西南交大桥梁基础工程课程设计说明书精选.docx

桥梁基础工程课程设计——某铁路桥梁18号桥墩基础设计计算说明书指导老师：于志强第1章概述1.1 工程概况和设计任务该桥梁系某I级铁路干线上的特大桥（单线），线路位于直线平坡地段。该地区地震设防烈度为VI度，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38孔32m后张法预应力混凝土梁【图号：专桥（01）2051】组成，该梁全长32.6m，梁高2.65m，跨中腹板厚度0.18m，下翼缘梁端宽0.88m，上翼缘宽1.92m，为分片式T梁，两片梁腹板中心距为2.0m，桥梁跨中纵断面示意如图1－1所示。每孔梁的理论重量为2276kN，梁上设双侧人行道，其重量与线路上部建筑重量为35.5kN/m。梁缝10cm，桥墩支承垫石顶面高程1178.12m，轨底高程1181.25m，全桥总布置见图1—2。图1—1　桥梁跨中纵断面示意图图1—2全桥总布置图桥墩采用圆端形桥墩【图号：叁桥（2005）4203】和空心桥墩【图号：叁桥（2005）4205】2种，其中1#~6#、33#~37#采用圆端形桥墩，7#~32#采用空心桥墩。圆端形桥墩支承垫石采用C40钢筋混凝土，顶帽采用C30钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土。空心桥墩支承垫石采用C40钢筋混凝土，顶帽采用C30钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，空心桥墩构造图见图1－4。桥梁支座采用SQMZ型铸钢支座【图号：通桥（2006）8057】，支座铰中心至支承垫石顶面的距离为40cm。本人承担第18号桥墩基础的设计与检算，桥墩为空心桥墩，地面高程为1124.84m。图1—3 18号桥墩钻孔柱状图图1－4　空心桥墩构造图1.2 工程地质和水文地质资料本段线路通过构造剥蚀低中山区、河谷阶地、河流峡谷区等地貌单元，大部分穿行山前缓坡，地形起伏大，海拔在1000~1500m，地形起伏大，相对高差100~200m，山顶覆盖新黄土或风积砂，沟谷发育。根据岩土工程勘察报告，大桥地层自上而下依次为新黄土、白垩系泥岩夹砂岩，河谷处主要为冲积砂及砾石土，各桥位的地层分布详见钻孔柱状图（图1－3为18号桥墩所在图）。各地层的主要物理、力学参数见表1－1。场地勘察未发现滑坡、岩溶、断层、破碎带等不良地质现象。本区蒸发量远大于降水量，为贫水地区，地下水量一般不大且埋藏较深，局部地段有泉水出露。按其赋存条件可分基岩裂隙水、第四系孔隙潜水。地下水主要靠大气降水补给，局部受地表水补给。其排泄路径主要为蒸发。地下水及地表水对普通混凝土不具侵蚀性。地表河流为常年流水，设计频率水位1122.60m，设计流速1.8m/s，常水位1121.50m，流速1.2m/s，一般冲刷线1119.50m，局部冲刷线1118.30m。该桥所在地区的基本风压为800Pa。表1－1　地层的主要物理、力学参数注：①W4泥岩为全风化泥岩，相关的参数按照黏性土取值，W3泥岩和W3砂岩为强风化泥岩和强风化砂岩，相关的参数按照碎石土取值，W2泥岩和W2砂岩为微风化泥岩和微风化砂岩。②新黄土不需要考虑湿陷性。1.3 设计依据（1）铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5-2005）（2）铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1-2005）（3）铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005）（4）铁道第三勘察设计院编．铁路工程设计技术手册－桥涵地基和基础（5）西南交通大学岩土工程系编．桥梁基础工程（6）桥梁基础工程课程设计指导书第2章方案设计2.1 初步设计2.1.1地基持力层的选择地基持力层的确定需要在各土层中找一个埋得较浅、压缩性较低、强度较高的土层作为持力层。根据18号桥墩地质资料，第一层新黄土结构疏松、压缩性较低，承载力较差，第四层W3泥岩承载力高，承载力高，满足最小埋置深度，故选其为持力层。2.1.2 基础尺寸拟定墩身高H=1178.12-1124.84-0.35-0.05=52.88m，基础顶部标高取至地表1124.84m，基础底部标高1122.84m。空心桥墩底面尺寸2.2荷载计算2.2.1 主力计算1.恒载（1）由桥跨传来的恒载压力等跨梁的桥墩，桥跨通过桥墩传至基底的恒载压力为单孔梁重及左右孔梁跨中间的梁上线路设备、人行道的重量，即,（2）顶帽重量顶帽体积顶帽重量（3）墩身重量墩身体积墩身重量（4）基础重量基础重量4712.5kN（5）作用在基地上的恒载2.活载（1）列车竖向静活载①单孔重载图2-1单孔重载根据.可得支点反力为作用在基底上的竖向活载为基底横桥方向中心轴为轴，顺桥方向中心轴的轴，则对基底的力矩为单孔轻载图2-2单孔轻载支点反力为作用在基底上的竖向活载为对基底的力矩为③双孔重载图2-3 双孔重载根据确定最不利荷载位置，本桥梁为等跨梁，故，和分别为左右两跨上的活载重量，由得。则支点反力为作用在基底上的竖向活