铁路基础工程课程设计.docx

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1、第一部分设计任务书1.设计资料：（1）线路：Ⅰ级铁路干线，双线、直线、坡度4‰、线间距4.0m。（2）桥跨：无砟桥面，单箱单室预应力混凝土梁，计算跨度L0=40.0m，梁全长L=40.6m，梁端缝0.1m。轨底至梁底3.36m，梁底至垫石顶0.5m，梁底至支座铰中心0.09m，一孔梁总重3100kN。（3）地址及地下水位情况：标高/m地质情况厚度/m标高/m地质情况厚度/m16.5~16.2耕地0.3-24.4~-30.9粗砂(中密)6.516.2~11.3软塑砂粘土4.9-30.9~-40.5中砂(中密)9.611.3~3.2粉砂8.1-40.5~-45.6砾砂(中密)5.13.2~2

2、.4淤泥质砂粘土(松软)0.8-45.6~-58.7硬塑粘土13.12.4~-24.4细砂(中密)26.8土层平均重度，土层平均内摩擦角地下水位标高：+15.00m。（4）成孔机具：、、、旋转钻机。（5）标高：轨底+29.88m，墩底+16.80m。（6）风力：（桥上有车）。（7）桥墩尺寸：如图1所示(尺寸：cm、标高：m)。2.设计荷载：（1）承台底外力合计：双线、纵向、二孔重载：，，；双线、纵向、一孔重载：，，；（1）墩顶外力：双线、纵向、一孔重载：，。说明：如因布桩需要加大承台尺寸时，增加部分自重应计入。图1桥墩尺寸示意图1.设计要求：（1）确定桩的材料、桩长、桩数及桩的排列。（2

3、）检算下列项目：①单桩承载力检算（双线、纵向、二孔重载）②群桩承载力检算（双线、纵向、二孔重载）③墩顶位移检算（双线、纵向、一孔重载）④桩身截面配筋计算（双线、纵向、一孔重载）⑤桩在土面处位移计算（双线、纵向、一孔重载）（3）设计成果①设计说明书、计算书②设计图纸（2号图，铅笔图）（4）设计提高部分Fortran程序电算检算。第二部分设计说明一．设计依据规范1.《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB1002.5-20052.《混凝土结构设计规范》GB50010-20023.《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB1002.3-99二．设计方案线路为双线、直线、坡度4‰、线间距4.

4、0m，无砟桥面。计算跨度L0=40.0m，采用桩基础，承台下设八根桩，设计直径为1.20m，成孔直径为1.25m。钻孔灌注桩，旋转式转头，桩身采用C30混凝土，桩长42m，粗砂层为持力层，桩底标高-28.7m。地基容许承载力，单桩容许承载力，主力加附力[P]乘以1.2的放大系数。桩顶和承台连接为主筋伸入式，桩顶伸入承台0.1m。桩身对称布置18根的光圆钢筋，钢筋总长为16m，伸入承台0.9m。箍筋用，且沿钢筋笼方向，每隔2m设一道骨架钢筋和架立钢筋，均为的一级钢。第三部分桩基计算一．桩基试算1.桩身采用C30混凝土。2.设计桩径d=1.20m，成孔桩径为d；=1.25m，钻孔灌注桩，旋转

5、式转头。3.画出土层分布图，选用粗砂层为持力层，桩端进入持力层的临界深度为1.5d=1.8m，即桩端进入持力层要大于1.8m，从承台底面到细沙层底部深度为37.7m，则取桩长l=41m。桩底标高-27.7m，进入持力层3.3m。4.估算桩数（按双孔重载估算）估算公式：，故由《铁路桥规》TB1002.5-2005表4.1.2-3得，地基的基本承载力,取密实粗砂，，由表4.1.3得：（密实粗砂）。水位标高+15.0m，桩顶标高为+13.3m，故桩侧土容重均取浮容重，。由此算出折减系数各土层的极限承载摩阻力：土层软塑砂粘土452.0粉砂438.1淤泥质砂粘土300.8细沙6026.8粗砂803

6、.3由此算出单桩的轴向受压容许承载力：取，则估算桩数：，取。5.桩在承台底面的布置查《铁路桥规》，当时，最外一排桩至承台底板边缘的净距不得小于0.3d（设计桩径）且不得小于0.5m，且钻孔灌注摩擦桩中心距不应小于2.5成孔桩径，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）：二．承台底面形心处位移计算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，桩为圆形且d>1m.所以,，，其中（2）计算基础变形系数，C30混凝土有∴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，，

7、，则。∴而，故假设成立，桩为弹性桩。3.计算单桩桩顶刚度其中，，，，，，，故，。又故由此算得。又，，查表有故1.334.00.80.60.004.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，因此，承台的计算宽度为：，，故1..-.2...3-...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：由上式得承台形心位移：由上式可计算得：（1）荷载情况1：双线、纵向、二孔重载：，，1.441.61