桥梁设计师-14 承台基础示例.pdf
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1、豪土木桥梁设计师视频文档14承台基础示例14承台基础示例1.本文目的本文的目的是,通过一个承台桩基础示例的演示,使用户掌握在“桥梁设计师”中承台桩基础的设 计过程。2.系统支持设计师102版本承台桩基础的主要依据:公路桥涵设计通用规范(J TGD60-2004)公路桥涵地基与基础设计规范(J TGD63-2007)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(J TG D62-2004)以下各节中的基规指的是公路桥涵地基与基础设计规范(J TG D632007),通规指的 是公路桥涵设计通用规范(J TG D602004),混规指的是公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥 涵设计规范(J TG D6220
2、04)。依照了个别条文或参考的规范:建筑桩基技术规范(J GJ 94-94)上海市工程建设规范地基基础设计规范(DGJ 08-1 1-1 999)铁路桥涵地基和基础设计规范(TB 1 0002.5-2005)铁路工程设计技术手册桥涵地基和基础承台支持矩形和圆端形两种形式,支持整体式和分离式基础,分离式基础支持设置承台系梁,桩基 支持圆桩及方桩。按如下流程可以在一个已建好的下部结构中进行基础部分的设计。图3-14.工程示例第1页共23页豪土木桥梁设计师视频文档14承台基础示例4.1 工程概况为使大家比较直观的了解桥梁设计师中承台桩基础的设计过程,下面我们以一个矩形整体式承台桩基础为例来介绍,承台
3、下接圆桩,纵向设3排,各排的横向的个数为5,4,5o(图O由f.1:12515.163 厂!防震掇180.2嬲中心线支座中心级后计道 路37目L超W 1:125160 7125 0.000 0.000图 4-1-1基础平面1-1254.2 基础构造参数输入构造参数在塞冠标签中填写。(图4-2-1)图 4-2-1 基础总体信息 基础型式:加蟀承台基础。承台中心线距桥墩中心线:偏位方向为定位线的法向。基础定位线在墩(台)定位线的前侧为正、第2页共23页 同豪土木桥梁设计师视频文档14承台基础示例后侧为负。墩以大桩号侧为前、小桩号侧为后;台以靠近桥孔为前、远离桥孔为后。基础横桥向偏位:偏位方向为定位
4、线的法向。基础定位线在墩(台)定位线的左侧为负、右侧为 正。墩由小桩号面向大桩号定义左右;台于桥孔面向桥台定义左右。因程序默认承台横向中心 与其上所接的墩柱的横向中心对齐,故此项无效。基础计算:若不对基础进行计算,则无需填写“基础计算”部分的参数;若要对基础进行计 算,则单击“基础计算”按钮填写相关参数,具体的参数填写在基础计算参数输入部分详细描 述。承台构造图 4-2-2 承台形式:龙形(图4-2-3a),圆端形(曾4-2-3b),圆形承台暂不开放。本例选择矩形。图 4-2-3a 图 4-2-3b 承台横桥向宽度:宽度方向为桥墩中心线或桥台背墙前缘线方向。程序自动根据横向尺寸判 断承台桩基础
5、为整体式或分离式,若承台横向尺寸大于最外侧两个墩柱的距离则为整体式,若 承台横向尺才小于或等于最外侧两个墩柱的距离则为分离式。设置承台系梁:若为整体式承台不能设置承台系梁,否则构件诊断会报错。桩基构造:桩基截面形式:圆桩,方桩。桩顶加粗:若采用圆桩,可在桩顶设置加粗,方桩不支持桩顶加粗。加粗段高度:不包括埋入承台的长度。桩边长:方桩的桩基边长,250mmW桩边长W500mm,只支持以50mm为模数定义。第3页共23页豪土木桥梁设计师视频文档14承台基础示例 方桩自上而下分节长度:若采用方桩,可将桩分多节预制安装。各桩节长度采用一维数组形式表示;如方桩自上而 下分节长度为J000 2*6500(
6、图4-2-4)o 方桩桩尖高度=从伸进承台内的桩顶到桩尖的总长度(可用高程差计算)一方桩自上而下 分外长度的和;方桩桩尖高度不能小于lO O mmo图 4-2-4 桩基平面布置班基平面布置图 4-2-5a第三排桩,根数为5第二排桩,根数为4第一排桩,根数为5图 4-2-5b 桩根数:桥墩按小里程到大里程方向、桥台于桥孔面向桥台方向由近及远逐排定义。桩横向间距:桥墩按小里程到大里程方向、桥台于桥孔面向桥台方向由近及远逐排定义;各 排桩的中心与承台宽度中心对齐。若横向单根桩(图4-2-5C)或单个间距(图4-2-5d)则等间 距布置,若两个及以上间距且等间距布置时则如图4-2-5b所示;若两个及以
7、上间距且不等间 距布置(图4-2-5e)时则第一间距为左侧第一个桩与承台左侧边缘的距离,依次从左到右定义 桩距,当桩距数不足时以最后输入的桩距自动补齐。第4页共23页桥梁设计师视频文档14承台基础示例桩基平面布置横桥3图 4-2-5c一,图 4-2-5d第5页共23页 同豪土木桥梁设计师视频文档14承台基础示例图 4-2-5e 桩排间距:桥墩按小里程到大里程方向、桥台于桥孔面向桥台方向由近及远依次定义垂直于 桥墩中心线或桥台背墙前缘线方向的间距,第一个值指桩排中心到承台横边的距离。承台设计 横桥向主筋在纵桥向主筋的位置、水平分布钢筋在竖向钢筋的位置:意义参见图427。纵向主筋Z竖向架立筋:台底
8、钢筋网横向架立筋横向主箭纵向架立筋广工/水平分布钢筋竖向钢筋3横桥向顶底层钢筋的布置形式、(图 4-2-8a)。纵向主筋图 4-2-7纵桥向顶底层钢筋的布置形式:程序都支持了 6种布置形式第6页共23页桥梁设计师视频文档14承台基础示例 水平钢筋布置形式:程序支持了 4种布置形式(图4-2-8b)0用户可通过下拉框选择需要的形 式。图 4-2-8a 图 4-2-8b是布设置底层钢筋网、设置横桥向架立钢筋、设置纵桥向架立钢筋、设置竖向架立钢筋:各 钢筋形状及位置参见图4-2-7。圆桩顶伸入承台的箍筋方式:不伸入,焊环筋,分离螺旋筋,整体螺旋筋,各种形式参见图4-2-9o本例中采用整体螺旋筋。图
9、4-2-9 承台绘图承台绘图周桩立面主筋并置表达形式 单线 双线图 4-2-1 0 圆桩立面主筋并置表达形式:牵线(图4-2-lla)、双线(图4-2-llb)。第7页共23页豪土木桥梁设计师视频文档14承台基础示例 图块比例图块比例图块名称(1:scale)_ _圆桩钢筋位/断面)40承台钢筋位/剖面)承台系梁钢筋位/断面)方桩桩身钢筋位/断面)方桩桩身吊点钢筋方桩桩尖钢筋方桩接头钢筋图 4-2-1 2用户可通过以上表格设定各图块的比例,若用户不填写,则程序自动设定比例。也可以通过图纸布局修 改图纸比例,图纸布局的使用参见专题图框替换与图纸布局。4.3基础计算参数输入若要对基础进行计算,则输
10、入基础计算的相关参数;若不对基础进行计算,则不需进行这一部分的 操作,同时还应注意,当构件的才算标签中不勾选龙疗比蒙时,即使填写了基础计算参数也不能进行基 础计算。单击塞海标签中的基砂才算按钮(见图4-2-1)即可打开相关参数输入界面。(图431)承台基础 x|图 4-3-1笛rti女旧承台正截面承载力B承台斜截面承载力厂承台冲切承载力V承台局部承压承载力“群班基底应力厂群桩软弱下卧层应力“群班沉降量“单桩轴向承载力i“班身截面承载力“桩身截面裂缝V桩身截面应力P桩端应力17单桩沉降量 计算内容程序将计算用户勾选的计算内容。群桩作为整体基础计算时暂无偶然地震组合。承台正截面承载力、承台斜截面承
11、载力、承台冲切承载力验算 基本组合:按照基规第105条第1款第1)项计算基本组合,也即按照通规第第8页共23页桥梁设计师视频文档14承台基础示例4.1.6条第1款计算基本组合。偶然地震组合:若用户在自定义荷载中定义了地震荷载,则程序按照通规第4.L6条 第2款计算偶然地震组合,其中永久作用、可变作用、偶然作用均取标准值效应。偶然撞击组合:若用户在自定义荷载中定义了撞击荷载,则程序按照基规第105条 第1款2)计算偶然撞击组合。各项承载力的验算都按照混规第8.5条进行。正截面承载力验算时截面位置总是取墩 柱边缘处的盖梁截面,斜截面承载力验算时截面位置为各排桩靠近墩柱的侧缘与墩柱边缘 的连线确定的
12、截面,冲切承载力验算时破坏锥体采用自柱或墩台边缘至相应桩顶边缘连线 构成的锥体。承台局部承压承载力验算 基本组合:按照基规第105条第1款第1)项计算基本组合,也即按照通规第 4.1.6条第1款计算基本组合。偶然地震组合:若用户在自定义荷载中定义了地震荷载,则程序按照通规第4.L6条 第2款计算偶然地震组合,其中永久作用、可变作用、偶然作用均取标准值效应。偶然撞击组合:若用户在自定义荷载中定义了撞击荷载,则程序按照基规第1.0.5条 第1款2)计算偶然撞击组合。局部承压承载力的验算按照混规第5.7节或公路与工桥涵设计规范(J TG D61-2005)第4.0.1 1条对承台上与墩柱或基桩连接的
13、部位进行计算,并采用了以下规则:未配置间接 钢筋(不包括承台的底面受力纵筋),则按照公路万工桥涵设计规范4.0.1 1条进行承 载力验算。其中,混凝土轴心抗压强度设计值要求用户在界面上输入。配置了间接钢筋时,按照公路混规5.7节验算局部受压区的截面尺寸和局部抗压承载力。群桩基底应力验算 长期效应组合:按照基规第108条第1款进行,但参与组合的荷载类型按照第3.3.6 条第1款第2)项,仅包括结构自重、预加力、土重、土侧压力、汽车和人群效应,不计 汽车冲击。短期效应组合:按照基规第108条第1款进行组合,根据用户是否选择“汽车冲击 力参与地基竖向承载力验算组合”来确定是否计入汽车冲击。偶然效应组
14、合:若用户在自定义荷载中输入偶然荷载,则程序按照基规第1.0.8条第 2款进行组合,根据用户是否选择“汽车冲击力参与地基竖向承载力验算组合”来确定是 否计入汽车冲击。施工效应组合:若用户在自定义荷载中输入偶然荷载,则程序这一施工荷载进行验算,若 输入多个施工荷载程序给出最不利施工荷载的验算结果。群桩基底应力验算按照基规第422条、423条、424条及附录K进行。附录K中 的图K.0.1,当ey/d和ex/b小于0.30时直线内插求得人,大于0.3时按等于0.3处理。群桩软弱下卧层应力验算.长期效应组合、短期效应组合、偶然效应组合、施工效应组合:同群桩基底应力验算。程序按照基规第426条验算软弱
15、下卧层地基应力。程序计算每种组合各个最不利工 况下的软弱下卧层应力,每种组合均只输出应力最人的工况的验算结果。土中附加压应力系数a按附录M计算时,当z/b小于5时采用直线内插求得a,当大于5 时按z/b=4.6和4.8时的值直线外推求得a,若求出的a小于0则取0。当持力层以下某土 层的承载力基本容许值小于持力层的承载力基本容许值时,本程序认为此层土为软弱下卧 层。关于何时应验算下卧层,基规第426条的条文说明有相关内容,请用户自行把握。当程序判断有多个软弱下卧层时,只验算最上面一层。岩石地基不计算软弱下卧层。地基 承载力容许值抗力系数Y R的取值方法与基底应力验算相同。第9页共23页桥梁设计师
16、视频文档14承台基础示例 群桩沉降量验算 长期效应组合:按照基规第109条进行组合。按照基规第5.3.1 2条计算。当桩基为端承桩或桩端平面内桩的中距大于桩径(或边长)的6倍时,桩基的总沉降量取最大单桩沉降量;其他情况下,按基规4.3.4条按扩大 基础计算群桩沉降,并计入了最大桩身压缩量。单桩轴向承载力验算 长期效应组合:按照基规第108条第1款进行组合,但参与组合的荷载类型按照第 537条(及538条)使用阶段的短期效应组合,且仅包括结构自重、预加力、土重、土 侧压力和汽车、人群组合,不计汽车冲击。短期效应组合:按照基规第108条第1款进行组合,根据用户是否选择“汽车冲击 力参与地基竖向承载
17、力验算组合”来确定是否计入汽车冲击。偶然撞击效应组合:若用户在自定义荷载中定义了撞击荷载,程序按照基规第108 条第2款进行组合,根据用户是否选择“汽车冲击力参与地基竖向承载力验算组合”来确 定是否计入汽车冲击。磁工效应组合:用户在自定义荷载中输入了施工荷载,则程序对用户输入的施工荷载进行 验算,若输入多个不同名称的施工荷载则程序输出最不利组合的验算。单桩轴向承载力的验算按照基规第5.3节第5.3.15.3.8条进行,若单桩轴向承载力 按照上海规范计算则参考上海市工程建设规范地基基础设计规范(DGJ 08 1 1 1999)第 9.6.6 条。桩身截面承载力验算:基本组合:按照基规第105条第
18、1款第1)项计算基本组合,也即按照通规第 4.1.6条第1款进行。偶然地震效应组合:若用户在自定义荷载中定义了地震荷载,程序按照通规第4.1.6 条第2款计算偶然地震组合,其中永久作用、可变作用、偶然作用均取标准值效应。偶然撞击效应组合:若用户在自定义荷载中定义了撞击荷载,程序按照基规第105 条第1款2)计算偶然撞击组合。桩身内力计算按照基规附录P进行。圆桩按照混规第539条计算强度。由于规范此条只针对偏心受压构件,没有说明受 弯、受拉时的算法,故本程序对圆桩受拉和受弯的承载力不做计算。桩身截面裂缝验算:短期效应组合、长期效应组合:按照基规第105条第2款计算短期效应组合和长期 效应组合,也
19、即按照通规第4.1.7条计算短期效应组合和长期效应组合。圆桩按照混规第5.3.9条计算强度,按照第6.4.5条计算裂缝。由于这两条只针对偏心 受压构件,没有说明受弯、受拉时的算法,故本程序对圆桩受拉和受弯的承载力及裂缝不 做计算,强度和裂缝宽度都输出为0。方桩承载力计算总按照混规5312条执行,受拉也按该式计算,只是将Ng Nuy替换 为相应的受拉承载力。计算轴心抗压强度Nu0时考虑了稳定系数。由于受弯出现的概率很 小,为便于统一输出计算表格,不支持受弯构件强度的计算。桩身截面应力验算:短期效应标准值组合:按照通规第4.1.8条,应力验算时采用标准值组合,包含汽车 冲击。偶然地震效应组合:若用
20、户在自定义荷载中定义了地震荷载,程序按照通规第4.1.6 条第2款计算偶然地震组合,其中永久作用、可变作用、偶然作用均取标准值效应。偶然撞击效应组合:若用户在自定义荷载中定义了撞击荷载,程序按照基规第105第10页共23页同豪土木WWW桥梁设计师视频文档14承台基础示例条第1款2)计算偶然撞击组合。就T效应组合:用户在自定义荷载中输入了施工荷载,则程序对用户输入的施工荷载进行 验算,若输入多个不同名称的施工荷载则程序输出最不利组合的验算。钢筋拉应力容许值按混规(72.4-2)施工阶段验算的要求取定。混凝土压应力容许值按混规(7.1.5-1)预应力构件使用阶段的要求取定。桩端应力验算:.长期效应
21、组合、短期效应组合、偶然效应组合、施工效应组合:基规第P.0.5条未指 明验算何种组合,本程序验算了基规第537条定义使用阶段的四种组合。具体内容 的单桩轴向承载力验算。岩石地基基底应力重分布时 不考虑附加应力 与画加应力共同重分布歹m法计算时采用精确解法 厂基础为未破坏的旧桥基汽车荷载冲击系数 而“汽车冲击力参与地基竖向承载力蛉直蛆合厂指定沉降计算深度r指定沉降经蛉系数厂考虑承台侧面土对承台的约束影响V指定桩身计算长度(m)桩身计算截面(m)指定沉降或软弱下卧层计算时基底应力取值点距最大应力点b/承台附加弹簧X向刚度(kN/m)1承台附加弹簧Y向刚度(kM/m)单桩轴向承载力计算按钻(挖)孔
22、桩 桩端压浆钻(挖)孔桩 沉桩 C按上海规范计算地质信息 水文信息 自定义荷载|图 4-3-2 局部承压按培工计算时混凝土轴心抗压强度设计值:承台局部承压承载力验算时,若不配置 间接钢筋,则按照公路坊工桥涵设计规范(J TG D612005)第4.0.1 1条计算,此时程序要求输入混凝土轴心抗压强度设计值加。指定单桩计算宽度:若用户勾选此项,则需用户指定桩基计算时采用的X、Y的宽度;若用户 不勾选此项,则程序按照基规附录P的PO 1条计算,且考虑桩间距的影响。岩石地基基底应力重分布时:群桩作为整体基础计算时用到。基规第4.2.3和4.2.4条规定,岩石地基当偏心距超过核心半径时,仅按受压区计算
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