+3 2(h-3)=Nh= 4 +ql+q代入数据得：h=18.05m 现取h=19m,代入原式得
10、:RaNh则桩长为19m四、桩身弯矩及剪力计算(1).确定桩的计算宽度宙bi=kkf (d+1)Li=3mhi=3 (d+1) =3X2=6m故kf=0.9由L】Vhi故 k=b2+ (l-b2) /0.6XLi/hi ； b2=0.6；代入数据得：k=0.9则 bi=1.0X0.9X (1+1) =1.8m(2).计算桩的变形系数。配八4其中：I = 64 =0.049 (m4)由工程地质条件可得:m=17MN/m4=17000kN/m4桩基采用&混凝土，可知：Ec=3X104MPaa= V EI = =0.48桩的换算深度 h=ah=0.48X19=9.125m2.5/a = 5.2m所以
11、按弹性桩计算(3).桩顶刚度系数P pp、P HH、P MH、P MMp pp=( + )AE CoAo其中：(=- lQ=0.5m. h=18.5. A0=-TT (-Xd) 2=0.785 m2222m为持力层的比例系数，mo=lOOMN/m4=lOOOOOKN/m4Co=moh=10O00O*18.5=1.85*106kN/m344.4W2(p1h tan ：)， 2 = ( + 18.5 tanSA2 = -*2.0A2 = 12.56 mA 244故取 A0=12.56m20.5 + -X18.5P pp= 1.78*106=1.51 EI已知：h =ah=0.48X 18.5=8.
12、88m4m,取用 4 lo = cdo=0. 48X0.5=0.24查附表 17、附表 18、附表 19 得:Xq=0. 85572、Xx=0. 88762 ip =1. 42496得：p toPeIXq=00. 095EIa2EIXK=O. 204-5EI妒aEIip x=0. 684EI(4).计算承台底面原点0处位移a。、Co、p 010441.93 _ 1728. 78n Q 4*1. 51 刃 EI pp(叩网 + Pppv)H + np MnPnH+ Ppp 玉)一 n Pmhi=l(4 * 0. 684EI + 24 * 1. 51EI) + 4 * 0. 684EI * 386
13、1二 4 * 0. 095EI * (4 * 0. 684EI + 1. 51EI * 24) 4之 * (0. 2045EI )之331.62EIA =.2n福(n扃 + % x2) - n2pi=l34,04El.计算作用在每根桩顶的作用力只、Qi、巡竖向力 Pi=p PP(Co+Xip o)i L,z / 1728. 78、34. 04、=1. 51EI * (2 * )=El El 2713. 3水平力 Qi=po331 . 6234. 64=0. 095EI * 0. 2045El * = 24. 54KNElEl弯矩Mj=poP微&24 04A?=0. 684 El * 一 0. 2045位 *= -44. 53KN - MElEI(6).计算局部冲刷线处桩身作用力Po、Q。、Mo现诚于QZf-44. 53+0. 24X24. 54二-38. 64KN,M0=24. 54KN /=2
