基础工程B课程设计指导书(道桥专业)

基础工程B课程设计指导书

一、课程设计的目的和要求

目的：课程设计是是对所学专业课补充、巩固、提高的一个重要环节，是学生综合运用所学知识解决实际问题和独立钻研的好时机。通过本次课程设计的练习，使学生能够熟练掌握钻孔灌注摩擦桩和端承桩各自的受力特点、构造要求以及设计方法、计算步骤，培养查阅利用相关设计规范等参考资料，综合运用所学知识灵活解决实际问题的独立工作能力。

要求：

1.一人一题，在设计教室独立完成桩柱式桥墩钻孔灌注桩的设计任务，保证出勤；

2.回顾、复习所学内容，查阅相关设计规范等参考资料，系统地巩固并提高基础理论与专业知识；

3.掌握钻孔灌注摩擦桩和端承桩的设计计算方法、步骤；

4.按照学院教务处课程设计要求，编制设计说明书，绘制工程图纸。完成设计项目后，按顺序将封面、设计任务书、目录、说明书正文、设计图纸、参考文献等装订成册。

二、设计步骤与方法

1、荷载计算

结合个人上学期桥梁工程课程设计资料，得出两跨恒载反力N

1

，计算两跨活

荷载反力N

5（N

5

′）、单跨活荷载反力N

6

（N

6

′）。汽车活荷载、人群活荷载见易

建国主编的算例中p.123双柱反力横向分布计算及p.116支反力最大值B。盖梁、

系梁以及墩柱须先拟定尺寸再计算各自的自重N

2、N

3

、N

4

，并在设计说明书中附

上标有尺寸的构件计算简图。盖梁顺桥向和横桥向宽度可参考教材“墩台构造要求和尺寸拟定”拟定，应满足主梁、支座、挡块的布置，且简支梁梁端距盖梁边缘距离a（cm）≥70+L/2，L——梁计算跨径（m）。盖梁高度参考简支梁常用跨高比l/h拟定。系梁高度h=（0.8~1.0）D，宽度b=（0.6~1.0）D，D——桩径。

2、桩长及桩底标高的确定（取两跨活载布置）

在采用钻孔灌注桩时，一般可根据拟选的持力层位置、荷载大小、施工条件等初步确定桩长，通过单桩轴向受压承载力验算再予以修改。端承桩还需计算其嵌入岩层的深度，参见《公路桥涵地基基础设计规范》JTG D63—2007中第5.3.5

条圆形桩公式（5.3.5），M

H 可代 4.0

h

α=时的数值。确定桩长时的荷载效应组合

采用《基础规范》中的正常使用极限状态下的短期效应组合

摩擦桩可选用承载力较好的粉质粘土、粘土、细砂等作持力层，端承桩取岩石层，土层厚度、容重、桩侧阻力标准值、桩端承载力标准值等见附表。

选定好持力层及桩径、初定桩长后，按照《公路桥涵地基基础设计规范》JTG

D63—2007中相应公式验算单桩轴向受压承载力（钻孔灌注摩擦桩可用第5.3.3条公式（5.3.3-1）、（5.3.3-2），端承桩可用第5.3.4条公式（5.3.4）验算），荷载组合及其抗力系数见规范JTG D63—2007中第5.3.7条使用阶段的规定。

3、确定桩的计算宽度1b 及桩的变形系数α

1b 参见《公路桥涵地基基础设计规范》JTG D63—2007附录P 中公式（P.0.1-1）、（P.0.1-3）。变形系数α参见JTG D63—2007附录P 中公式（P.0.2-1）、（P.0.2-2）。m 须在计算范围hm （从局部冲刷线）内求当量m 值。

4、计算桩身各截面的内力Z M 、Z Q （活载取单跨布置）

详见《规范》JTG D63—2007附录P 中P.0.3，亦可参考盛洪飞《桥梁墩台与基础工程》或凌治平《基础工程》等。计算结果可列表给出，绘出Z M 图、Z Q 图，并确定最大弯矩及其位置。如前面用到当量m 值，则最大弯矩应乘以修正系数方为配筋计算所需的弯矩设计值。

5.验算桩端最大、最小压应力

新规范规定，对于置于非岩石类土或岩石面上m h 5.3>α，以及嵌入岩石中m h 4>α的桩，认为桩底压力均匀分布，可不进行桩端土的压应力验算。详见《规范》JTG D63—2007附录P 中P.0.5。

6、计算桩柱顶纵向水平位移△

首先计算局部冲刷线处纵向水平位*移0x 及0ϕ，且要求010x mm ≤。再计入桩柱自身弹性挠曲变形求得桩柱顶纵向水平位移△。新规范对此没有具体限值，只要保证不落梁，支座位移满足要求，伸缩缝处梁体变形须小于伸缩缝的允许变形值即可。

7、桩身材料强度及配筋验算

1）最大弯矩点处相应竖向、横向荷载的组合计算

按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）中的承载能力极限状态的基本组合。

2）配筋及强度验算。

配筋可参考《结构设计原理》偏心受压构件，沿圆周均匀配筋，适当确定配筋率。

按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004圆形截面偏心受压构件第5.3.9-1条和5.3.9-2条进行强度验算。

7、绘制钻孔灌注桩钢筋构造图

按学校教务处课程设计要求编制计算书，参考《公路桥涵标准图》，用3#图纸绘制桩身配筋图，并给出材料用量表。要求图中桩长、桩径、钢筋的直径和数量长度均应与计算书相符。按顺序将封面、设计任务书、目录、说明书正文、设计图纸、参考文献等装订成册。