陈淋特大桥桥墩桩基础设计毕业论文
2020-04-12 16:48:09
摘 要
本文的主要内容是本着安全，经济，合理的原则给出陈淋特大桥的桩基础方案设计，并对基础的强度和沉降等进行验算，设计计算过程严格按照公路桥梁的相关规范进行。
从桥址区的工勘报告可以看出，地段地层分布良好，没有不良地层和断层现象，地下水位较低，桥梁只有两种跨径（24.6m和32.6m）,所以不必对全部29个墩号的桩基础进行设计计算，通过比较上部荷载和地基承载力，来确定桩数，并按照桩数的不同进行分类设计计算。
计算过程包括单桩容许承载力的确定，通过m法计算桩身最大弯矩和位置，并进行配筋计算和桩身承载力的验算，并给出桩身的配筋图。承台的验算包括剪切验算，冲切验算，和抗弯承载力验算，并给出承台的配筋图。最后计算基础沉降，并比较相邻墩号的沉降差是否满足规范要求。
至此，完成全桥的桩基础设计，最后给出全桥的设计图纸。
关键词：桥梁；桩基础；设计计算；
Abstract
The main content of this article is in the principle with safety, economy and reasonable ,gives Linte Chen bridge pile foundation design .The calculation of foundation strength and settlement, design and calculation process in strict accordance with the relevant standard of highway Bridges.
Formation from preliminary prospecting report you can see, location distribution is good, no bad formation and fault phenomenon, underground water level is low, there are only two span Bridges (24.6 m and 32.6 m), so you don't have all piles foundation for design and calculation, by comparing the upper load and the foundation bearing capacity, to determine the pile number, and according to different classification of pile for the design and calculation.
The calculation process includes the determination of the allowable bearing capacity of a single pile, the maximum bending moment and position of the pile body are calculated by m method, the calculation of reinforcement and the verification of pile body bearing capacity are carried out, and the reinforcement diagram of the pile body is given.The checking calculation of bearing platform includes shear checking calculation, punching cutting checking calculation, and bending capacity checking calculation, and gives the reinforcement drawing of bearing platform.Finally, the settlement of foundation is calculated and the settlement difference between adjacent pier Numbers is compared.
At this point, complete the pile foundation design of the whole bridge, and finally give the design drawing of the whole bridge.
Key Words： bridge;Pile foundation;Design calculation;
目 录
第一章 绪论 1
1.1设计目的和意义 1
1.2 设计参考规范 1
第二章 桥址区工程地质条件 2
2.1工程概况 2
2.2气象条件 2
2.3沿线工程地质条件 2
2.4水文条件 3
2.5场地地震效应 3
第三章 桩基方案初选 4
3.1 选择桩型和桩端持力层 4
3.2 荷载计算 4
3.3比较单桩承载力 6
3.4 桩数的确定和布置 9
第四章 桩基设计 13
4.1 四桩桩基计算 13
4.2 三桩承台计算 28
第五章 桩基沉降验算 41
5.1 桩基总沉降的计算 41
5.2 沉降比较和检验 45
结 语 46
参考文献 47
致 谢 49
绪论
1.1设计目的和意义
近年来，随着桥梁的建设向大跨，轻型，高强，整体方向发展，在大江，大河和沿海修建规模更大的桥梁也成为一种趋势，桥梁基础的结构和形式正在发生着日新月异的变化，对桥梁的深水基础的要求也越来越高。其中，桩基础是一种历史悠久且应用广泛的深基础类型。
桩基础可以是单根桩（一柱一桩），也可以是单排桩和多排桩，不过大多数情况下是有多根桩组成的群桩基础。群桩顶上有承台联结，承台是为了将外力传递给各根桩，并将各桩联结成一个整体共同承受外部荷载。基桩是为了穿过软弱土层，使桩底处在更加密实的土层上，通过桩侧的摩阻力和桩端土的抵抗力来承受上部荷载。
桩基础如果设计得当，施工正确，具有承载力高，稳定性好，沉降量小而均匀的优点，在深基础中具有节省材料，施工简便的好处。近年来，随着桩基础的广泛应用，成桩工艺和桩体完整性检测，桩基的设计方法和计算方法等均有了较大的发展和提高，使桩基础更加具有生命力。同时，桩基础不仅应用于建筑物的基础，还广泛应用于软弱地基的加固和地下支挡结构物。
1.2 设计参考规范
本文所依据的规范主要如下：
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）
《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）
《混凝土结构设计规范》
第二章 桥址区工程地质条件
2.1工程概况
拟建陈淋特大桥（DK798 517.30～DK799 342.30）桥址处位于河南省固始县境陈淋子镇境内，地势平坦开阔，沿途大部辟为村舍、厂房。桥跨形式为：4-24m简支梁 2-32m简支梁 3-24m简支梁 3-32m简支梁 4-24m简支梁 4-32m简支梁 10-24m简支梁，全长825.00m。
2.2气象条件
桥址区地处江淮之间，属亚热带向暖温带过渡的季风性气候区，气候学上的0℃等温线压境而过，是我国的南北气候过渡地带。气候湿润，雨量丰沛，四季分明。年平均气温15℃，年平均降雨量1066毫米，年平均日照2139小时，无霜期228天。
2.3沿线工程地质条件
1.地层岩性
根据本次勘察资料揭示，桥址区的岩土层按其成因分类主要为：第四系全新统冲积层(Q4al)；侏罗系上统段集组（J3d）；现按时代顺序分述如下：
(0)人工填土(Q4ml)：褐黄～棕黄色，潮湿、松散，由粉质黏土及角砾、碎石组成，层厚0.4~3.8m。
(1)粉质黏土（Q4al）：褐灰色，硬塑，黏粉粒为主，层厚1.0~17m m
(1)1.Q4al细砂，褐黄色，中密，饱和，层厚1.3～3.5m。
(1)2粉质黏土（Q4al）：灰色，软塑，黏粉粒为主，层厚3.5~8.8m。
(2)1.Q4al细砂，褐黄色，中密，饱和，层厚1.1～6.6m。
(2) 1-1.Q4al粉土，灰绿色，密实，稍湿，层厚3.90～4.40m。
(2) 2.Q4al中砂，局部粗砂，褐灰色，中密，饱和，层厚约1.4～4.10m。
(2)3 .Q4al细圆砾土，褐黄色，密实-中密，饱和，层厚1.70～12.4m。
(3)1.J3d砂砾岩，麻紫灰色，全风化，层厚0.90～5.5m。
(3)2.J3d砂砾岩，麻紫灰色，强风化，层厚1.50～16m。
(3)3.J3d砂砾岩，麻紫灰色，弱风化，层厚1.1～10.3m。
2不良地质
未见不良地质
3特殊岩土
桥址区未见特殊岩土。
2.4水文条件
1地表水
桥址区地表水塘零星分布，大小分布不均，主要为大气降水蓄积。
2地下水
桥址地下水类型以第四系孔隙水和基岩裂隙水为主，勘察期间测得地下稳定水位埋深0.30～3.1m，稳定水位标高53.93～55.48m，受大气降水补给，向低洼处排泄。水量受大气降雨影响较大。孔隙水主要分布于第四系冲积层中，孔隙水较发育。裂隙水分布于弱风化岩裂隙中。
2.5场地地震效应
1地震动参数
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），地震动峰值加速度0.05g，地震动反射谱特征周期为0.40s。
2场地抗震有利和不利地段划分
根据《建筑抗震设计规范》（08年版）（GB50011-2001）规定，该场地为抗震有利地段。
第三章 桩基方案初选
3.1 选择桩型和桩端持力层
从工勘报告中的土层分布可以看出，上部为粉质黏土，为软弱土层，容许承载力低，而且地表有水塘分布，降水较多，所以不宜采用浅基础形式作为基础方案。
对本工程而言，上部土层比较软弱，以致不能支承由上部传来的较大的竖向荷载，这时桩成为柱或桥墩的延伸，将荷载传递至深部基岩，所以必须采用桩基础，而且采用桩基础可以减少建筑物的沉降和变形，且沉降比较均匀。
