《基础工程》铁路桥梁桥墩基础课程设计

课 程 设 计 任 务 书

题 目： 双线高速铁路某桥墩基础设计

一、 设计的目的

通过本课程设计，要求学生熟悉基础设计的方法，掌握基础设计的基本理论，培养综合应用基本知识和基本理论的能力。 二、 设计的内容及要求

设计具体内容见任务书： 通过本课程设计，要求学生熟悉：

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。 三、指导教师评语

四、成 绩

指导教师 (签章)

年 月 日

目录

一、工程概况 .................................................. 2 二、工程地质和水文地质 ........................................ 2 三、设计荷载 .................................................. 3

1、恒载 ................................................... 3

（1）结构构件自重 ........................................................................................... 3

（2）附属设施重（二期恒载） ....................................................................... 3

2、活载 ................................................... 3 四、设计步骤 .................................................. 4

1. 支座反力的确定： ................................... 4

（1） （2）

（3）

基底以上墩及土的重量和GK的计算 .............................................. 4 附加力（风力） ................................................................................. 5 主力 ..................................................................................................... 6 选定桩基类型 ................................................................................... 10 选择桩材与桩径 ............................................................................... 10 拟定承台底面平面形状及尺寸 ....................................................... 12 桩与承台连接方式 ........................................................................... 13 求R和桩数检验 .............................................................................. 13 求桩顶荷载 ....................................................................................... 14 基桩竖向抗压承载力验算 ............................................................... 15 水平承载力检验 ............................................................................... 15 承台抗冲切验算 ............................................................................... 15

承台底面形心处的位移计算 ................................................... 16 桩基检算 ................................................................................... 21 判断大小偏心 ................................................................................... 25 应力检算 ........................................................................................... 25 稳定性检算 ....................................................................................... 26 单根桩材料表 ................................................................................... 26

2. 基础的选择与检算 .................................. 10

（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） （11）

3. 基础配筋 .......................................... 24

（1） （2） （3） （4）

五、施工图绘制 ............................................... 27 六、规范及参考书 ............................................. 27

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某高速铁路桥梁桥墩基础设计

设计任务

一、工程概况

该桥梁系高速铁路干线上的特大桥（复线），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8孔32m预应力钢筋混凝土整体箱梁组成，见图3-1和图3-3。

二、工程地质和水文地质

场地处的地质剖面见图3-2，相关土工试验资料见表3-1。水文资料见图3-1。

表3-1 土工试验成果表 地含水液限 塑限 重度 土层编号 质 比重 量 wL wp ? 及名称 年Gs w /kN/m3 /% /% 代 /% ① 软粘土 Q4 2.72 14.9 ② 砂粘土 Q4 2.69 18.8 ③ 粗砂中Q3 2.60 19.5 密 ④ 强风化K 砂岩 ⑤ 中风化K 砂岩 ? 地基 渗透系压缩系承载c 数k 数a 力特/kPa /cm/s /MPa-1 征值(kpa) 100 190 350 91.5 85.0 55.0 6?17’ 10.1 2.8E-8 0.494 34.5 43.0 28.0 12?05’ 19.4 3.4E-7 0.112 26.2 / / 24?32’ / 2.7E-1 0.011 饱和单轴抗压强度 R=2.4MPa 饱和单轴抗压强度 R=6.7MPa 2

三、设计荷载

1、恒载

（1）结构构件自重

按《铁路涵设计基本规范》（TB10002.1-2005)采用。按照图纸提供采用

梁的自重Q1：

钢筋混凝土重度25kN/m3，梁体混凝土用量259.8m则：

3Q1=25?259.8?32?203kN/m （2）附属设施重

轨下枕底道碴厚度为35cm。包括钢轨、道碴、轨枕、防水层、保护层、人行道遮板、声屏障、挡碴 墙、电缆槽竖墙、盖板等重量，直线梁按184kN/m计算，曲线梁按198kN/m计算。则：

Q2=184kN/m。

2、活载

列车竖向活载纵向计算分别采用ZK标准活载。

3

恒载图示：

Q1?Q2?203?184?387kN/m

图2 恒载作用简图（尺寸单位：mm）

四、设计步骤

1.支座反力的确定：

根据提供的上部结构恒载及活载，分双线纵向主＋附两孔满载、双线纵向主＋附一孔轻载两种情况。先计算四个支座的支座反力，再把荷载计算到承台底面形心处。

（1）基底以上墩及土的重量和GK的计算 墩台自重G的计算：

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