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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。基础工程课程设计最终稿-中南大学课程设计题目铁路桥墩桩基础课程设计专业土木工程桥梁专业学生姓名学号指导老师一、确定基桩几何尺寸及所需桩数1.从地址和地下水位情况选定持力层，这里选8.8m厚的中密粗砂层，按照摩擦桩初步估算桩数。2.考虑选择较硬土层作为桩端持力层（强度较高、压缩性较低的粘性土、粉土、中密或密实的砂土、砾石土以及中风化或微风化的岩层，是常用的桩端持力层），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1.5，取桩的直径d=1m，桩长l=41m，标高为-7.69m
2、处，桩端进入持力层深度为4.18m.3.成桩方式：钻孔灌注桩；钻孔机具为100cm旋转钻机。4估算桩数（按双孔重载估算）：按照公式：其中，N:承台顶面的竖向力；经验系数，桥梁桩基采用=1.31.8取1.5。5单桩的轴向受压容许承载力按下试计算：在桩长范围内，各土层的极限摩阻力和土层厚度：软塑砂粘土厚度粉砂厚度淤泥质砂粘土厚度细砂（中密）厚度粗砂（中密）厚度，验算后再做调整。二、桩在承台底面的布置及与承台的连接方式1桩在承台地面的布置按行列式型如下图：.承台尺寸采用任务书中所示尺寸。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且不得小于，且钻孔灌注桩的桩中心距不应小于，根据承台尺寸及以
3、上布桩原则，桩的初步分布如下图所示：2桩与承台的连接方式桩与承台的连接方式采用主筋伸入式（适用于钻孔灌注桩），桩身应伸入台0.10.15m，箍筋采用8以上直径的钢筋，主筋采用16以上的钢筋。三、 承台底面形心处位移计算1、设计荷载：承台底外力合计：双线、纵向、二孔重载：N=18629.07kN,H=341.5KN,M=4671.75kN.m;双线、纵向、一孔重载：N=17534.94kN,H=341.5kn,M=4762.57kN.m墩身顶部外力合计：双线、纵向、一孔重载：H=253.44KN,M=893.16KN.m2、承台底形心处位移的计算桩的计算宽度和变形系数承台地面下深度为：。单桩桩顶
4、刚度地基系数：侧摩阻力以扩散角沿着桩向外扩散，得到等效半径故得：承台刚度系数承台计算宽度：承台底位于软塑砂粘土内，所以承台的地基系数:刚度系数:因为群桩是对称布置的，所以，然后可得承台的位移：利用以上的公式，可计算出不同荷载作用下的位移：1)单孔重载：N=17534.94KN，H=341.5KN，M=4762.57KNm2)双孔重载：N=18629.07KN，H=341.5KN，M=4671.75KNm四、墩身弹性水平位移计算前提：计算风力时，应注意到桥上有车，风荷载强度按其80%计算，并不大于1250pa。1、和纵向风力引起的力矩给出的基本风荷载为，由于桥上有车，计算风荷载由于墩帽、托盘、基
5、础部分只发生刚性转动，这里将墩身分为等高度的四部分如下图所示:按纵向水平风力等于风荷载强度与受风面积得乘积得：将所得墩身与各截面弯矩值整理如下表：各截面弯矩M水平力(KN)托盘顶0托盘底12-23-34-4墩底5墩顶水平力152.07532.231292.552052.872813.193573.51墩帽风力H=2.880.875.1913.8422.4731.1139.75托盘风力H=6.2404.8323.5542.2660.9979.71墩身H1-2=11.450017.1151.4485.77120.10H2-3=11.6700017.4552.4887.50H3-4=11.90000
6、017.8053.51H4-5=12.140000018.15墩顶弯矩893.16KNm893.16893.16893.16893.16893.16893.16总计1046.091435.402240.203079.653954.474865.402、计算水平位移各段惯性矩的计算：墩顶水平位移及转角计算表整理如下：单位1-2段1837.803.001.5017.2084405200001.25157x0.000018782-3段2659.933.004.5019.5655008600001.59322x0.00007173-4段3517.063.007.5022.1525670900001.8
7、6058x0.00013954-5段4409.933.0010.524.9846395900002.06848x0.00021719总计6.7738x0.000447202五、桩基检算1、单桩承载能力检算（双线、纵向、双孔重载）：桩自重：（把桩看作全部在能透水的土层内，所以采用浮重度，桩的容重）桩孔对应的土重：（采用成孔直径1.1m）则,单桩的承载力：知单桩的承载能力满足要求，单桩合格。2、群桩承载能力检算（双线、纵向、双孔重载）：承台下土体计算范围检算条件：桩的中心间距6d的摩擦桩群桩基础。桩中心间距最小值为3m6d=6m，故应该考虑群桩效应。检算方法：将桩基础看作实体基础。由于摩擦角的影响
8、，力向外扩散变长x,扩散后总面积A,面积矩W实体基础范围内的土重为:故，群桩承载力满足要求。3、桩在土面处位移检算：6mm，满足要求。4、墩顶的位移检算：，满足要求。5、桩身截面配筋设计（双线、纵向、双孔重载）利用最不利荷载组合：双线、纵线、单孔、重载桩身弯矩：桩身弯矩计算表azzAmBm49.55Am-13.26BmMz（KNm）00010-13.26-13.260.20.490.1970.9989.76135-13.23348-3.472130.40.980.3770.98618.68035-13.074365.605990.61.470.5290.95926.21195-12.71634
9、13.495610.81.960.6460.91332.0093-12.1063819.9029212.440.7230.85135.82465-11.2842624.540391.22.930.7620.77437.7571-10.2632427.493861.43.420.7650.68737.90575-9.1096228.796131.63.910.7370.59436.51835-7.8764428.641911.84.40.6850.49933.94175-6.6167427.3250124.890.6140.40730.4237-5.3968225.026882.25.380.5
10、320.3226.3606-4.243222.11742.45.870.4430.24321.95065-3.2221818.728472.66.360.3550.17517.59025-2.320515.269752.86.840.270.1213.3785-1.591211.787337.330.1930.0769.56315-1.007768.555393.58.560.0510.0142.52705-0.185642.3414149.7800000桩身最大弯矩和最小轴力桩身弯矩分布图求偏心距e考虑主力+附加力,所以偏心距增大系数:偏心距e：配筋根据灌注桩构造要求，桥梁桩基主筋宜采用光钢
11、筋，主筋直径不宜小于16mm，净距不宜小于120mm，主筋净保护层不应小于60mm，在满足最小间距的情况下，尽可能采用单筋、小直径钢筋，以提高桩的抗裂性。所以，主筋采用级钢筋，桩身混凝土为C25，根据桥规规定，取，则：，取净保护层厚度，选用一级钢：的螺纹钢筋作为桩的主筋,估算主筋数目:主筋在桩中的排列形式,取16根。桩与承台的联结方式为主筋伸入式，桩身伸入承台板；主筋伸入承台的长度不小于倍的主筋直径，取。主筋应配到处一下处，故主筋在桩中长度为；桩端加密段取5.5m，箍筋采用，不加密段箍筋采用，为增加钢筋笼刚度，顺钢筋笼长度每隔加一道的骨架钢筋。判别大小偏心换算截面面积：换算截面惯性矩，故此桩属
12、于小偏心受压构件,则桩是全截面受压。截面应力核算小偏心受压构件为全截面受压，故受压区圆心角为，则查表可得：配筋率为：，则：所以，桩的截面应力满足要求。稳定性验算桩的计算长度，查混凝土结构设计原理表11-4查得=0.95，查表11-3得，按轴心受压构件检算桩的稳定性。所以，桩的稳定性满足要求。桩的抗裂验算由于桩属于小偏心受压，全截面受压，钻孔灌注桩现场浇灌，不需吊装，施工期间桩截面一般不出现拉应力，所以桩不产生裂缝。表4单桩材料用量表（名称代码见图纸）钢筋名称直径(mm)根数单根长（cm）总长（m）总重（kg）N118161303.93204.634417.267N21816653.96104.634209.267N38127962.98279.630110.454N4185259.512.97525.950N5122070.014.00012.430N6185237.9811.89923.798合计799.168混凝土名称标号直径（m）长度（m）体积（m3）桩C251.14138.9-