墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)南京工業(yè)大學(xué)交通學(xué)院10級(jí)課程設(shè)計(jì)

1、NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY墩臺(tái)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)（交通工程B方向用）專 業(yè)交通工程班級(jí)學(xué)號(hào) 交通1001班22號(hào)姓 名劉子皓指導(dǎo)教師董金梅學(xué)期20132014第二學(xué)期南京工業(yè)大學(xué)交通學(xué)院二0一四年三月一.簡(jiǎn)介1.工程簡(jiǎn)介1）建橋地點(diǎn)：江陰市某大橋2）上部結(jié)構(gòu)型式：變截面連續(xù)箱梁雙幅橋（主跨）3）荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路一I級(jí)4）橋面布置及凈寬：雙幅并立，中央空間9ml單幅橫向布置為欄桿0.35m、非機(jī)動(dòng)車道5ml隔離柵0.4m、車彳f道12.25m及防撞護(hù)欄0.5m,總、計(jì)18.5m,總、寬46m5）通航等級(jí)：三級(jí)航道，凈 70 7m6）主跨跨徑：49+82+497）

2、水位標(biāo)高：最高通航水位為 2.98m8）地質(zhì)資料：見附圖9）承臺(tái)構(gòu)造，尺寸：見附圖10）樁的型式：鉆孔灌注樁（C25混凝土）11）承臺(tái)為混凝土等級(jí)C3012）設(shè)計(jì)控制荷載15#墩右幅承臺(tái)地面控制中心處設(shè)計(jì)控制荷載為N=60000kN（J ）、H=600kN。）、M=6204kN m（）。2 .樁基礎(chǔ)的選擇本橋樁基礎(chǔ)選擇低樁承臺(tái)，其基礎(chǔ)全部埋入土中（樁的自由長(zhǎng)度 為零），而且承臺(tái)也埋入土中一定深度（2.5m）,所以在計(jì)算其承受水 平力的土抗力時(shí)，還要考慮承臺(tái)側(cè)面土抗力參加工作。 其樁身內(nèi)力和 位移量都較小，穩(wěn)定性較好。相應(yīng)的施工方法采用鉆孔灌注樁施工,鉆孔灌注樁施工是采用機(jī)械成孔的施工方法，具有

3、造價(jià)低、無造影、無沖擊、無振動(dòng)、無污染等優(yōu)點(diǎn)，已被我國(guó)橋梁工程施工廣泛采用。3 .施工方法簡(jiǎn)介（1）埋設(shè)護(hù)管。（2）泥漿制備。（3）鉆孔。使用沖抓鉆孔法。（4）清孔。（5）鋼筋骨架組裝和吊安。（6）灌注水下混凝土。二.初步擬定基樁的樁長(zhǎng)、樁徑（豎向承載力的確定，要求考慮自重）承臺(tái)厚度，及樁身埋深見下圖。0.00-2.50I 7-50. 501 .擬定基樁的樁長(zhǎng)、樁徑初步擬定基樁樁徑為d=1.88m,承臺(tái)高度為12.5m,樁長(zhǎng)為h=428m, 基樁為彈性樁。2 .豎向承載力的確定P L 1（ui p acr）其中U =n ,d =n（1.6+0.1） = 5.97m （沖抓鉆鉆頭直徑增大 10-

4、20cm）I =48mII 1 ”p = " ili = （0.4 36 4.1 20 8.5 62 11.5 76 18 70 5.5 82）=66.84kPa l i448d 22A ="（一）2 u2.84m22二r -2mi0，I!% 1 k2 2（h-3”-=0.3 <0.4 ,查表 m0為 0.7 d-=竺=26.725,故一取0.72 （appendix:亞粘土為非透水d 1.8性土）L0 1 = 300kPak2查表得20.572加權(quán)平均數(shù)1 ,2 = 18.5 0.4 17.70 4.1 19.60 8.5 19.73 11.50 19.7 18 2

5、0.05 5.5148= 19.55KN /m3h =48m 之40m 按40m 算；R =2 0.7 0.72 300 2.5 19.55 （40 - 3） I - 2125.242kPa得 Pl-12.。？ 48 66.84 1.77 2125.242） = 9949.76kN 2樁的根數(shù)估算可用公式n = NN,卜取1.2n W.2600009949.76= 7.236 電 8 （根）設(shè)兩排，總共16根樁布局如下圖1600三.樁基位移及內(nèi)力計(jì)算1 .樁的各計(jì)算參數(shù)確定樁的計(jì)算長(zhǎng)度：bi = K . Ko K d查表K曲2.9Ko=1+ 工dh =0.9 (1 d) K1 -b'

6、LK =b'0.450.6 %1 -0.4540.940.63 2.8得 b1 =0.9 2.8 0.94 = 2.115mhm =2(d +1) =2父(1.8+1) =5.6m ,在 hm深度內(nèi)有三種土層：h1 =0.4m,h2 =4.1m,h3 =1.1m地基土比例系數(shù):mh%2 m2 (2h1 h2)h2 m3 (2% 2h? h3)h3m =2hm查閱資料，內(nèi)差得 m1V9.5, m2 =3 m3 -15.4_2_一 一一9.50.4320.0915.411.114=7426kN / mEI =0.67 EhI h =0.67 2.8 107二 1.864= 9.65 106

7、 KN m25.622 .樁的變形系數(shù)口計(jì)算二5mb5 7426 2.115=0.277樁在最大沖刷線以下深度為48m則價(jià) =0.277x48 = 13.296 a 2.5為彈性樁3 單侍 “力” 作田后內(nèi)Q巾劇繡卜疝t方玄力卜亦為=(0) = (0) _ = (0) = (0)3 . I" yJIF /T /nJ 口 Pd 申加J> "土Q白 qq , &qm &mq , 6 MM計(jì)算因?yàn)闃兜淄翞榉菐r類土，且口 h =13.296 >2.5 ,所以心=0,按%=4.0查表.、QM.(0)“MMB3D4 -B4D32.4413 .I二 EI1：2

8、ei二 EIA3B4 -A4B4B3c4 -B4c3A3B4 -A4B3A3c4 - A4 c30.2773 9.65 1062.4410.2772 9.65 1061.751A3 B4 - A4 B3 0.2772 9.65 106= 1.19 10m KN= 2.19 10上 m KN= 0.66 10“m KN4 .單位“力”作用樁頂時(shí)樁頂變位6hh、Mm =%H、6MM計(jì)算l0是地面線以上樁柱自由長(zhǎng)度，為10m。, n(0)-一.一 (0)、HH 一、QQ ;、HM一、MH 一、QM ;、MM 一、MM5 .樁頂發(fā)生單位變化時(shí)樁頂產(chǎn)生內(nèi)力已、P2、P3、P4計(jì)算12,則 C°

9、=mohn為樁底面地基土的豎向比例系數(shù)，樁底地基土Il =0.03,所以m0 =19600KN.m4C0 =19600 48 = 960400 KN. m2$h tan = 2.83m , 2m422A - -： 22 = 12.57m2樁身截面積:.22=2.54m2八二 d二 1.8A =44= 2.38 10611，=：=1 上 10.5 481EA C0A02.8 1 07 2.54 0.96 1 06 1 2.57：2MM' HH , MM - " MH0.66 10_5 _4_6 21.19 100.66 10 - 2.19 10= 2.16 105HHMH

10、9;MM - 'MH：4、'HH-2'HH ''MM - 'MH2.19 10 上21.19 100.66 10 - 2.19 10= 7.16 1051.19 10.21.19 10缶 0.66 10-4 - 2.19 10= 3.89 106（Xi為第i根基樁至y軸距離，設(shè)兩排柱之間的間距為 4m）7 .承臺(tái)變位也、久計(jì)算b0 =bb6000019.04 106= 3.15 10&m|.|.；H - ：1M 107.28 106 600-(-5.728 106 6204)-4-=二二T = 6一55父 10 m丁臣 ；1.728 10

11、6 107.28 106 -(5.728 106)2 5= 9.28 10 rad1.728 106 6204-(-5.728 106 600)1.728 106 107.28 106 - (5.728 106)28 .樁頂分配作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值P, Hi, Mi計(jì)算3567938.73Pi = bo 二 P0Xi * = 3.15 10- _9.28 10- 22.38 106KN7055.27Hi =1 0：2- ：0；3 = 6.55 10 42.161059.28107.16105= 75.04KNMi =B0d4_ ：0 % =9.28 10-53.89106-6.5510 27.1

12、6105= 107.99KNM校核：“ npi =4 (7938.73 7055.27) = 59976KN : 60000KNnHi =8 75.04 = 600.3KN ： 600KN、，一4，八八八、八，八八八“ piXinMi=4 -(7938.73 - 7055.27)8 (-107.99) = 6203.7669 .局部沖刷線處樁柱變位計(jì)算X。=H° 一 M0、：QQ =Hi、：qQ m.QQ= 75.04 1.19 10，-107.99 2.19 10上= 6.565 104mm：'j0 - -(h0 =；mq ' m 0- MM)=h：mq , m i

13、MM= 75.04 2.19 10 * -107.99 0.66 10上=-9.31 10 rad10 .局部沖刷線一下深度Z處樁身各截面內(nèi)力計(jì)算2中 0M 0cH 02.八 1MZ =二EI(X0A3丁 B3 aC3, D3)= ：EIX0A3：EI： J 0B3M0C3-H0D3計(jì)算得：2EIX0 =0.2772 9.65 102 6.565 10' =486.1二 EI 0 =0.277 9.65 102 (-9.31 10。=-248.861H0 a75.040.277= 270.9貝 U Mz =486.10A3 - 248.86B3 -107.99C3 270.9D3樁身截

14、面配筋只需彎矩，不會(huì)發(fā)生剪切破壞，在此只計(jì)彎矩。CL2aZb3的d30O. 30100010-107- 990.10. 3010. 332226-0. 00017-CL 00001101-80. 98010.20. 3010. 664452-0. 00133-S 000130. 999990. 2-54. 42210.30. 3010. 996678-0. 0045-0. 000670. 99994S 3-28. 73420.40. 3011. 328904-0. 01067-0/002130. 999740. 39998-4. 263960.5O. 3011.66113-0. 02083-0

15、. 005210. 999220. 4999118. 690950.60. 3011. 993355-0. 036-o. 010s0. 998060. 5997439, 877150.70. 3012. 325531-0. 05716-0. 020010. 99580. 69935p. 111690. 80. 3012. 657807-0. 08532-0.034120. 991310. 79854235980. 90. 3012. 990033-0.12144-0. 054660. 985240. 8970591.1854810. 3013. 322259-0.16652二0. 083290

16、. 975010. 99445103. 88741,10. 3013. 654485-0. 22152-0.121920. 959751,739016114. 341LL20. 3013.986711-0.28737-0+17260. 937831.18342122. 5749L30. 3014. 318937-0. 36496-0. 23760. 907271.2732128. 6559L40. 3014. 651163-0. 45515-0. 319330. 865731.35821132.669L50. 3014. 9833897.5587-0. 420390. 81054L 43681

17、34. 7331L60. 3015. 315615-0. 67629-0.543480. 738591.50695134. 9783L70. 3015. 647841-0. 30848-0. 691440. 646371.56621133. 5544L80. 3015. 980066-0. 95564-0. 867150. 529971. 61162130. 6187L90. 3016. 312292-1.11796-1.073570. 385031.63969126. 340920. 3016. 644518-1. 29535-L 313610, 206761.64628120. 88462

18、.20. 3017. 30897-1. 69334-L 90567-0. 270871.57538107. 13422.40. 3017. 973422-2.14117-2. 65329-0. 948851. 352019U, 689432.60. 3018. 637874-2. 621267. 59987-1. 377340. 9167972. 761522.80. 3019.3023267.10341-4. 71748-3.107910.1972954. 4935330. 3019. 966777-3. 54058-5. 99979-4. 68788-0. 8912636. 833633.

19、50. 30111. 62791-3. 91921T.54367-10. 3404-5.854020, 71551340. 30113. 28904-1. 61428-IL 7307-17. 9186-15, 0755-14. 3328由表可知，最大彎矩設(shè)計(jì)值為 Md =134.9783KN .m, Z=5.31m其軸向力設(shè)計(jì)值q 二 A P =2.84 25 =71KN. m 11Nd = P (-qZ U Z) 22= 7938.73 (0.5 71 5.31 -0.5 5.97 62 5.31) = 7144.5KN根據(jù)Md和Nd按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。11 .樁柱頂水平位移驗(yàn)算:=X0-%(h1 也)%、= 1(nh3 h3) nh2 %(% h2)外 h2 nhQA %)EiI-32EiIi式中hi =h2 =0 ,所以A = 0,故：=X0 = 0.657mm水平位移容許值k】 = 5.0/L = 34.6>A ,所以滿足要求.縱向鋼筋采用HRB33駁鋼筋，f 'sd =280Mpa , , fcd =51Mpa , 丁0 =1?；炷帘Ｗo(hù)層厚度采用70mm采用e28鋼筋，外徑為31.6mmMd =134.9783KN mNd -7144.5KNrs =900 -(70 31.6/2) =814.2mm rsg = - =0.905 r48L0