基础工程课程设计题目名称:某公路桥梁桥双柱式墩基础设计学院：专业年级：09土木2班学生姓名：学号：指导教师：课程设计第一部分本设计对象为某公路桥梁，该桥梁的上部结构设计已经完成，本课程设计的任务是完成桥墩基础与地基的设计与检算。要求同学按给定的条件完成相关的设计和计算工作，具体要求如下：1．综合分析设计资料，对三种常用的桥梁基础类型（刚性扩大基础、桩基础和沉井基础）的技术合理性进行比较（限于课时，本次课程设计不考虑造价因素），选择较为合理的基础方案。2．对选定的基础方案进行详细设计。3．初步决定修筑基础的施工方案。4．将以上全部成果整理成设计计算说明书和设计施工图。设计资料该桥梁系某I级公路干线上的中桥（单线），线路位于直线平坡地段。该地区地震烈度较低，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4孔30m预应力钢筋混凝土梁组成。1.2.2工程地质和水文地质地面标高340.8m，最大冲刷线标高335.6m。地基土为中砂，,内摩擦角＝38o，地基土比例系数m＝15000kN/m4；地基土极限摩阻力kPa；地基容许承载力＝370kPa，土的饱和容重=19.50kN/m3；土的浮容重=10.8kN/m3。1.2.3墩柱及桩的尺寸．采用双柱式墩（图1)。墩帽盖梁标高351.4m，墩柱顶标高为350.2m，桩顶（常水位）标高为345.2m，。墩柱直径1.50m；桩的直径1.60m。桩身用C25混凝土；其受压弹性模量MPa；桩的容重=25kN/m31.2.4荷载情况．桥墩为单排双柱式，上部结构为30m预应力钢筋混凝土T梁，桥面宽度7m+2×2。桥梁处于I类环境，下部结构安全等级为二级，以顺桥向计算。图1双柱式桥墩计算图（标高单位为m，尺寸单位为cm）每一根桩承受荷载为：两跨恒载反力N1=145kN盖梁自重反力N2=kN系梁自重反力N3=148kN一根墩柱（直径1.5m）自重N4=220.28kN桩每延米自重两跨活载反力N5=560kN单跨活载反力N6=418kN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。在顺桥向引起的弯矩M=125kN·m制动力T=kN，作用点在支座中心，距桩顶距离为m。纵向风力：盖梁部分W1=kN，对桩顶力臂m；墩身部分W2=kN，对桩顶力臂m；桩基础采用旋转钻孔灌注桩基础，为摩擦桩。桥墩为单排双柱式，上部结构为30m预应力钢筋混凝土T梁，桥面净宽7m＋2×2。以顺桥向计算，计得至盖梁顶的各作用值见表1。1.3设计依据1．中华人民共和国交通部部标准．公路桥涵地基与基础设计规范（JTGD63-2007）.人民交通出版社，20072．中华人民共和国铁道部标准．铁路桥涵地基基础设计规范，TBJ2－993．赵明华主编，徐学燕副主编．基础工程．高等教育出版社，20034．李克钏主编，罗书学副主编．基础工程．中国铁道出版社，20005．王晓谋主编，基础工程．人民交通出版社，2005第二部分方案设计方案比选(1)对刚性扩大基础基础在外力（包括基础自重）作用下，基底的地基反力为，此时基础的悬出部分a-a断面左端，相当于承受着强度为的均布荷载的悬臂梁，在荷载作用下，a-a断面将产生弯曲拉应力和剪应力。当基础圬工具有足够的截面使材料的容许应力大于由地基反力产生的弯曲拉应力和剪应力时，a-a断面不会出现裂缝，这时，基础内不需配置受力钢筋，这种基础称为刚性基础。刚性扩大基础属于浅基础，其埋置深度一般小于5米，对于本工程若采用刚性扩大基础，其须埋于最大冲刷线下不小于1米，刚最小的进置深度为5.7m因此，尽管持力层土层地质良好，考虑浅基础特点故不适合。(2)沉井基础沉井基础适用以下情况a．上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难,但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其它深基础相比较，经济上较为合理时；b．在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大或河中有较大卵石不便桩基础施工时；c．岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深；采用扩大基础施工围堰有困难时。综上所述，本工程不须采用沉井基础。(3)桩基础a．当建筑物荷载较大，地基上部土层软弱或适宜的地基持力层位置较深，地下水位较高，采用浅基础或人工地基在技术上、经济上不合理；b．河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确，位于基础或结构物下面的土层有可能被侵蚀、冲刷，如果采用浅基础不能保证基础安全时；c．当地基计算沉降过大或结构物对基础沉降变形与水平侧向位移较敏感，采用桩基础穿过松软（高压缩）土层，将荷载传到较坚实（低压缩性）土层，以减少建筑物沉降并使沉降较均匀；d．承受较大的水平力，需要减少建筑物的水平位移和倾斜时，对稳定