铁路桥墩桩基础设计(中南大学).doc

铁路桥墩桩基础设计学院土木工程学院班级姓名学号指导老师2基础工程课程设计任务书铁路桥墩桩基础设计一、设计资料1线路双线、直线、坡度4‰、线间距5M，双块式无碴轨道及双侧17M宽人行道，其重量为444KN/M。2桥跨等跨L311M无碴桥面单箱单室预应力混凝土梁，梁全长326M，梁端缝01M，梁高3M，梁宽134M，每孔梁重8530KN，简支箱梁支座中心距梁端距离075M，同一桥墩相邻梁支座间距16M。轨底至梁底高度为37M，采用盆式橡胶支座，支座高0173M，梁底至支座铰中心009M。3建筑材料支承垫石、顶帽、托盘采用C40钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，桩身采用C25混凝土。4地质及地下水位情况标高M地质情况厚度M标高地质情况厚度M36793629耕地053511231粗砂中密8836293079软塑砂粘土5512312231中砂中密10030792129粉砂9522312931砾砂（中密）702129～1989淤泥质砂粘土松软1429314631硬塑粘土1701989～351细砂中密234土层平均容重＝20KN/M3，土层平均内摩擦角28。地下水位标高＋305。35标高梁顶标高54483M，墩底＋3331M。6风力Ω＝800PA桥上有车。7桥墩尺寸如图1。二、设计荷载1承台底外力合计双线、纵向、二孔重载N1862907KNH3415KNM467175KN双线、纵向、一孔重载1753494KN，H3415KN，M476257KNMN2墩顶外力双线、纵向、一孔重载25344KN，＝89316KNM。HM三、设计要求1、选定桩的类型和施工方法，确定桩的材料、桩长、桩数及桩的排列。2、检算下列项目（1）单桩承载力检算（双线、纵向、二孔重载）；（2）群桩承载力检算（双线、纵向、二孔重载）；（3）墩顶水平位移检算（双线、纵向、一孔重载）；（4）桩身截面配筋计算（双线、纵向、一孔重载）；（5）桩在土面处位移检算（双线、纵向、一孔重载）。3、设计成果（1）设计说明书和计算书一份（2）设计图纸（2号图，铅笔图）一张（3）电算结果四、附加说明1、如布桩需要，可变更图1中承台尺寸；2、任务书中荷载系按图1尺寸进行计算的结果，如承台尺寸变更，应对其竖向荷载进行相应调整。45基础工程课程设计计算书铁路桥墩桩基础设计一、确定基桩几何尺寸及桩数1、承台及桩身采用C25混凝土。2、设计桩径取，钻孔灌注桩；采用旋转式钻头。MD013、考虑选择较硬土层作为桩端持力层，根据地质条件，将桩端定在粗砂层。桩端全截面进入持力层的深度，对于砂土不宜小于15，所以选择桩长D，标高为669M处，桩端进入持力层深度为318M。40L4、确定桩数N，其中，Μ为经验系数，桥梁桩基采用NP13～18。计算单桩容许承载力AMLFUI021其中（A按设计桩径计算），278504MDAU9301钻孔灌注桩桩底支撑力折减系数40由于，故LD02236KDK查铁路桥规，地基基本承载力深度修正系数，0KPA25K，桩侧土为不同土层，应采用各土层容重加权平均。25K32/71040531231MKN0226462510764KDKKPA软塑砂粘土MLPAF511，粉砂2249，淤泥质砂粘土LKF4303，细砂445FPAL，粗砂M1885，6∴单桩的轴向受压容许承载力012394529530145238014078561329IPUFLMAKPA取，则，取N8根。1867NNP二、承台尺寸及布桩1、承台尺寸采用图1中所示尺寸。2、查桥规知，当时，最外一排柱至承台底板边缘的净距不得小于DM且不得小于025M，且钻孔灌注桩的桩中心距不应小于，根据承台尺05D25D寸及以上布桩原则，取桩距为，桩的分布如下图所示3三、承台底面形心处位移计算1、桩的计算宽度和变形系数0BKF0其中，09,1/2FD桩间距14536316LHD∴，其中9805601BK02BN时，7因此，09281BM44416DI查铁路桥规，桩身采用C25混凝土时7301HEKPA764083014918/HAEIIM假定为弹性桩，承台底面下计算深度为，此深MD1452度内存在软塑砂粘土和粉砂需要换算M值。查表，取，160/N；，H527930114290/KN，。842212124265518765/4MHKM故0556780413BEI，是弹性桩，故假设成立。413425L2、单桩桩顶刚度的计算公式，其中1001LEAC，，，，50LML4KNAEH747103562103，侧摩阻力以扩散角至桩底平面得出半021CMKN径，大于桩间距15M，取，28TAN50TAN5414RLDM0DM22203769A6107011098540176KNLEC查表得4362LM48154MMHY，，则36241801810HIYM253093MEKN86540413801472310/MEIKNMRAD2、承台刚度系数的计算因为桩是对称布置，故6618091807/BN4525AKNM6310225741458732896810IINXKNMRAD由于是低承台桩基，故承台计算宽度BB10承台处于耕地软塑砂粘土中，取，46/MKN460251/HCM455022663437701050296108396150402610/1HAAHBKNMCRAD3、承台底面形心处位移计算双线、纵向、二孔重载N1862907KN,H3415KN,M467175KNM36764225721890710413950471536904629310BAAANMHMM6425791039510RAD双线、纵向、一孔重载N1753494KN,H3415KN,M476257KNM936764225721080749139510475139104623053BAAANMHMM642576919013950RAD4、托盘底面水平位移及转角计算DΔΒ假定墩帽、托盘和基础部分仅产生刚性转动，将墩身分为四部分，基本风荷载强度，桥上有车时风荷载强度采用，纵向水平风力等于风荷载KPA8080强度乘以受风面积。1和纵向风力引起的力矩H墩帽所受风力KN820657墩帽托盘所受风力64129托盘墩身风力12560/3803HK34/17N412956/0845K梯形形心轴距下边缘的距离计算公式为，其中A为下边长度，B为上边长度。32BAHY故，，M70托盘MY4951321Y08145将墩身分为四部分，如下图