1、目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)書31.1設(shè)計(jì)目的31.2設(shè)計(jì)任務(wù)31.2.1設(shè)計(jì)資料3122地質(zhì)資料31.2.3 材料41.2.4基礎(chǔ)方案41.2.5計(jì)算荷載41.2.6設(shè)計(jì)要求61.3時(shí)間及進(jìn)度安排61.4建議參考資料62設(shè)計(jì)指導(dǎo)書82.1擬定尺寸82.2荷載設(shè)計(jì)及荷載組合 82.2.1荷載計(jì)算82.2.2樁頂荷載計(jì)算及樁頂荷載組合 82.3樁基設(shè)計(jì)計(jì)算與驗(yàn)算 102.3.1樁長(zhǎng)確定及單樁承載能力驗(yàn)算 102.3.2樁身內(nèi)力及配筋計(jì)算 112.3.3單樁水平位移及墩臺(tái)水平位移驗(yàn)算123設(shè)計(jì)計(jì)算書133.1設(shè)計(jì)擬定尺寸 133.2荷載計(jì)算及荷載組合 133.3樁基設(shè)計(jì)計(jì)算與驗(yàn)算 143.3.1承載能力極限狀態(tài)

2、荷載組合 14332正常使用極限狀態(tài)荷載組合 173.4樁基設(shè)計(jì)與驗(yàn)算203.4.1樁長(zhǎng)與單樁承載力驗(yàn)算203.4.2樁的內(nèi)力計(jì)算213.4.3樁身配筋計(jì)算 244鋼筋構(gòu)造圖294.1鋼筋用量計(jì)算294.1.1縱筋用量計(jì)算 294.1.2普通箍筋用量計(jì)算294.1.3橫系梁主筋用量計(jì)算294.1.4橫系梁箍筋用量計(jì)算 294.1.5加勁箍筋用量計(jì)算294.1.6定位鋼筋用量計(jì)算304.1.7伸入橫系梁箍筋用量計(jì)算 304.1.8鋼筋總用量304.2配筋圖304.3三視圖30314 參考文獻(xiàn)1雙柱式橋墩鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)目的：通過本課程設(shè)計(jì)，掌握承受豎向和水平力作用的單排樁 基礎(chǔ)的設(shè)

3、計(jì)與計(jì)算，對(duì)相應(yīng)規(guī)范有一定的了解。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)：1.2.1設(shè)計(jì)資料：我國某公路橋墩采用樁（柱）式橋墩，初步擬定尺寸如 下圖所示。其上部結(jié)構(gòu)為28米鋼筋混凝土裝配式T型梁橋, 橋面寬7米。設(shè)計(jì)汽車荷載為公路-H級(jí)。1500500041.08 一般沖刷線43.80常水位39.78最低水位35.00 局部沖刷線彈位：mm）1.2.2地質(zhì)資料：標(biāo)高30.00米以上樁側(cè)土為軟塑亞粘土，其各物理性質(zhì)指標(biāo)為：容重丫= 18.5KN/m3，土粒比重G=2.70,天然含水量 3 =21%, 3 l=22.7%, 3 p=16.3% m=7000kN/m4;樁周土 極限摩阻力t =40kPa標(biāo)高 30.00 米

4、以下樁側(cè)及樁底均為硬塑性土， 其各物理 性質(zhì)指標(biāo)為：容重Y= 19.5KN/m3, 土粒比重G=2.70,天然 含水量 3 =17.8%, 3 l=22.7%, 3 P=16.3%, m=15000kN/m4; 樁周土極限摩阻力t =65kPa （T =350kPa。1.2.3 材料：樁采用 C25 混凝土澆注,混凝土彈性模量Ei=2.85X 104MPa,所供鋼筋有 R235和 HRB3351.2.4 基礎(chǔ)方案： 該橋墩基礎(chǔ)由兩根鉆孔樁組成, 旋轉(zhuǎn)成孔。（鉆頭直徑（即樁的設(shè)計(jì)直徑）取 = 1.21.6m,樁底沉淀 土厚度t=（0.10.3）d。上部柱直徑為1.0m，在局部沖刷線處 設(shè)置橫系梁

5、。）1.2.5 計(jì)算荷載 一跨上部結(jié)構(gòu)自重G1 （見下表） 蓋梁自重 G2 局部沖刷線以上一根樁重 G3最低水位： ,常水位： 樁自重 G4 橫系梁自重 G5 汽車荷載級(jí)（活載）在墩柱頂?shù)姆戳﹄p孔布載G6 =536.68KN單孔布載G7（見下表） 車輛荷載反力已按偏心受壓原理考慮橫向分布的分配影響G7在順橋向引起的彎矩（見下表） 水平荷載：a. 制動(dòng)力：T=45.00KN作用點(diǎn)在支座中心，距樁頂距離為 12.6m。b. 縱向風(fēng)力：蓋梁部分W1（見下表）,對(duì)樁頂力臂為11.62m。墩身部分W2（見下表）,對(duì)樁頂力臂為4.96m。荷載分組G1G7M荷載分組W編號(hào)（學(xué)號(hào)(kN )(kN )(kN m

6、 )編號(hào)（學(xué)號(hào)(kN )個(gè)位）十位）1241540013505.22241540013515.23241539013525.44243540013535.852435400135荷載分組W62435390135編號(hào)（學(xué)號(hào)(kN )百位）7243539013513.08245040013523.292450400135024503901351.2.6 設(shè)計(jì)要求 確定樁的長(zhǎng)度，進(jìn)行單樁承載力驗(yàn)算。 樁身強(qiáng)度計(jì)算， 求出樁身彎矩圖 （用坐標(biāo)紙繪制） 定 出最大樁身彎矩值及其相應(yīng)的截面和相應(yīng)軸力，配置鋼筋， 驗(yàn)算截面強(qiáng)度， 計(jì)算出主筋長(zhǎng)度， 螺旋鋼筋長(zhǎng)度， 鋼筋總用 量。 驗(yàn)算墩頂縱橋向水平位移。 繪

7、制樁基布置圖及樁身配筋圖。 全部設(shè)計(jì)計(jì)算工作、設(shè)計(jì)計(jì)算書編寫在一周內(nèi)完成 （按五天計(jì)），嚴(yán)禁相互抄襲。 全部設(shè)計(jì)文件采用課程設(shè)計(jì)專用設(shè)計(jì)用紙和課程設(shè) 計(jì)資料袋。1.3 時(shí)間及進(jìn)度安排：1）布置設(shè)計(jì)內(nèi)容及準(zhǔn)備相關(guān)參考書、設(shè)計(jì)規(guī)范： 0.5 天2）荷載計(jì)算及組合： 0.5 天3）樁長(zhǎng)確定及單樁承載力驗(yàn)算： 0.5 天4）配筋計(jì)算及墩頂位移驗(yàn)算： 1 天5）設(shè)計(jì)校核： 0.5 天6）完成設(shè)計(jì)說明書： 1 天7）完成設(shè)計(jì)圖紙。 1.天 1.4 建議參考資料i規(guī)范：公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 ( JTGD62-2004)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)

8、范 ( JTG D63-200)7道路工程制圖標(biāo)準(zhǔn) ( GB50162-92)ii結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理凌治平主編，人民交通出版社iii基礎(chǔ)工程凌治平主編，人民交通出版社iv橋梁工程v公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)墩臺(tái)與基礎(chǔ)，人民交通出版社第 34 頁2 單排樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書2.1 擬定尺寸樁徑：參考選擇范圍： 1.2m1.6m。 樁長(zhǎng)：據(jù)所選定的持力層選擇。摩擦樁的樁長(zhǎng)不應(yīng)小于4m,樁底端部應(yīng)盡可能達(dá) 到該土層的樁端阻力的臨界深度。一般不宜小于1m。橫系梁：梁高取（0.81.0） d;梁寬取（0.61.0） d。詳見 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D63-2007第525條 第 3款2.2 荷載計(jì)算及荷載

9、組合2.2.1 荷載計(jì)算浮力的 考慮參見 公路橋涵設(shè)計(jì)通 用規(guī)范（ JTGD60-2004）第 424 條 墩柱自重應(yīng)考慮常水位和最低水位兩種情況。鋼筋混凝土重度取25KN/m3;有效重度取15KN/m3。2.2.2 樁頂荷載計(jì)算及樁頂荷載組合參見公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004第4.1 有關(guān)條款及公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTG D63-2007） 第 1.0.5條1.0.11條有關(guān)條款。可列表計(jì)算、內(nèi)力荷載名稱、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汽車荷載，雙跨3汽車何載，單跨4制動(dòng)力5風(fēng)力W

10、常水位荷載組合常水位按承載能力極限狀態(tài)按正常使用極限狀態(tài)N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1+21+31+2+4+5N maxHMNHM max1+3+4+5N maxHMNHM max最低水位荷載組合最低水位按承載能力極限狀態(tài)按正常使用極限狀態(tài)N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)1+21+31+2+4+5N maxHMNHM max1+3+4+5N maxHMNHM max2.3樁基設(shè)計(jì)計(jì)算與驗(yàn)算231樁長(zhǎng)確定及單樁承載能力驗(yàn)算樁長(zhǎng)的計(jì)算可以根據(jù)持力層位置擬定，再根據(jù)單樁容許 承載力的驗(yàn)算來修正，也可以根據(jù)單樁單樁承載力的驗(yàn)算

11、公 式反算樁長(zhǎng)。地基承載能力驗(yàn)算根據(jù)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D63-2007)第1.0.8條規(guī)定，驗(yàn)算荷載采用正常使 用極限狀態(tài)荷載組合。取能產(chǎn)生最大豎向軸向力Nmax的荷載組合作為控制荷載。Ng世 + G yG樁身自重與置換土重(當(dāng)自重計(jì)入浮力時(shí)，置換土重也計(jì)入浮力)的差值R地基承載力容許值抗力系數(shù)。按公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D63-2007)第537條規(guī)定取值。Ra單樁軸向受壓承載力容許值。由于丫 r取值不同，應(yīng)取永久荷載+ 汽車荷載及永久荷載+ 可變荷載兩種工況驗(yàn)算。2.3.2樁身內(nèi)力及配筋計(jì)算(1) 計(jì)算樁的計(jì)算寬度圓形截面樁：洛適到(2) 計(jì)算樁土變形系數(shù)，并

12、判斷樁是否為彈性樁(3) 計(jì)算最大沖刷線處樁頂荷載按公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D63-2007)第 1.0.5條規(guī)定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)， 應(yīng)采用作用效應(yīng)基本組合和偶然組合 (本設(shè)計(jì)不考慮)進(jìn)行 驗(yàn)算。控制荷載應(yīng)取按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，能產(chǎn)生最 大彎矩及相應(yīng)軸力較小的工況進(jìn)行驗(yàn)算。(4) 樁身內(nèi)力計(jì)算可列表進(jìn)行，相應(yīng)格式可參照下表：求出樁身彎矩及剪力圖(用坐標(biāo)紙繪制)ZZ Zh =ohAmBmRho AM o BmMzULZZ=gZh =othAqBqHoAqGMoBqQz(5) 配筋計(jì)算a.樁身最大彎矩值及其相應(yīng)的截面位置的確定可由樁身彎矩圖(用坐標(biāo)紙繪制)確

13、定(圖解法)，也可計(jì)算出系數(shù)CQ后，查表求得(數(shù)解法)。b.求出最大彎矩和相應(yīng)軸力后，配筋計(jì)算及截面強(qiáng)度 驗(yàn)算課參見結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理有關(guān)偏心受壓構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算部 分。最大彎矩及相應(yīng)軸力應(yīng)取設(shè)計(jì)值，要考慮荷載分項(xiàng)系 數(shù)。樁基構(gòu)造要求詳見公橋基規(guī)第 522條及5.2.5條 第3款有關(guān)規(guī)定。鋼筋布置要考慮：(1) 主筋鋼種、直徑，與承臺(tái)的聯(lián)結(jié)方式及主筋的 截?cái)啵?2) 箍筋的直徑、間距，加強(qiáng)筋的設(shè)置。233單樁水平位移及墩臺(tái)水平位移驗(yàn)算作用效應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)組合取最大沖刷線處，查表求得樁身水平位移 Xo，要求。墩臺(tái)頂水平位移驗(yàn)算參照教材有關(guān)章節(jié)3設(shè)計(jì)計(jì)算書3.1設(shè)計(jì)擬定尺寸樁徑：1.5m。樁長(zhǎng)：14m

14、。橫系梁：梁高：1.2m梁寬：1.2m3.2荷載計(jì)算 兩跨上部結(jié)構(gòu)自重 二 一G = 1.85 X (1.5 +5.0 + 1.5) x O.Sx 25 + 0.5 X (8 + 6) x 蓋梁自重0.7 X 1.85 X25= 522.625/CA/ 沖刷線以上每根樁自重最低水位時(shí)：気=(tx052 X 4.78x15)+ ttxO.5zx (10.9-4.78) XG3=(pai*0.5八2*4.78*1.5)+0.5(8+6)*0.7*1.85*25 = 176.390/Nh = 2903.17fiV 342樁的內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算寬度&L = fc X X (d + 1) = 1 X 0.9

15、 X (1.5 + 1) = 2.25m 樁的變形系數(shù)計(jì)算=7000x2.25J 0.8 X 2_85 X107 X 025=0.308m-1 局部沖刷線處的外力計(jì)算耳=2423.&0KN Qo = 69.31/C/V= 975.26XiV-?n 樁身內(nèi)力計(jì)算彎矩:二嚇;:三扛右足ZZ = txZAmBm0.0000.000001.000000.00975.26975.260.320.10.09960.9997422.41975.01997.420.650.2：0.19696 :0.9980644.32:973.371017.690.970.30.29010.9938265.28969.231

16、034.511.300.40.377390.9861784.92961.771046.701.620.5:0.45752 :0.97458102.96:950.471053.421.950.60.529380.95861119.13934.891054.022.270.70.592280.93817133.28914.961048.242.600.8P0.645610.91324145.28:890.651035.932.920.90.68926 10.88407155.10862.201017.303.2510.723050.85089162.71829.84992.553.571.10.7

17、47140.81410168.13793.96P 962.093.901.20.76183 10.77415171.43755.00P 926.434.221.30.767610.73161172.74713.51886.254.551.40.764980.68694172.14669.95842.094.871.50.754660.64081169.82624.96794.785.191.60.737340.59373165.92579.04744.965.521.70.713810.54625160.63532.74693.365.841.8:0.68488 :0.49889154.124

18、86.55P 640.676.171.90.654390.45219147.26441.00588.266.4920.614130.40658138.20396.52534.727.142.20.5316 10.32025119.63312.33:431.957.792.40.443340.2426299.76236.62336.388.442.60.354580.1754679.79171.12250.919.092.80.26996 :0.1197960.75116.83P 177.589.7430.193050.0759543.4474.07117.5111.363.50.050810.

19、0135411.4313.2124.6412.9940.00005:0.000090.010.090.10M(KN-m)Nm) q212006S1012141000由:，一才二n加 由附表 B:muArriax 0,308Km = 1.088Mmax = 1.088X975.26= 106108 m剪力：；：.； =卍：門:.-亍門i：.匕，:丿 -jy/J !/；，. : ,J.?.I：S XZAmBmAJIF f i r pg0.0001069.31069.310.320.10.98833-0.007568.5011523-2.261861466.23929090.650.20.95551

20、-0.027966.2263981-8.39562157.83077710.970.30.90135-0.058262.4725685-17.48211644.99045251.300.40.83898-0.095558.1497038-28.698305229.45139861.620.50.76145-0.137452.7760995-41.293238611.48286091.950.60.67486-0.181946.7745466-54.6421258-7.86757922.270.70.58201-0.226840.3391131-68.141203-27.80208992.600

21、.80.48522-0.270833.6305982-81.3639306-47.73333242.920.90.38689-0.312426.8153459-93.853731-67.03838513.2510.28901-0.350520.0312831-105.310224-85.27894113.571.10.19388-0.384413.4378228-115.475083-102.0372603.901.20.10153-0.41337.0370443-124.162073-117.1250284.221.30.01477-0.43691.0237087-131.236022-13

22、0.2123134 551.4-0 0658-0 4548-4 5647566-136 630846-141 1956034.871.5-0.1395-0.4671-9.6701312-140.322517-149.9926485.191.6-0.2055-0.4737-14.246670-142.314036-156.5607065.521.7-0.2635-0.4749-18.269422-142.668484-160.9379075.841.8-0.3134-0.4710-21.725219-141.487991-163.2132106.171.9-0.3550-0.4622-24.60

23、5743-138.844647-163.4503906.492-0.3883-0.4491-26.919310-134.912673-161.8319847.142.2-0.4317-0.4117-29.923899-123.693480-153.6173797.792.4-0.4464-0.3631-30.944835-109.073985-140.0188218.442.6-0.4365-0.3073-30.254508-92.3127816-122.5672899.092.8-0.4064-0.2485-28.168277-74.6534414-102.8217189.743-0.360

24、6-0.1905-24.996651-57.2283976-82.225049111.33.5-0.1997-0.0167-13.844672-5.0223536-18.867026112.94-0.0000-0.0004-0.0013862-0.135171-0.1365572Z(m)343樁身配筋計(jì)算心=l-98?n=1061Jf/V-7n計(jì)算軸力Nj恒載系數(shù)1.2活載系數(shù)1.4=% + 1.2 X 尹 X L98 X25-19.627)-X 1.98x40=2222.33KN 縱筋面積：按含筋率為0.2%配置Aa = -XLSzX05ft5JX10mz04取8根 25 HRB335鋼筋

25、尸遜=280MP&Arg = 39.27 X lQ4m2樁柱采用C25混凝土fed = ll.SAfpn 偏心距增大系數(shù)長(zhǎng)細(xì)比廣廠廠i 70.375取- ? 2 .截面有效高度昵:：-_ .-匚=0.2+2.7=1101h(j6 = 115-0.01=1061”k1 2所以偏心距增大系統(tǒng)-.一.= 1.1861I jx1400X 0.477/1-425 截面實(shí)際偏心距Te0 = 1.186 X 0.477 = 0.566m 軸力偏心距=Bfai+DpgF 忒fcd+Pff sd“ 一 iU!Vi|設(shè)=I . 1EABCD(e)e0(e0)/ e00.400.86670.5414-0.47491

26、.88010.5540.5660.980.390.83690.5304-0.52271.87110.5660.56610.380.80740.5191-0.57071.86090.5770.5661.0211-5B+0.002X0.9X280D11.5X+0.002X2SOCX0.7SE =0.39 截面承載力復(fù)核Nu = Arfcd + Cp 子吁爲(wèi)=0.8369 7502 1L5 - 0.5227 - 0.002 7502* 280 =5249.05KN嘰=Sr2fcd + Dpbf,=0.5304 * 7503 -11.5 + 1.8711 0.002 7503 280 = 3015.3

27、2KNm 裂縫寬度驗(yàn)算Ms = KmMQ = 1.088 X 623.48 = 67S35KN - th% = 206318 + 12 X1.93X 9.490-|xl.5x 1.98 X 40=1904.71KN678.351904.71=356mm5施皚竽-訶765孑59.42 x1904712ZX75O2X25(2.80 X1.0X35675Q-1.0)-1.65X 0.002 X 1Q-3 = -1.613 X lOMPa 24MPa所以不必驗(yàn)算寬度 縱向水平位移（樁頂）EI = 5JX1O*忑=0 匱=2.46900 氏=1.63159A單=1.63159 % = -175417 所

28、以x0 = 0.0040m 鋼 = 0.0038rad因?yàn)镋 = J I=ii X = 0.249m4丄Dal1 fliI -HX = 0.049m4164所以1.04n = = - = 0.1981 印 1.54墩頂水平位移：f0 = 10.9m aZ%= 3.357h2 = 0= 0由附表14和附表15可知AX1 = 55.42197= 14-18372Afxl = 55.42197 遲=14.18372墩頂內(nèi)力：Q=QoM = 135.00 + (11.62 - 10.9) X 5.2 + (10.9-4.96) X 3.0=156.56KN-m+ MB.) t=0,0271加=27.2

29、mm4鋼筋構(gòu)造圖4.1鋼筋用量計(jì)算 4.1.1縱筋用量計(jì)算 1 = 8X (13.35 + 0.66 - 0.06 X 2) = 111.12m 4.1.2樁身普通箍筋用量箍筋間距取200mm35主筋直接1口 = 3.5 + 0.9 0.06 X 2. = 428饑/根取配筋率Ag = 1.22x 0.2% = 28.8 X 104m2選6根 25HRB335鋼筋1 = 6J0 = 25.68m 4.1.4橫系梁箍筋用量間距取400mm,選 10R235鋼筋10 = (1080 X 4+ 25 X n/25) X 3500/400 = 4359咖取9根鋼筋l = gj0 = 39.24m 4.

30、1.5加勁箍筋用量選用 25R235鋼筋1 = 2n(1.5/2 一 0.06 + 0.008/2) -14/2 = 30.51m 4.1.6定位鋼筋用量選用 25R235鋼筋1 = O.52X4X 14/4=7.28?ti4.1.7伸入橫系梁箍筋用量1 = 2n(1.5/2- 0.06+ 0_010/2) -1.08/0.2 = 23.57m 4.1.8總用量 111.12 + 291.34 + 25.68 + 39.24+- 30.51 + 7.28 + 23.57 =528.74m 4.2配筋圖見附圖一4.3三視圖見附圖二5參考文獻(xiàn)i規(guī)范：公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD62-2004)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D63-2007道路工程制圖標(biāo)準(zhǔn)(GB50162-92ii結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理凌治平主編，人民交通出版社iii基礎(chǔ)工程凌