中南大学铁路桥墩桩基础.doc

铁路桥墩桩基础 设计计算书 学 号 专业班级 土木工程0501 班 学生姓名 指导老师 魏丽敏 设计说明书 本设计为一铁路桥桥墩桩基设计，使用中华人民共和国行业标准《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB1002.5-2005）。 线路为双线、直线、坡度4‰、线间距5m，双块式无碴轨道。桥跨31.1m，采用桩基础，蹲下设八根桩，设计直径为1m，钻孔灌注桩，用旋转式钻头，桩身采用C25混凝土，桩长40m，粗砂层为持力层，桩底标高为-6.69m。单桩承载力为3655.065KN。 桩顶和承台连接为主筋深入式，桩顶深入承台0.15m。桩身对称布置20根Φ16的光圆钢筋，钢筋总长12.9m，深入承台0.8m。箍筋用Φ8@200mm，且沿钢筋笼方向，每隔2m设一道骨架钢筋和定位钢筋，均为Φ16，一级钢。 设计计算书 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1.7m宽人行道，其重量为44.4kN/m。 2. 桥跨：等跨L=31.1m无碴桥面单箱单室预应力混凝土梁，梁全长32.6m，梁端缝0.1m，梁高3m，梁宽13.4m，每孔梁重8530kN，简支箱梁支座中心距梁端距离0.75m，同一桥墩相邻梁支座间距1.6m。轨底至梁底高度为3.7m，采用盆式橡胶支座，支座高0.173m，梁底至支座铰中心0.09m。 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 高地质情况厚度标 高地质情况厚度36.79~36.29耕 地0.5-3.51~-12.31粗砂(中密)8.836.29~30.79软塑 砂粘土5.5-12.31~-22.31中砂(中密)10.030.79~21.29粉 砂9.5-22.31~-29.31砾砂（中密）7.021.29～19.89淤泥质砂粘土 (松软)1.4-29.31~-46.31硬塑粘土17.019.89～-3.51细砂(中密)23.4土层平均容重＝20kN/m3，土层平均内摩擦角=28°。地下水位标高：＋30.5。 5. 标高：梁顶标高+53.483m，墩底＋35.81。 6. 风力：ω＝800Pa (桥上有车)。 7. 桥墩尺寸：如图1。　　　　　 8.设计荷载： ①. 承台底外力合计： 　 双线、纵向、二孔重载： N=18629.07kN H=341.5kN M= 4671.75kN 　 双线、纵向、一孔重载： 17534.94kN，H=341.5kN，M=4762.57kN.m ②. 墩顶外力： 　 双线、纵向、一孔重载： =253.44 kN，＝893.16 kN.m 二、拟订尺寸 1、桩身采用C25混凝土。 2、设计桩径采用d=1m，钻孔灌注桩，采用旋转式钻头。 3、画出土层分布图，选用粗砂层为持力层，临界深度为1.5d=1.5m，则取桩长l=40m。桩底标高-6.69m，进入持力层3.18m。 4、估算桩数：（按双孔重载估算） 估算公式： 查《铁路桥规》得，地基的基本承载力，深度修正系数 桩持力层在水面以下，且为透水，重度采用浮重度， 钻孔灌注桩桩底支撑力折减系数 软塑砂粘土： 粉砂： 淤泥质砂粘土： 细砂： 粗砂： 因此： 取，则估算桩数： 根 5、桩在承台底面的布置 查《铁路桥规》，满足桩间距和和承台边到桩净距的前提下得到桩在承台底面的布置情况，如下图（单位：cm）： 6、桩与承台连接方式 采用主筋深入式，桩深入承台板内15cm，具体配筋见后面详述。 三、承台底面形心处的位移计算 1、设计荷载： 双线、纵向、二孔重载： 双线、纵向、一孔重载： 2、计算 （1）桩的计算宽度： 其中， ， 因此，。 （2）计算基础变形系数 假定桩为弹性桩，则其计算深度： 深度内存在两层不同的土，则m的换算公式为： 其中，，，则 ，查《铁路桥规》， 而，则桩为弹性桩，假设成立。 3、计算单桩桩顶刚度 其中， ，取 又，查表有， 4、计算承台刚性系数 对于低承台桩基：承台完全处于软塑砂粘土中， ， 5、计算承台底面形心处的位移a,b,β 桩基为竖直桩基，桩群对称布置，则有： 解这个方程组有： 双线、纵向、双孔重载下： 双线、纵向、单孔重载下： 四、墩身弹性水平位移δ的计算 1、墩身弯矩计算： 墩冒所受风力： 托盘所受风力