基础工程课程设计报告双线高速铁路某桥墩基础设计.docx
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1、课程名称:基础工程设计题目:双线高速铁路某桥墩基础设计 院 系: 土木工程系 专 业: 铁道工程 年 级: 二零零八级 姓 名: XXXX 指导教师: XXXXX 西南交通大学峨眉校区 2011 年6月5日课 程 设 计 任 务 书专 业 铁道工程(桥梁组) 姓 名 XXX 学 号 XXXX 开题日期: 2011 年 5月 20日 完成日期:2011年 6月 5 日题 目 一、 设计的目的通过本课程设计,要求学生熟悉基础设计的方法,掌握基础设计的基本理论,培养综合应用基本知识和基本理论的能力。二、 设计的内容及要求设计具体内容见任务书:通过本课程设计,要求学生熟悉:1综合分析设计资料,对三种常
2、用的桥梁基础类型(刚性扩大基础、桩基础和沉井基础)的技术合理性进行比较(限于课时,本次课程设计不考虑造价因素),选择较为合理的基础方案。2对选定的基础方案进行详细设计。3初步决定修筑基础的施工方案。三、指导教师评语 四、成 绩 指导教师 (签章) 年 月 日目录一、工程概况3二、工程地质和水文地质3三、设计荷载41、恒载4(1)结构构件自重4(2)附属设施重(二期恒载)42、活载4四、设计步骤51.支座反力的确定:5(1)基底以上墩及土的重量和的计算5(2)附加力(风力)6(3)主力72.基础的选择与检算11(1)选定桩基类型11(2)选择桩材与桩径11(3)拟定承台底面平面形状及尺寸13(4
3、)桩与承台连接方式14(5)求R和桩数检验14(6)求桩顶荷载15(7)基桩竖向抗压承载力验算16(8)水平承载力检验16(9)承台抗冲切验算16(10)承台底面形心处的位移计算17(11)桩基检算223.基础配筋25(1)判断大小偏心26(2)应力检算27(3)稳定性检算27(4)单根桩材料表27五、施工图绘制27六、规范及参考书27某高速铁路桥梁桥墩基础设计设计任务一、工程概况该桥梁系高速铁路干线上的特大桥(复线),线路位于直线平坡地段。该地区地震烈度较低,不考虑地震设防问题。桥梁及桥墩部分的设计已经完成,桥跨由8孔32m预应力钢筋混凝土整体箱梁组成,见图3-1和图3-3。二、工程地质和水
4、文地质场地处的地质剖面见图3-2,相关土工试验资料见表3-1。水文资料见图3-1。表3-1 土工试验成果表土层编号及名称地质年代比重Gs重度g/kN/m3含水量w/%液限wL/%塑限wp/%jc/kPa渗透系数k/cm/s压缩系数a/MPa-1地基承载力特征值(kpa) 软粘土Q42.7214.991.585.055.061710.12.8E-80.494100 砂粘土Q42.6918.834.543.028.0120519.43.4E-70.112190 粗砂中密Q32.6019.526.2/2432/2.7E-10.011350 强风化砂岩K饱和单轴抗压强度 R=2.4MPa 中风化砂岩K
5、饱和单轴抗压强度 R=6.7MPa三、设计荷载1、恒载(1)结构构件自重按铁路涵设计基本规范(TB10002.1-2005)采用。按照图纸提供采用梁的自重:钢筋混凝土重度25,梁体混凝土用量259.8则:= (2)附属设施重(二期恒载)轨下枕底道碴厚度为35cm。包括钢轨、道碴、轨枕、防水层、保护层、人行道遮板、声屏障、挡碴 墙、电缆槽竖墙、盖板等重量,直线梁按184kN/m计算,曲线梁按198kN/m计算。则:=。2、活载列车竖向活载纵向计算分别采用ZK标准活载。恒载图示:图2 恒载作用简图(尺寸单位:mm)四、设计步骤1. 支座反力的确定:根据提供的上部结构恒载及活载,分双线纵向主附两孔满
6、载、双线纵向主附一孔轻载两种情况。先计算四个支座的支座反力,再把荷载计算到承台底面形心处。(1) 基底以上墩及土的重量和的计算墩台自重G的计算:顶帽及托盘钢筋混凝土用量:66.63;墩身混钢筋混凝土用量:83.62;吊篮:一个桥墩:Q235钢材(12h+1529.3)kg;涂装面积:72.43(重量可忽略);支承垫石钢筋混凝土用量:2.8。底座钢筋混凝土用量:土的重量:基底以上土的体积:;该土为软粘土,其重度。该体积的软粘土重量:(2) 附加力(风力)计算公式:式中:风荷载强度(Pa);基本风压值(Pa),查规范取550Pa;风载体型系数,L/b=2.19取1.1;风压高度变化系数,取1.0;
7、地形、地理条件系数,取1.0。桥上有车时按上式值的80%计算。a) 顶帽风力迎风面积:顶帽风力=0.4842.1=1.12kN对基底产生的矩为:1.12(0.188+14.2)=16.1kNmb) 墩身风力迎风面积=67.4m2墩身风力=67.40.484=32.62kN对基底产生的矩为:32.628=292.96kNm总的纵向风力H=1.12+32.62=33.72kN,取34kN。(3) 主力支座编号:图3 支座编号(横向)简图a) 情况1:双线纵向主附两孔满载图4 两孔满载简图(尺寸单位:mm)列车活载动力系数:,结构计算跨度,单位m本设计:此时支座反力计算:左跨部分:由对称性:此时荷载
8、计算到承台底面形心处:图5 两孔重载时承台地面受力简图对应于荷载效应标准组合时,上部结构传至承台底部的竖向力;基底以上基础、土等的自重之和。b) 情况2:双线纵向主附一孔轻载图6 单孔轻载简图(尺寸单位:mm)此时支座反力计算:左跨部分:由对称性: 右跨部分:由对称性:此时荷载计算到承台底面形心处:偏心距e=1.7+0.7=2.4m竖向合力和风力产生的偏心矩。图7 单孔轻载时承台底面受力简图2. 基础的选择与检算(1) 选定桩基类型考虑桩基为低承台,采用钻孔灌入桩,确定设计为端承桩。(2) 选择桩材与桩径图8 土层分布图a) 桩身采用C25混凝土。b) 设计桩径采用d=1m,成孔桩径为1.05
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