基础工程课程设计某铁路桥梁桥墩基础设计

课程设计课程设计 课程名称：基础工程课程名称：基础工程 设计题目：设计题目： 某铁路桥梁桥墩基础设计某铁路桥梁桥墩基础设计 院院系：系：土木工程系土木工程系 专专业：业：检测检测 1 1 班班 学学号：号： 姓姓名：名： 指导教师：指导教师： 西南交通大学峨眉校区西南交通大学峨眉校区 20132013 年年 1111 月月 1515 日日 课课程程设设计计任任务务 书书 专专业业检测一班姓姓名名学学号号 20117565 开题日期开题日期：年年月月日日完成日期：完成日期：年年月月日日 题题目目 某铁路桥梁 3 号桥墩基础设计 一、设计的目的一、设计的目的 地基基础设计的目的是根据上部结构的使用功能和结构形式在确定的场地 条件下选择适宜的低级基础方案并确定其技术细节， 使设计的地基基础在预定的 使用期限和规定的使用条件下能够安全正常地工作， 在此基础上满足降低造价和 保护环境的要求。 二、设计的内容及要求二、设计的内容及要求 检算相关内容，设计满足要求的刚性基础，绘制基础横断面、平面图。该课程设计 主要按如下步骤进行： 1.收集相关的设计资料 2.初步确定地基基础的技术方案 3.地基基础的技术设计 4.绘制施工图，计算工程数量，编制工程概预算 三、指导教师评语三、指导教师评语 四、成四、成绩绩 指导教师指导教师( (签章签章) ) 年年月月日日 设计计算说明书设计计算说明书 第一章设计资料第一章设计资料 1.11.1 工程概述工程概述 该桥梁是某Ⅰ级铁路干线的特大桥，路线为单线平坡，不考虑冲切荷载 等。该地区地震强度较低，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预应力钢筋混凝土梁， 1 孔 48m 下承式钢桁梁和 8 孔 32m 预应力筋混凝土梁组成。 3 号桥墩的已知设计资料如下图： 1.21.2 工程地质与水文地质工程地质与水文地质 土工试验成果表 土 层 编 号 及名称 地 质 年 代 比 重 Ｇs 重 度 γ (kN/ m) 14.9 18.8 19.5 含 水 量 Ｗ (%) 91.5 34.5 26.2 液 限塑 限 ＷlＷp (%)(%) 85.0 43.0 55.0 28.0 θ 渗透系 c数Κ (kPa)(cm/s) 2.8E-8 3.4E-7 2.7E-1 压 缩 系 数 a /MPa6 0.494 0.112 0.011 ①软粘土 ②砂粘土 ③ 粗 砂 中 密 ④ 强 风 化 砂岩 ⑤ 中 风 化 砂岩 Ｑ42.72 Ｑ42.69 Ｑ52.60 K K 6°17′10.1 12° 05′ 24° 32′ 19.4 饱和单轴抗压强度 R=2.4MPa 饱和单轴抗压强度 R=6.7MPa 1.31.3 设计荷载设计荷载 各桥墩作用于设计低水位处的设计荷载（高程 22.00m 处） 墩 位 号 1-6 8-9 两孔满载（低水位） N 8858.2 HM 一孔重载（低水位） NHM 一孔轻载（高水位） NHM 一孔轻载（低水位） NHM 406.72720.17956.4 409.52739.18812.1 406.72720.17956.4 406.73160.16130.4402.73039.87334.6 409.53786.46173.3405.53061.17385.9 406.73160.16130.4402.73039.87334.6 406.73055.7 409.543077.1 406.73055.7 7、108920.2 11-178858.2 13355.0613.24100.911995.4613.24764.39242.5607.14582.911058.0613.2606.9 注：1.桥梁位于直线平坡地区，故只考虑纵向荷载组合。 2.竖向力 N 和水平力 H 的单位为 KN,力矩 M 的单位为 KN-m，H 和 M 的符号相同 表示两者对基础的转动效果相同。 设计依据设计依据 本次课程设计的依据为本课程设计指导书和相关的规范。 第二章设计内容第二章设计内容 根据 3 号桥墩所在位置的地质、 水位状况以及经济考虑， 选择刚性扩大基础。 根据在有冲刷处，铁路基础基底应在墩台附近最大冲刷线以下的相关规定。 考虑河床坡度， 3号墩台处的河床高程为16.88m， 总冲刷深度16.78—9.94=6.84m， 同时此桥为大桥， 所以基底埋深应=3.0m。 相关规定表示，墩台基础最小襟边要求为20-25cm，C15 混凝土的容许刚性 角[β]=40°，每层台阶的厚度不小于 1m。 3 号桥墩下有 7.94m 厚的砂粘土、11，1m 厚的中密粗砂。综上所述，拟定尺 寸， 两个台阶的基础， 基础埋深 （基础底面至一般冲刷线） 4.06m， 各襟边长=0.8。 基础深度=2m，刚性角β为 38.7°，基础应埋如有承载力的地基中以避免过分沉 降，将中密粗砂作为持力层。 根据设计资料，可计算出 第三章技术设计第三章技术设计 新增加的力的计算 1.墩身自重N 1 墩身增加高度 L1=18.000-（28.15-22）=11.850m 低水位处面积 A13.8*3.015*3.015^2/4 18.596m 墩底面积 A2 =3.8*4.2+π*4.2^2/4=29.814 ㎡故 2 体积 V1 = 1/3*11.850*(18.596+29.814+29.81418.596)=218.703m 墩身自重N 1 =V1*23=5030.169KN 2.基础自重N 2 基础体积 V2=10.400*6.600+(10.4-1.2)*(6.6-1.2)=118.32m 基础自重N 2 =V2*23=2721.36KN 3.基础上覆盖土中N 3 基础上覆土面积 A3=10.400*6.600-29.814=38.826 ㎡ 基础顶面上覆土只有 2 号砂粘土  =18.8=18.8KN/m^3 G 3 3 基础上覆盖土中N 3 = A3* *3.06=38.826*8.8*3.06=1045.507KN 1. 浮力N 4 高水位处墩身面积 A4=3.8*2.82+*2.82^2/4=16.962 ㎡ 低水位处墩身面积 A4=3.8*3.015+*3.015^2/4=18.596 ㎡ 墩底面积=29.814 ㎡ 桥墩浸入水下体积 高水位V4=1/3*（29.814+16.962+16.962 29.814）*19.55=349.393m 低水位V4=1/3*（29.814+18.596+18.596 29.814）*13.85=255.614m 故浮力 高水位N 4 =-（349.393+118.32）*10=4677.13kN 低水位N 4 =-(255.614+118.32)*10=3739.34kN 第四章第四章 基础检算基础检算 1、基础本身强度检算 基础纵向、横向的刚度角[]，故纵向、横向皆满足基础强度要求。 2、基底压应力及偏心检算 持力层为中密粗砂，其基本承载力σ0=400KPa，修正系数k 1 3，k 2 5， 允许承载力[] 验地基基础压应力偏心距倾覆与滑动稳定性 3 3 因持力层为透水层