装配式钢筋混凝土简支T梁基础工程课程设计计算书Word文档下载推荐.docx
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计算式
竖直力p(KN)
对基地中心轴偏心距e(m)
弯距M
备注
1
弯距正负值规定如下:
逆时针方向取“-”号;
顺时针方向取“+”号。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
上部构造恒载
8676
各序号含义及承台尺寸的设计见图。
土压力的计算
土压力按台背竖直,;
填土内摩擦角,台背(圬工)与填土间的外摩擦角计算;
台后填土为水平,。
台后填土表面无活载时土压力的计算
台后填土表面无活载时土压力的计算
台后填土自重所引起的主动土压力计算式为
式中:
=;
B为桥台的有效宽度取;
H为自基底至台土表面的距离等于10m;
为主动土压力系数
=
所以kN
其水平向的分力
离基础底面的距离:
对基底形心轴的弯距为
在竖直方向的分力
=
作用点离基底形心轴的距离:
对基底形心轴的弯距:
台后填土表面有汽车荷载时
由汽车荷载换算的等代均布土层厚度为:
为破坏棱体长度,对于台背为竖直时,
,而
所以有m
又因为在破坏棱体内只能放一辆重车,因是4车道,故:
则台背在填土连同破坏棱体上车辆荷载作用下引起的土压力为
KN
台后填土表面为挂车荷载时
由于,在该长度范围内挂车荷载的轮重为,换算的等代土层厚度为
则土压力为
台前溜坡填土自重对桥台前侧面上的主动土压力
在计算时,以基础前侧边缘垂线作为假想台背,土表面的倾斜度以溜坡坡度为1:
算得,则基础边缘至坡面的垂直距离为m,取为土的内摩擦角35,主动土压力系数为:
则主动土压力为:
在水平方向的分力
作用点离基础底面的距离:
竖直方向的分力
作用点离基底形心轴的距离
支座活载反力计算
按下列情况进行计算支座反力:
第一,桥上有汽车及人群荷载,台后无活载;
第二,桥上有汽车及人群荷载,台后也有汽车荷载,而重车在台后填土上;
第三,桥上有挂车荷载,台后无挂车。
下面分别计算:
桥上有汽车及人群荷载,台后无活载
汽车及人群荷载反力
在桥跨上的汽车荷载布置如下图所排列,反力影响线的纵距分别为:
所以有,支座反力
=(以四行车队计算,需折减30%)
人群荷载的支座反力
支座反力作用点离基底形心轴的距离:
汽车荷载制动力计算
对于4车道的制动里按布置在荷载长度内的一行汽车车队总重的20%计算,但不得小于一辆车的60%
依上述规定分别为:
一行车队总重的20%
一辆重车的60%
因此,取一辆重车的30%计算。
简支梁摆动支座应计算的制动力为:
桥上、台后均有汽车荷载,重车在台后
汽车及人群荷载反力
由于支座作用点在基底形心轴的左侧,为了使在活载的作用下得到最大的顺时针向的力矩,因而将重车后轴贴近桥台的后侧边缘,使得在桥跨上的活载所产生的逆时针向的力矩为最小
荷载布置如图所示,反力影响线的纵距分别为:
同上,取一辆重车的30%计算。
桥上有挂车荷载
对于平板挂车,全桥均以通过一辆车计算,在验算时不需考虑人群荷载,其荷载布置如图所示,反力影响线的纵距分别为:
支座摩阻力计算
摆动支座摩擦系数取,则支座摩阻力为:
对基底的形心弯距为
(方向按组合荷载组合需要来决定)
在以后的附加设计中,以支座摩阻力作为控制设计。
荷载组合
荷载组合共分为五种情况
1、桥上有活载,后台无汽车荷载
2、桥上有活载,后台也有汽车荷载
3、桥上无活载,后台有汽车荷载
4、桥上无挂车,后台有挂车
5、桥上有挂车,后台无挂车
荷载组合汇总表
荷载组合
水平力(KN)
竖直力(KN)
弯距()
一
主要
附加
二
三
四
五
因此,可得第一种组合为最不利情况,应进行验算。
四桩径、桩长的拟定
本方案采用就地钻孔灌注钢筋混凝土桩,桩身为实心断面,钻孔灌注桩设计直径,以冲抓锤施工。
另外,根据地质条件及施工的需要,桩基础采用低承台基础,桩为嵌言桩(柱桩),由于持力层深度的关系,桩长初步拟订为14m,其中,深入持力层,满足相关规范的要求。
五基桩根数及平面布置
桩的根数的估算
支承在基岩上或嵌入岩层中的单桩,其轴向受压容许承载力,取决于桩底处岩石的强度和嵌入岩层的深度,钻孔灌注桩单桩轴向受压容许承载力按下式计算:
[p]=()
其中系数、值可在下表中选取
条件
C1
C2
良好的
一般的
较差的
钻孔桩系数、值可降低20%采用。
,h=。
所以,有:
考虑偏心荷载时各桩受力不均而适当增加桩数的经验系数,取
则==
加上实际需要,初步拟订采用6跟钻孔灌注桩来满足实际需要。
桩的间距的确定
由于,通常钻孔成孔的,支撑或嵌固在岩层的柱桩中心间距不得小于倍的成孔直径。
即。
另外,为了避免承台边缘距桩身过近而发生破裂,并考虑到桩顶位置允许的偏差,边桩外侧到承台边缘的距离,对桩径小于或等于的桩不应小于倍的桩径,且不小于,对大于的桩径不应小于倍的桩径并不小于。
因此,在本设计中,设计桩径为
桩的平面布置
桩数确定后,根据桩基受力情况选用两排桩桩基,其形式采用行列式,有利于施工,同时这种布置可以尽量使桩受力均匀,发挥每根桩的承载能力。
桩群横截面的重心与荷载合力作用点接近,桥墩桩基础中基桩采取对称布置,桩柱布置使盖梁发生的正负弯距接近,减少承台所承受的弯曲应力。
桩的排列方式见下图。
六桩基础内力的计算
桩的计算宽度(为圆柱形)
因为有
其中
,
所以有
6.2桩的变形系数a
由于地面以下
自承台底面之下4m只有一种土(角砾)
所以,查表取m=60000kN/m
所以
桩在地面线以下深度h=14m,其计算长度则为:
,故按弹性桩计算。
6.3桩顶刚度系数、、、值计算
由于
其中;
h=;
由于为柱桩,所以有;
;
按桩中心距计算面积,取,==
==
已知:
查表得:
。
所以有,
6.4计算承台底面原点o处位移、、
=(EI)=(EI)
6.5计算作用在每根桩顶上作用力、、
竖向力==()=或。
水平力==弯距
校核:
=6==
=计算地面处桩身弯距、水平力及轴力
6.7计算地面以下深度Z处桩身截面弯距与水平压应力
由于有
有桩身弯距
式中的无量纲系数,可以根据及与有关的表格查取。
所以有,值的计算如下表:
Z
Z=
h=
水平压应力:
以图的形式表示为:
七桩基础内力验算
7.1桩顶纵向水平位移验算
桩在地面处水平位移与转角和
=(方向是向左)〈6mm
符合规范的相关要求
=rad
水平位移容许值,符合要求。
7.2群桩基础承载力验算
由于采用嵌岩柱桩,因此,可以认为群桩起初的承载力等于各桩承载力之和
所以,群桩基础承载力
无软弱下卧土层,所以不需要验算
7.3群桩基础沉降演算
由于是采用嵌岩柱桩,地基底部沉降不大,其沉降量可以忽略不计。
故不需要验算。
7.4承台计算
7.4.1桩顶处的局部受压验算
由
其中,(C20混凝土)
所以有
又因为,其中=,=,=。
所以有(满足)
7.4.2桩对承台的冲剪验算
桩深入承台深度为
由于刚性角
而布置范围角
因为有,所以可以不必验算
7.4.3承台抗弯抗剪强度验算
承台抗弯抗剪强度经过验算发现符合规范的要求。
八配筋计算
桩基础配筋计算
桩身最大弯距处Z=0m,
确定计算轴向力时恒载荷载的安全系数为,活载为
弯距M=;
采用C20混凝土,级钢筋,则有
计算偏心距增大系数
由于桩的两端固定所以有
长细比
所以,应
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