资源描述
-目录1 设计任务书31.1 设计目的31.2 设计任务31.2.1 设计资料31.2.2 地质资料31.2.3 材料41.2.4 根底案41.2.5 计算荷载41.2.6 设计要求61.3 时间及进度安排61.4 建议参考资料62 设计指导书82.1 拟定尺寸82.2 荷载设计及荷载组合82.2.1 荷载计算82.2.2桩顶荷载计算及桩顶荷载组合82.3 桩基设计计算与验算102.3.1桩长确定及单桩承载能力验算102.3.2桩身力及配筋计算112.3.3单桩水平位移及墩台水平位移验算123 设计计算书133.1 设计拟定尺寸133.2 荷载计算及荷载组合133.3 桩基设计计算与验算143.3.1 承载能力极限状态荷载组合143.3.2 正常使用极限状态荷载组合173.4 桩基设计与验算203.4.1 桩长与单桩承载力验算203.4.2 桩的力计算213.4.3 桩身配筋计算244 钢筋构造图294.1 钢筋用量计算294.1.1 纵筋用量计算294.1.2 普通箍筋用量计算294.1.3 横系梁主筋用量计算294.1.4 横系梁箍筋用量计算294.1.5 加劲箍筋用量计算294.1.6 定位钢筋用量计算304.1.7 伸入横系梁箍筋用量计算304.1.8 钢筋总用量304.2 配筋图304.3 三视图304 参考文献311 双柱式桥墩钻灌注桩设计任务书1.1 设计目的：通过本课程设计，掌握承受竖向和水平力作用的单排桩根底的设计与计算，对相应规有一定的了解。1.2 设计任务：1.2.1 设计资料：我国*公路桥墩采用桩柱式桥墩，初步拟定尺寸如以下列图所示。其上部构造为28米钢筋混凝土装配式T型梁桥，桥面宽7米。设计汽车荷载为公路-级。 (单位：mm)1.2.2 地质资料：标高30.00米以上桩侧土为软塑亚粘土，其各物理性质指标为：容重18.5KN/m3，土粒比重G=2.70，天然含水量=21%，L=22.7%，P=16.3%；m=7000kN/m4；桩土极限摩阻力=40kPa；标高30.00米以下桩侧及桩底均为硬塑性土，其各物理性质指标为：容重19.5KN/m3，土粒比重G=2.70，天然含水量=17.8%，L=22.7%，P=16.3%， m=15000kN/m4；桩土极限摩阻力=65kPa；0=350kPa。1.2.3 材料：桩采用C25混凝土浇注，混凝土弹性模量Eh=2.85104MPa，所供钢筋有R235和HRB335。1.2.4 根底案：该桥墩根底由两根钻桩组成，旋转成。钻头直径即桩的设计直径取1.21.6m，桩底沉淀土厚度t=(0.10.3)d。上部柱直径为1.0m，在局部冲刷线处设置横系梁。1.2.5 计算荷载一跨上部构造自重G1见下表盖梁自重G2局部冲刷线以上一根桩重G3 最低水位： ，常水位：桩自重G4横系梁自重G5汽车荷载级活载在墩柱顶的反力双布载G6 =536.68KN，单布载G7(见下表)车辆荷载反力已按偏心受压原理考虑横向分布的分配影响。G7在顺桥向引起的弯矩(见下表)水平荷载：a.制动力：T=45.00KN,作用点在支座中心，距桩顶距离为12.6m。b.纵向风力：盖梁局部W1(见下表),对桩顶力臂为11.62m。墩身局部W2(见下表),对桩顶力臂为4.96m。荷载分组编号*个位G1G7M荷载分组编号*十位W11241540005.22241540015.23241539025.44243540035.852435400荷载分组编号*百位W2624353907243539013.08245040023.292450400024503901.2.6 设计要求确定桩的长度，进展单桩承载力验算。桩身强度计算，求出桩身弯矩图用坐标纸绘制定出最大桩身弯矩值及其相应的截面和相应轴力，配置钢筋，验算截面强度，计算出主筋长度，螺旋钢筋长度，钢筋总用量。验算墩顶纵桥向水平位移。绘制桩基布置图及桩身配筋图。全部设计计算工作、设计计算书编写在一完成按五天计，禁相互抄袭。全部设计文件采用课程设计专用设计用纸和课程设计资料袋。1.3 时间及进度安排：1布置设计容及准备相关参考书、设计规： 0.5天 2荷载计算及组合：0.5天3桩长确定及单桩承载力验算： 0.5天 4配筋计算及墩顶位移验算： 1天 5设计校核： 0.5天 6完成设计说明书： 1天 7完成设计图纸。 1.天1.4 建议参考资料规：公路桥涵设计通用规JTG D60-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规JTG D62-2004 公路桥涵地基与根底设计规JTG D63-2007 道路工程制图标准GB50162-92构造设计原理凌治平主编，人民交通根底工程凌治平主编，人民交通桥梁工程公路桥涵设计手册墩台与根底，人民交通2 单排桩根底课程设计指导书2.1 拟定尺寸 桩径：参考选择围：1.2m1.6m。 桩长：据所选定的持力层选择。摩擦桩的桩长不应小于4m，桩底端部应尽可能到达该土层的桩端阻力的临界深度。一般不宜小于1m。横系梁：梁高取0.81.0d；梁宽取0.61.0d。详见公路桥涵地基与根底设计规(JTG D63-2007)第5.2.5条第3款2.2 荷载计算及荷载组合2.2.1 荷载计算浮力的考虑参见公路桥涵设计通用规JTG D60-2004第4.2.4条墩柱自重应考虑常水位和最低水位两种情况。钢筋混凝土重度取25KN/m3；有效重度取15KN/m3。2.2.2 桩顶荷载计算及桩顶荷载组合参见公路桥涵设计通用规JTG D60-2004第4.1有关条款及公路桥涵地基与根底设计规(JTG D63-2007) 第1.0.5条1.0.11条有关条款。可列表计算 力荷载名称常水位最低水位N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1永久作用G1+G2+G3+G52汽车荷载，双跨3汽车荷载，单跨4制动力5风力W常水位荷载组合常水位按承载能力极限状态按正常使用极限状态N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1+21+31+2+4+5Nma*HMNHMma*1+3+4+5Nma*HMNHMma*最低水位荷载组合最低水位按承载能力极限状态按正常使用极限状态N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1+21+31+2+4+5Nma*HMNHMma*1+3+4+5Nma*HMNHMma*2.3 桩基设计计算与验算2.3.1 桩长确定及单桩承载能力验算桩长的计算可以根据持力层位置拟定，再根据单桩容承载力的验算来修正，也可以根据单桩单桩承载力的验算公式反算桩长。地基承载能力验算根据公路桥涵地基与根底设计规(JTG D63-2007) 第1.0.8条规定，验算荷载采用正常使用极限状态荷载组合。取能产生最大竖向轴向力Nma*的荷载组合作为控制荷载。G桩身自重与置换土重当自重计入浮力时，置换土重也计入浮力的差值gR地基承载力容值抗力系数。按公路桥涵地基与根底设计规(JTG D63-2007) 第条规定取值。Ra 单桩轴向受压承载力容值。由于R取值不同，应取永久荷载+汽车荷载及永久荷载+可变荷载两种工况验算。2.3.2 桩身力及配筋计算(1)计算桩的计算宽度圆形截面桩： (2)计算桩土变形系数 ，并判断桩是否为弹性桩(3)计算最大冲刷线处桩顶荷载按公路桥涵地基与根底设计规(JTG D63-2007) 第1.0.5条规定根底构造设计当按承载能力极限状态设计时，应采用作用效应根本组合和偶然组合本设计不考虑进展验算。控制荷载应取按承载能力极限状态设计时，能产生最大弯矩及相应轴力较小的工况进展验算。(4)桩身力计算可列表进展，相应格式可参照下表：求出桩身弯矩及剪力图用坐标纸绘制ZZ(5) 配筋计算a桩身最大弯矩值及其相应的截面位置确实定可由桩身弯矩图用坐标纸绘制确定图解法，也可计算出系数CQ后，查表求得数解法。b求出最大弯矩和相应轴力后，配筋计算及截面强度验算课参见构造设计原理有关偏心受压构件强度计算局部。最大弯矩及相应轴力应取设计值，要考虑荷载分项系数。桩基构造要求详见公桥基规第5.2.2条及5.2.5条第3款有关规定。钢筋布置要考虑：1主筋钢种、直径，与承台的联结式及主筋的截断；2箍筋的直径、间距，加强筋的设置。2.3.3 单桩水平位移及墩台水平位移验算作用效应按正常使用极限状态组合取最大冲刷线处，查表求得桩身水平位移*0 ，要求 。墩台顶水平位移验算参照教材有关章节。3 设计计算书3.1 设计拟定尺寸桩径：1.5m。桩长：14m。横系梁：梁高：1.2m 梁宽：1.2m3.2 荷载计算两跨上部构造自重 盖梁自重 冲刷线以上每根桩自重最低水位时：常水位时：桩自重每延米：第一层：第二层：横系梁：汽车荷载公路II级：双：单：水平荷载：制动力：风力： 力荷载名称常水位最低水位N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1永久作用G1+G2+G3+G51661.45001693.00002汽车荷载，双跨536.6800536.68003汽车荷载，单跨400040001264制动力0455670455675风力W08.275.3008.275.303.3 荷载组合计算3.3.1承载能力极限状态常水位N1212常水位H常水位M最低水位N1212最低水位H最低水位M3.3.2正常使用极限状态常水位N常水位H常水位M最低水位N最低水位H最低水位M常水位荷载组合常水位按承载能力极限状态按正常使用极限状态N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1+22745.090.000.002037.120.000.001+32553.740.000.001941.450.0088.201+2+4+52745.0950.41613.642037.1251.15623.482519.6969.31851.781+3+4+52049.7450.41613.641941.4551.1593.652385.7469.31984.08最低水位荷载组合最低水位按承载能力极限状态按正常使用极限状态N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1+22782.960.000.002068.680.000.001+32591.600.000.001973.000.0088.201+2+4+52782.9550.41613.642068.6851.15623.482557.5569.31851.781+3+4+52591.6050.41790.041973.0051.1593.652423.6069.31975.263.4 桩基设计与验算3.4.1桩长与单桩承载力长：面积：3.4.2桩的力计算计算宽度桩的变形系数计算局部冲刷线处的外力计算桩身力计算弯矩：ZAmBm0.00 00.00000 1.00000 0.00 975.26 975.26 0.32 0.10.09960.9997422.41 975.01 997.42 0.65 0.20.196960.9980644.32 973.37 1017.69 0.97 0.30.29010.9938265.28 969.23 1034.51 1.30 0.40.377390.9861784.92 961.77 1046.70 1.62 0.50.457520.97458102.96 950.47 1053.42 1.95 0.60.529380.95861119.13 934.89 1054.02 2.27 0.70.592280.93817.28 914.96 1048.24 2.60 0.80.645610.91324145.28 890.65 1035.93 2.92 0.90.689260.88407155.10 862.20 1017.30 3.25 10.723050.85089.71 829.84 992.55 3.57 1.10.747140.81410 168.13 793.96 962.09 3.90 1.20.761830.77415171.43 755.00 926.43 4.22 1.30.767610.73161172.74 713.51 886.25 4.55 1.40.764980.68694172.14 669.95 842.09 4.87 1.50.754660.64081169.82 624.96 794.78 5.19 1.60.737340.59373165.92 579.04 744.96 5.52 1.70.713810.54625160.63 532.74 693.36 5.84 1.80.684880.49889154.12 486.55 640.67 6.17 1.90.654390.45219147.26 441.00 588.26 6.49 20.614130.40658.20 396.52 534.72 7.14 2.20.53160.32025119.63 312.33 431.95 7.79 2.40.443340.2426299.76 236.62 336.38 8.44 2.60.354580.1754679.79 171.12 250.91 9.09 2.80.269960.1197960.75 116.83 177.58 9.74 30.193050.0759543.44 74.07 117.51 11.36 3.50.050810.0135411.43 13.21 24.64 12.99 40.000050.000090.01 0.09 0.10 由由附表B：剪力：ZAmBm0.00 01069.31069.310.32 0.10.98833-0.00753 68.5011523-2.261861466.23929090.65 0.20.95551-0.02795 66.2263981-8.39562157.83077710.97 0.30.90135-0.05820 62.4725685-17.48211644.99045251.30 0.40.83898-0.09554 58.1497038-28.698305229.45139861.62 0.50.76145-0.13747 52.7760995-41.293238611.48286091.95 0.60.67486-0.18191 46.7745466-54.6421258-7.86757922.27 0.70.58201-0.22685 40.3391131-68.141203-27.80208992.60 0.80.48522-0.27087 33.6305982-81.3639306-47.73333242.92 0.90.38689-0.31245 26.8153459-93.853731-67.03838513.25 10.28901-0.35059 20.0312831-105.3102242-85.27894113.57 1.10.19388-0.38443 13.4378228-115.4750834-102.03726063.90 1.20.10153-0.41335 7.0370443-124.162073-117.12502874.22 1.30.01477-0.43690 1.0237087-131.236022-130.21231334.55 1.4-0.06586-0.45486 -4.5647566-136.6308468-141.19560344.87 1.5-0.13952-0.46715 -9.6701312-140.322517-149.99264825.19 1.6-0.20555-0.47378 -14.2466705-142.3140364-.56070695.52 1.7-0.26359-0.47496 -18.2694229-142.6684848-160.93790775.84 1.8-0.31345-0.47103 -21.7252195-141.4879914-163.21321096.17 1.9-0.35501-0.46223 -24.6057431-.8446474-163.45039056.49 2-0.38839-0.44914 -26.9193109-134.9126732-161.83198417.14 2.2-0.43174-0.41179 -29.9238994-123.6934802-.61737967.79 2.4-0.44647-0.36312 -30.9448357-109.0739856-140.01882138.44 2.6-0.43651-0.30732 -30.2545081-92.3127816-122.56728979.09 2.8-0.40641-0.24853 -28.1682771-74.6534414-102.82171859.74 3-0.36065-0.19052 -24.9966515-57.2283976-82.225049111.36 3.5-0.19975-0.01672 -13.8446725-5.0223536-18.867026112.99 4-0.00002-0.00045 -0.0013862-0.135171-0.13655723.4.3 桩身配筋计算计算轴力Nj 恒载系数1.2 活载系数1.4纵筋面积：按含筋率为0.2%配置取8根25 HRB335钢筋桩柱采用C25混凝土偏心距增大系数长细比 取截面有效高度所以偏心距增大系统截面实际偏心距轴力偏心距 设ABCD(e0)e0(e0)/ e00.400.86670.5414-0.47491.88010.5540.5660.980.390.83690.5304-0.52271.87110.5660.56610.380.80740.5191-0.57071.86090.5770.5661.02截面承载力复核裂缝宽度验算所以不必验算宽度纵向水平位移桩顶所以因为所以墩顶水平位移：由附表14和附表15可知墩顶力：所以4 钢筋构造图4.1 钢筋用量计算4.1.1 纵筋用量计算4.1.2 桩身普通箍筋用量箍筋间距取200mm35主筋直接取配筋率选6根25HRB335钢筋4.1.4 横系梁箍筋用量间距取400mm，选10R235钢筋取9根钢筋4.1.5 加劲箍筋用量选用25R235钢筋4.1.6 定位钢筋用量选用25R235钢筋4.1.7 伸入横系梁箍筋用量4.1.8 总用量4.2 配筋图见附图一4.3 三视图见附图二5 参考文献规：公路桥涵设计通用规JTG D60-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规JTG D62-2004 公路桥涵地基与根底设计规JTG D63-2007 道路工程制图标准GB50162-92构造设计原理凌治平主编，人民交通根底工程凌治平主编，人民交通桥梁工程公路桥涵设计手册墩台与根底，人民交通. z.
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