橋梁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)---某鐵路橋梁橋墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　土木工程專業(yè)</b></p><p>　　橋梁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書</p><p><b>　　2012年4月</b></p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　1　前　言1</b></

2、p><p>　　1．1　橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的目的與任務(wù)1</p><p>　　1．2　橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容2</p><p>　　1．3　基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)的基本要求4</p><p>　　2　設(shè)計(jì)題目之一——某鐵路橋梁橋墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)6</p><p>　　2．1　設(shè)計(jì)任務(wù)6</p><p>　　2．

3、2　設(shè)計(jì)資料6</p><p>　　2．2．1　工程概況6</p><p>　　2．2．2　工程地質(zhì)和水文地質(zhì)7</p><p>　　3　橋梁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)指南20</p><p>　　3．1　設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的主要內(nèi)容20</p><p>　　3．2　設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的內(nèi)容組織20</p>&

4、lt;p>　　3．3　圖紙內(nèi)容及要求22</p><p>　　3．4　設(shè)計(jì)流程23</p><p>　　3．5　設(shè)計(jì)和計(jì)算中的一些說明25</p><p>　　3．5．1　概述25</p><p>　　3．5．2　方案設(shè)計(jì)26</p><p>　　3．5．3　詳細(xì)設(shè)計(jì)27</p><

5、;p>　　3．6　進(jìn)度計(jì)劃安排參考29</p><p><b>　　1　前　言</b></p><p>　　基礎(chǔ)工程是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在土木工程學(xué)科的知識(shí)體系中占有重要地位?；A(chǔ)工程課程的特點(diǎn)在于它以較多的力學(xué)課程為基礎(chǔ)，以巖土層中的復(fù)雜的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，涉及到交通、建筑、水電等多個(gè)領(lǐng)域，這就決定了課程具有內(nèi)容雜、概念多和理論較深的特點(diǎn)，加之

6、學(xué)時(shí)數(shù)較少和本科學(xué)生普遍缺少工程知識(shí)，因此同學(xué)們往往感到比較難學(xué)。</p><p>　　橋梁基礎(chǔ)工程課程教學(xué)的主要目標(biāo)是：通過課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握明挖基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)等橋涵常用基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原理及計(jì)算方法，了解其施工技術(shù)，為今后從事相關(guān)土建工程的設(shè)計(jì)與施工打好基礎(chǔ)，并培養(yǎng)學(xué)生解決工程問題的能力。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是同學(xué)們由理論學(xué)習(xí)通往工程實(shí)踐的一座橋梁，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)

7、和解決實(shí)際工程問題的能力、理解和掌握所學(xué)的基本原理和計(jì)算方法、熟悉工程規(guī)范等具有十分重要的作用?；A(chǔ)工程的知識(shí)來源于工程實(shí)踐，反過來又對(duì)工程實(shí)踐具有指導(dǎo)作用。同學(xué)們?cè)诒究茖W(xué)習(xí)期間參與工程實(shí)踐的機(jī)會(huì)十分有限，因而應(yīng)該重視課程設(shè)計(jì)帶給同學(xué)們的動(dòng)手機(jī)會(huì)，通過課程設(shè)計(jì)更好地理解和鞏固學(xué)習(xí)到的各種理論和方法，有意識(shí)地培養(yǎng)自己的工程意識(shí)和解決實(shí)際工程問題的能力。</p><p>　　為幫助同學(xué)們更好地完成本次課程設(shè)計(jì)，下面從

8、課程設(shè)計(jì)的角度對(duì)橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法做一個(gè)小結(jié)。</p><p>　　1．1　橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的目的與任務(wù)</p><p>　　一個(gè)完整的建筑體系通常由三部分構(gòu)成，即上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和地基。如圖1－1所示的橋梁，橋塔、主纜、吊索以及橋面等均屬于上部結(jié)構(gòu)，錨錠、橋墩及其下的基礎(chǔ)合稱為下部結(jié)構(gòu)，承受橋梁荷載并維持橋梁穩(wěn)定的那部分地層則稱為地基。由此可見地基和基礎(chǔ)是建筑體系的重要組成部分。&l

9、t;/p><p>　　橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的使用功能和結(jié)構(gòu)形式在確定的場(chǎng)地條件下選擇適宜的地基基礎(chǔ)方案并確定其技術(shù)細(xì)節(jié)，使設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)在預(yù)定的使用期限內(nèi)和規(guī)定的使用條件下能夠安全正常地工作，在此基礎(chǔ)上滿足降低造價(jià)和保護(hù)環(huán)境的要求。</p><p>　　圖1－1　橋梁建筑體系示意圖</p><p>　　橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)可以概括為：安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合

10、理、確保質(zhì)量和保護(hù)環(huán)境。</p><p>　　橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的任務(wù)通常包括：</p><p>　?。?）方案設(shè)計(jì)：目的是確定橋梁基礎(chǔ)的技術(shù)方案，包括地基持力層的選取和基礎(chǔ)類型的比選。</p><p>　　（2）技術(shù)設(shè)計(jì)：包括地基檢算和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩方面，其任務(wù)是通過力學(xué)計(jì)算和結(jié)構(gòu)措施兩方面的手段來保證所設(shè)計(jì)的地基基礎(chǔ)滿足設(shè)計(jì)總體目標(biāo)的要求。</p>&l

11、t;p>　　1．2　橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容通常包括：</p><p>　　一、收集相關(guān)的設(shè)計(jì)資料</p><p><b>　　收集的資料通常有：</b></p><p>　?。?）線路、橋梁及墩臺(tái)資料。包括線路等級(jí)、線路平面及縱斷面設(shè)計(jì)，橋孔布置，橋跨結(jié)構(gòu)的具體情況，橋跨及其上部

12、附屬結(jié)構(gòu)的重量，墩臺(tái)材料及尺寸等。</p><p>　?。?）地形資料。包括中線處的河床縱斷面、水流方向等。</p><p>　　（3）水文、氣象資料。包括設(shè)計(jì)頻率水位、常水位、施工水位、低水位，設(shè)計(jì)頻率水位和施工水位的流速與流量，沖刷深度，洪水季節(jié)和施工季節(jié)，當(dāng)?shù)刈畲箫L(fēng)速、氣溫及凍結(jié)深度等。</p><p>　　（4）工程地質(zhì)資料。包括鉆孔柱狀圖、地質(zhì)剖面圖，圖上

13、應(yīng)標(biāo)明各巖土層的厚度及物理、力學(xué)性質(zhì)、土中有無(wú)大孤石、巖面標(biāo)高及其產(chǎn)狀，基巖中有無(wú)斷層、溶洞、破碎帶等不良地質(zhì)。</p><p>　?。?）其他資料。包括工期要求，施工設(shè)備及技術(shù)條件，當(dāng)?shù)亓显?、交通、電力等供?yīng)情況。</p><p>　　二、初步確定地基基礎(chǔ)的技術(shù)方案</p><p>　?。?）選擇地基持力層。一般地，當(dāng)天然地基能滿足各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用天然地

14、基。持力層的選擇及基礎(chǔ)埋置深度的確定是一個(gè)復(fù)雜的問題，應(yīng)綜合考慮多方面的因素確定，在橋梁基礎(chǔ)工程的教材中對(duì)此已有詳細(xì)的論述，此處不贅述。</p><p>　?。?）根據(jù)水文、地質(zhì)、地形、沉降控制要求、上部結(jié)構(gòu)、荷載、材料供應(yīng)和施工條件等決定基礎(chǔ)的類型（明挖基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)等），并初步確定基礎(chǔ)的尺寸，選擇基礎(chǔ)的材料。</p><p>　?。?）根據(jù)地質(zhì)、水文和施工條件等擬定施工方案，如

15、明挖基礎(chǔ)的基坑開挖、支護(hù)的方案、深基礎(chǔ)的施工方法等。</p><p>　　三、橋梁基礎(chǔ)的技術(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）采用明挖基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)進(jìn)行下列設(shè)計(jì)和計(jì)算：</p><p>　　1）作用在淺基礎(chǔ)上的荷載計(jì)算；</p><p>　　2）采用最不利荷載組合對(duì)地基強(qiáng)度（包括持力層和軟弱下臥層）、基底偏心距、基礎(chǔ)的傾覆穩(wěn)定性和滑動(dòng)穩(wěn)定性進(jìn)行檢算，

16、必要時(shí)還應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)的沉降和地基的穩(wěn)定性進(jìn)行檢算；</p><p>　　3）當(dāng)上述計(jì)算不能通過，或設(shè)計(jì)方案過于保守時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，重新進(jìn)行上述各項(xiàng)檢算。</p><p>　　（2）采用樁基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)進(jìn)行下列設(shè)計(jì)和計(jì)算：</p><p>　　1）作用在承臺(tái)上的荷載計(jì)算；</p><p>　　2）單樁軸向容許承載力的計(jì)算；</p><

17、p>　　3）樁基礎(chǔ)的平面分析，計(jì)算承臺(tái)位移、各基樁樁頂?shù)妮S向力、橫向力和彎矩；</p><p>　　4）檢算單樁的軸向容許承載力是否滿足要求；</p><p>　　5）檢算墩臺(tái)頂?shù)乃轿灰剖欠駶M足要求；</p><p>　　6）橫向荷載作用下單樁的內(nèi)力和位移計(jì)算；</p><p>　　7）檢算樁身材料強(qiáng)度是否滿足要求，對(duì)單樁進(jìn)行配筋計(jì)算

18、；</p><p>　　8）根據(jù)樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式和受力情況檢算群樁基礎(chǔ)的承載力，必要時(shí)計(jì)算基礎(chǔ)的沉降；</p><p>　　9）必要時(shí)還需要檢算單樁基底最大豎向壓應(yīng)力、單樁側(cè)面土抗力是否滿足要求，對(duì)不允許出現(xiàn)裂縫或需限制裂縫寬度的混凝土樁身和承臺(tái)還應(yīng)進(jìn)行抗裂或裂縫寬度檢算；</p><p>　　10）當(dāng)上述計(jì)算不能通過，或設(shè)計(jì)方案未達(dá)理想狀態(tài)時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，重新進(jìn)行

19、上述各項(xiàng)檢算。</p><p>　　（3）采用沉井基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)進(jìn)行下列設(shè)計(jì)和計(jì)算：</p><p>　　1）作用在沉井上的荷載計(jì)算；</p><p>　　2）對(duì)于施工過程中的沉井基礎(chǔ)，需要進(jìn)行以下檢算：</p><p>　?、俪辆南鲁聊芰z算</p><p><b>　　②刃腳受力計(jì)算</b><

20、;/p><p><b>　　③沉井井壁受力計(jì)算</b></p><p><b>　?、艹辆坠?jié)檢算</b></p><p>　?、莼炷练獾准绊敯逵?jì)算</p><p>　　3）對(duì)于使用條件下的沉井基礎(chǔ)，需要進(jìn)行以下檢算：</p><p><b>　?、倩讐簯?yīng)力檢算&l

21、t;/b></p><p>　?、诨A(chǔ)側(cè)面水平壓應(yīng)力檢算</p><p>　?、鄱张_(tái)頂面水平位移檢算</p><p>　　4）當(dāng)上述計(jì)算不能通過，或設(shè)計(jì)方案未達(dá)理想狀態(tài)時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，重新進(jìn)行上述各項(xiàng)檢算。</p><p>　　四、繪制施工圖、編制工程概預(yù)算</p><p>　　施工圖一般應(yīng)包括全橋總布置圖、基礎(chǔ)

22、結(jié)構(gòu)平面圖（包含配筋圖）、基礎(chǔ)的立面和剖面圖（包含配筋圖），圖紙應(yīng)包括設(shè)計(jì)說明和工程數(shù)量表。</p><p>　　1．3　基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　由于課時(shí)數(shù)的限制，在本次課程設(shè)計(jì)中只要求同學(xué)們完成上述設(shè)計(jì)任務(wù)中的一部分。在本指導(dǎo)書的后面列出了若干設(shè)計(jì)題目，這些題目均來源于實(shí)際工程，但根據(jù)橋梁基礎(chǔ)工程課程教學(xué)的要求并結(jié)合同學(xué)們的實(shí)際情況進(jìn)行了適當(dāng)簡(jiǎn)化，目的是幫助同學(xué)們

23、盡快上手，以期在課時(shí)有限的條件下達(dá)到更好的效果。同學(xué)們可在指導(dǎo)教師的幫助下選擇一個(gè)設(shè)計(jì)題目并確定相應(yīng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，參考后面的設(shè)計(jì)指南完成本次課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，要求同學(xué)了解橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的全過程，掌握一種常用的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和地基的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生處理橋梁基礎(chǔ)問題的初步能力。</p><p>　　2　設(shè)計(jì)題目之一——某鐵路橋梁橋墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)</p>&

24、lt;p><b>　　2．1　設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)對(duì)象為某鐵路的特大型橋梁，該橋梁的上部結(jié)構(gòu)和橋墩設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成橋墩基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與檢算。要求同學(xué)選擇（或由指導(dǎo)教師分配）一個(gè)基礎(chǔ)，按給定的條件完成相關(guān)的設(shè)計(jì)和計(jì)算工作，具體要求如下：</p><p>　　（1）綜合分析設(shè)計(jì)資料，對(duì)三種常用的橋梁基礎(chǔ)類型（明挖基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和

25、沉井基礎(chǔ)）的技術(shù)合理性進(jìn)行比較（限于課時(shí)，本次課程設(shè)計(jì)不考慮造價(jià)因素），選擇較為合理的基礎(chǔ)方案。</p><p>　?。?）對(duì)選定的基礎(chǔ)方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）初步確定修筑基礎(chǔ)的施工方案。</p><p>　?。?）將以上全部成果整理成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書和設(shè)計(jì)施工圖。</p><p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算說明書應(yīng)制作成Word文檔。

26、整個(gè)說明書應(yīng)滿足計(jì)算過程完整、計(jì)算步驟清楚、文字簡(jiǎn)明、符號(hào)規(guī)范和版面美觀的要求，圖紙應(yīng)用CAD繪制而且應(yīng)表達(dá)正確、布局合理和尺寸齊全。</p><p>　　說明書用A4紙張打印，圖紙用A3紙張打印，說明書和和圖紙一起裝訂成冊(cè)，交指導(dǎo)老師評(píng)閱。</p><p><b>　　2．2　設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　2．2．1　工程概況<

27、/p><p>　　該橋梁系某I級(jí)鐵路干線上的特大橋（單線），線路位于直線平坡地段。該地區(qū)地震設(shè)防烈度為VI度，不考慮地震設(shè)防問題。</p><p>　　橋梁及橋墩部分的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，橋跨由38孔32m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁【圖號(hào)：專橋（01）2051】組成，該梁全長(zhǎng)32.6m，梁高2.65m，跨中腹板厚度0.18m，下翼緣梁端寬0.88m，上翼緣寬1.92m，為分片式T梁，兩片梁腹板中心距為2.

28、0m，橋梁跨中縱斷面示意如圖2－1所示。每孔梁的理論重量為2276 kN，梁上設(shè)雙側(cè)人行道，其重量與線路上部建筑重量為35.5kN/m。梁縫10cm，橋墩支承墊石頂面高程1178.12m，軌底高程1181.25m，全橋總布置見圖2－2。</p><p>　　圖2－1　橋梁跨中縱斷面示意圖</p><p>　　橋墩采用圓端形橋墩【圖號(hào)：叁橋（2005）4203】和空心橋墩【圖號(hào)：叁橋（200

29、5）4205】2種，其中1#~6#、33#~37#采用圓端形橋墩，7#~32#采用空心橋墩。圓端形橋墩支承墊石采用C40鋼筋混凝土，頂帽采用C30鋼筋混凝土，墩身采用C30混凝土，圓端形橋墩構(gòu)造圖見圖2－3。空心橋墩支承墊石采用C40鋼筋混凝土，頂帽采用C30鋼筋混凝土，墩身采用C30混凝土，空心橋墩構(gòu)造圖見圖2－4。</p><p>　　橋梁支座采用SQMZ型鑄鋼支座【圖號(hào)：通橋（2006）8057】，支座鉸中

30、心至支承墊石頂面的距離為40cm。</p><p>　　2．2．2　工程地質(zhì)和水文地質(zhì)</p><p>　　本段線路通過構(gòu)造剝蝕低中山區(qū)、河谷階地、河流峽谷區(qū)等地貌單元，大部分穿行山前緩坡，地形起伏大，海拔在1000~1500m，地形起伏大，相對(duì)高差100~200m，山頂覆蓋新黃土或風(fēng)積砂，溝谷發(fā)育。</p><p>　　根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，大橋地層自上而下依次為

31、新黃土、白堊系泥巖夾砂巖，河谷處主要為沖積砂及礫石土，各橋位的地層分布詳見鉆孔柱狀圖（圖2－5~圖2－12）。各地層的主要物理、力學(xué)參數(shù)見表2－1。場(chǎng)地勘察未發(fā)現(xiàn)滑坡、巖溶、斷層、破碎帶等不良地質(zhì)現(xiàn)象。</p><p>　　表2－1　地層的主要物理、力學(xué)參數(shù)</p><p>　　注：①W4泥巖為全風(fēng)化泥巖，相關(guān)的參數(shù)按照黏性土取值，W3泥巖和W3砂巖為強(qiáng)風(fēng)化泥巖和強(qiáng)風(fēng)化砂巖，相關(guān)的參數(shù)按照

32、碎石土取值，W2泥巖和W2砂巖為微風(fēng)化泥巖和微風(fēng)化砂巖。</p><p>　?、谛曼S土不需要考慮濕陷性。</p><p>　　本區(qū)蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，為貧水地區(qū)，地下水量一般不大且埋藏較深，局部地段有泉水出露。按其賦存條件可分基巖裂隙水、第四系孔隙潛水。地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給，局部受地表水補(bǔ)給。其排泄路徑主要為蒸發(fā)。地下水及地表水對(duì)普通混凝土不具侵蝕性。</p><p

33、>　　地表河流為常年流水，設(shè)計(jì)頻率水位1122.60m，設(shè)計(jì)流速1.8m/s，常水位1121.50m，流速1.2m/s，一般沖刷線1119.50m，局部沖刷線1118.30m。</p><p>　　該橋所在地區(qū)的基本風(fēng)壓為800Pa。</p><p>　　圖2－2　全橋總布置圖</p><p>　　圖2－3　圓端形橋墩構(gòu)造圖</p><p&

34、gt;　　圖2－4　空心橋墩構(gòu)造圖</p><p>　　圖2－5　1#~4#橋墩鉆孔柱狀圖</p><p>　　圖2－6　5#~9#橋墩鉆孔柱狀圖</p><p>　　圖2－7　10#~14#橋墩鉆孔柱狀圖</p><p>　　圖2－8　15#~19#橋墩鉆孔柱狀圖</p><p>　　圖2－9　20#~24#橋墩鉆孔

35、柱狀圖</p><p>　　圖2－10　25#~29#橋墩鉆孔柱狀圖</p><p>　　圖2－11　30#~34#橋墩鉆孔柱狀圖</p><p>　　圖2－12　35#~37#橋墩鉆孔柱狀圖</p><p>　　3　橋梁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)指南</p><p>　　3．1　設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的主要內(nèi)容</p>

36、<p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算說明書通常應(yīng)包含以下內(nèi)容：</p><p>　?。?）工程概況和設(shè)計(jì)任務(wù)，包括：工程名稱，橋跨及附屬結(jié)構(gòu)、支座及墩臺(tái)的類型、尺寸、重量等，全橋墩臺(tái)布置，本人承擔(dān)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)任務(wù)。</p><p>　?。?）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，包括地形資料，水文、氣象資料，鉆孔柱狀圖，各巖土層的物理、力學(xué)參數(shù)，不良地質(zhì)現(xiàn)象等。</p><p>　　（3

37、）方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容和過程，包括：荷載計(jì)算，地基持力層的選取，基礎(chǔ)類型的比選，基礎(chǔ)尺寸的初步擬定。方案設(shè)計(jì)需要闡明自己的思路和考慮的因素，并列出必要的說明。</p><p>　?。?）技術(shù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和過程，包括：計(jì)算項(xiàng)目，計(jì)算過程和計(jì)算結(jié)果，方案調(diào)整的理由和結(jié)果。技術(shù)設(shè)計(jì)需要闡明相關(guān)參數(shù)選取的理由、考慮的因素并列出必要的說明；在設(shè)計(jì)說明書中必須明確繪制計(jì)算分析簡(jiǎn)圖。計(jì)算項(xiàng)目可編制程序或用Excel軟件進(jìn)行計(jì)算，但說明

38、書中應(yīng)列出框圖、源程序和計(jì)算結(jié)果。</p><p>　　（5）根據(jù)設(shè)計(jì)及計(jì)算結(jié)果繪制相應(yīng)的施工圖（包括設(shè)計(jì)說明和主要工程數(shù)量表），并用CAD制作完成。</p><p>　?。?）初步的施工組織設(shè)計(jì)，包括：基礎(chǔ)施工工藝流程，主要施工機(jī)具，質(zhì)量控制措施等。</p><p>　　3．2　設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的內(nèi)容組織</p><p>　　可參照下列方式進(jìn)

39、行設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的章節(jié)劃分和內(nèi)容組織。</p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　1．1　工程概況和設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　1．2　工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料</p><p><b>　　1．3　設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　第2章

40、方案設(shè)計(jì)（或初步設(shè)計(jì)）</p><p>　　2．1　地基持力層的選擇</p><p><b>　　2．2　荷載計(jì)算</b></p><p>　　2．2．1　主力計(jì)算</p><p>　　2．2．2　附加力計(jì)算</p><p>　　2．2．3　荷載組合</p><p>　　2

41、．3　基礎(chǔ)類型的比選</p><p>　　2．4　基礎(chǔ)尺寸的擬定</p><p><b>　　第3章 技術(shù)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　明挖基礎(chǔ)的技術(shù)設(shè)計(jì)可按以下的次序進(jìn)行： </p><p>　　3．1　地基強(qiáng)度檢算</p><p>　　3．2　基底偏心距檢算</p><

42、;p>　　3．3　基礎(chǔ)穩(wěn)定性檢算</p><p>　　3．4　基礎(chǔ)沉降檢算（必要時(shí)進(jìn)行）</p><p>　　3．5　地基穩(wěn)定性檢算（必要時(shí)進(jìn)行）</p><p>　　樁基礎(chǔ)的技術(shù)設(shè)計(jì)可按以下的次序進(jìn)行：</p><p>　　3．1　樁基礎(chǔ)的平面分析</p><p>　　3．1．1　bo、m、α的確定</p

43、><p>　　3．1．2　單樁的剛度系數(shù)計(jì)算</p><p>　　3．1．3　群樁的剛度系數(shù)計(jì)算</p><p>　　3．1．4　樁頂位移及內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　3．2　橫向荷載下單樁的內(nèi)力和位移計(jì)算</p><p>　　3．3　單樁軸向承載力檢算</p><p>　　3．4　墩臺(tái)頂?shù)乃轿?/p>

44、移檢算</p><p>　　3．5　群樁基礎(chǔ)的承載力和位移檢算</p><p>　　3．6　單樁基底最大豎向壓應(yīng)力及側(cè)面土抗力檢算（必要時(shí)進(jìn)行）</p><p>　　沉井基礎(chǔ)的技術(shù)設(shè)計(jì)可按以下的次序進(jìn)行：</p><p>　　3．1　施工過程中的沉井計(jì)算</p><p>　　3．1．1　沉井的下沉能力檢算</p&

45、gt;<p>　　3．1．2　刃腳受力計(jì)算</p><p>　　3．1．3　沉井井壁受力計(jì)算</p><p>　　3．1．4　沉井底節(jié)檢算</p><p>　　3．1．5　混凝土封底及頂板計(jì)算</p><p>　　3．2　使用條件下沉井基礎(chǔ)的檢算</p><p>　　3．2．1　基底壓應(yīng)力檢算</p

46、><p>　　3．2．2　基礎(chǔ)側(cè)面水平壓應(yīng)力檢算</p><p>　　3．2．3　墩臺(tái)頂面水平位移檢算</p><p>　　第4章 初步的施工組織設(shè)計(jì)</p><p>　　4．1　基礎(chǔ)的施工工藝流程</p><p>　　4．2　主要施工機(jī)具</p><p>　　4．3　主要工程數(shù)量和材料用量<

47、;/p><p>　　4．4　保證施工質(zhì)量的措施</p><p>　　3．3　圖紙內(nèi)容及要求</p><p>　　圖紙應(yīng)基本達(dá)到施工圖的要求，一般要包括以下內(nèi)容：</p><p>　　（1）設(shè)計(jì)說明，包括工程概況、設(shè)計(jì)方案及要求、主要工程數(shù)量表等。</p><p>　?。?）基礎(chǔ)的平面圖（含配筋圖）。</p>

48、<p>　　（3）基礎(chǔ)的立面圖和剖面圖（含配筋圖）。</p><p>　?。?）橋梁布置圖（含橋墩）。</p><p>　　圖紙統(tǒng)一用標(biāo)準(zhǔn)A3圖幅（297mm420mm）。標(biāo)題欄的形式如下：</p><p>　　標(biāo)題欄長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為150mm，左起第一欄長(zhǎng)100mm，第二欄和第三欄各長(zhǎng)25mm；高度設(shè)計(jì)為30mm，各行均分。</p><p&

49、gt;<b>　　3．4　設(shè)計(jì)流程</b></p><p>　　圖3－1　明挖基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)流程</p><p>　　學(xué)生可參考如圖3－1~圖3－3所示的流程圖分別對(duì)橋梁明挖基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　圖3－2　樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)流程</p><p>　　圖3－3　沉井基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)流程</p>

50、<p>　　3．5　設(shè)計(jì)和計(jì)算中的一些說明</p><p>　　以下按上述設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的章節(jié)順序講述本課程設(shè)計(jì)的要求、設(shè)計(jì)方法和一些注意事項(xiàng)。</p><p><b>　　3．5．1　概述</b></p><p>　　設(shè)計(jì)依據(jù)除本指導(dǎo)書外，還包括相關(guān)的規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)及參考書。例如：</p><p>　　（1）

51、鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.5-2005）</p><p>　?。?）鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范（TB10002.1-2005）</p><p>　　（3）鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.3-2005）</p><p>　?。?）鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院編．鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)－橋涵地基和基礎(chǔ)</p><p>

52、;　　（5）西南交通大學(xué)巖土工程系編．橋梁基礎(chǔ)工程</p><p>　　3．5．2　方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、荷載計(jì)算</b></p><p>　　本指導(dǎo)書未直接給出作用在基礎(chǔ)上的荷載，因此，需要進(jìn)行荷載的計(jì)算。計(jì)算時(shí)可依次計(jì)算作用在基礎(chǔ)上的恒載、活載、附加力等。</p><p>　　計(jì)算荷載時(shí)一般需要先

53、確定基礎(chǔ)持力層或樁基承臺(tái)底面的位置。</p><p>　　恒載的計(jì)算應(yīng)包括橋跨及其附屬結(jié)構(gòu)的自重、支座重量、橋墩自重，對(duì)于明挖基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，在擬定明挖基礎(chǔ)和樁基承臺(tái)尺寸后尚應(yīng)包括基礎(chǔ)和上覆土體的自重，若基礎(chǔ)或橋墩處于水中，尚應(yīng)根據(jù)要求考慮水的浮力。</p><p>　　列車活載采用中－活載，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮不同的加載圖式（單孔重載、雙孔重載、單孔輕載等）在基礎(chǔ)上產(chǎn)生的荷載大小。</p&g

54、t;<p>　　附加力應(yīng)計(jì)算制動(dòng)力或牽引力、風(fēng)力等在基礎(chǔ)上產(chǎn)生的荷載大小。</p><p>　　將全部外力應(yīng)簡(jiǎn)化至基礎(chǔ)或承臺(tái)底面中心。</p><p><b>　　二、基礎(chǔ)類型的比選</b></p><p>　　鑒于同學(xué)們?nèi)鄙偈┕ぜ夹g(shù)、施工機(jī)械和施工組織方面的知識(shí)，亦不了解施工單位的技術(shù)和施工條件，這給基礎(chǔ)方案的確定帶來一定的困難

55、。同學(xué)們可以根據(jù)自己掌握的知識(shí)，綜合分析場(chǎng)地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，考慮上部結(jié)構(gòu)和橋墩條件，對(duì)幾種可能采用的基礎(chǔ)類型進(jìn)行比較，選擇一個(gè)與橋墩的類型相匹配、適合于當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件而且施工難度不大的方案。</p><p>　　建議從下面幾個(gè)方面進(jìn)行綜合分析和比較：</p><p>　　（1）上部結(jié)構(gòu)和橋墩的類型及荷載大?。?lt;/p><p>　?。?）工程地質(zhì)和水文條

56、件；</p><p>　?。?）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)和局限性；</p><p>　?。?）施工難易程度。</p><p>　　三、基礎(chǔ)尺寸的初步擬定</p><p>　　對(duì)于明挖基礎(chǔ)，應(yīng)確定以下內(nèi)容：</p><p>　?。?）基礎(chǔ)的埋置深底及基頂標(biāo)高，并說明理由；</p><p>　?。?）擬定基礎(chǔ)

57、的圬工類型、平面尺寸和立面形式。</p><p>　　擬定立面尺寸時(shí)應(yīng)注意滿足剛性角的要求，此外還應(yīng)檢查是否滿足最小埋置深度的要求。</p><p>　　對(duì)于樁基礎(chǔ)，應(yīng)確定以下內(nèi)容：</p><p>　?。?）選定樁基礎(chǔ)的類型，考慮樁基為高承臺(tái)還是低承臺(tái)，承臺(tái)底面的標(biāo)高，樁是打入樁還是鉆孔樁。</p><p>　?。?）擬定樁長(zhǎng)，確定樁端持力

58、層。</p><p>　?。?）擬定樁材與樁徑，鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)樁徑（即鉆頭直徑）一般采用0.8m、1.0m、1.25m和1.5m，不宜小于0.8m；挖孔灌注樁的直徑或邊寬不宜小于1.25m。</p><p>　?。?）估算樁數(shù)，擬定布樁形式。</p><p>　　（5）擬頂承臺(tái)的底面尺寸、立面形式及尺寸。</p><p>　　對(duì)于沉井基礎(chǔ)，

59、根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)荷載的大小和性質(zhì)、水文和地質(zhì)情況等，結(jié)合沉井的構(gòu)造要求和施工方法，依次擬定沉井各部分的尺寸，具體步驟如下：</p><p>　?。?）根據(jù)上部結(jié)構(gòu)（或內(nèi)部空間）建筑要求，確定沉井的平面形狀和尺寸。</p><p>　　（2）平面尺寸確定后，在符合最小埋置深度和空間使用的要求下選擇持力層，確定沉井作為基礎(chǔ)的底部位置。一般要求沉井底部不宜放在土層變化的交互區(qū)內(nèi)，應(yīng)放置在

60、符合強(qiáng)度要求、穩(wěn)定、均勻的土層內(nèi)。</p><p>　?。?）根據(jù)沉井位置的水土壓力及土對(duì)井壁的摩擦力，估算沉井井壁的厚度、受力構(gòu)造部分的截面尺寸。</p><p>　?。?）估算封底及頂板的厚度。</p><p>　　3．5．3　詳細(xì)設(shè)計(jì)</p><p>　　基礎(chǔ)方案確定后，同學(xué)們可以根據(jù)方案設(shè)計(jì)中所擬的結(jié)構(gòu)尺寸，進(jìn)行力學(xué)檢算，當(dāng)檢算結(jié)果不

61、滿足要求時(shí)需進(jìn)行方案調(diào)整，直至滿足各項(xiàng)要求。</p><p>　　力學(xué)檢算時(shí)，最不利的荷載組合可參照下面的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行：</p><p><b>　　一、明挖基礎(chǔ)</b></p><p>　?。?）地基強(qiáng)度檢算（包含持力層強(qiáng)度和軟弱下臥層強(qiáng)度）</p><p>　　直線簡(jiǎn)支梁橋橋墩基礎(chǔ)的最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔重載（

62、常水位）或雙孔重載（常水位）。</p><p>　?。?）基底偏心距檢算</p><p>　　直線簡(jiǎn)支梁橋橋墩基礎(chǔ)的最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔輕載（常水位）。</p><p>　　（3）基礎(chǔ)穩(wěn)定性檢算</p><p>　　直線簡(jiǎn)支梁橋橋墩基礎(chǔ)的最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔輕載（設(shè)計(jì)頻率水位）。</p><p>

63、;<b>　?。?）基礎(chǔ)沉降檢算</b></p><p>　　采用恒載按分層總和法計(jì)算基礎(chǔ)沉降。</p><p><b>　　二、樁基礎(chǔ)</b></p><p>　?。?）單樁軸向承載力檢算</p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，雙孔重載。</p><p>　　（2

64、）墩臺(tái)頂?shù)乃轿灰茩z算</p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔重載。</p><p>　　（3）樁身截面配筋計(jì)算</p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔重載。</p><p>　?。?）群樁基礎(chǔ)的承載力檢算</p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，雙孔重載。</p>&

65、lt;p>　　（5）摩擦樁基礎(chǔ)沉降檢算</p><p>　　采用恒載按分層總和法計(jì)算基礎(chǔ)沉降。</p><p><b>　　三、沉井基礎(chǔ)</b></p><p>　?。?）基底壓應(yīng)力檢算</p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，雙孔重載。</p><p>　?。?）基礎(chǔ)側(cè)面水平壓應(yīng)力

66、檢算</p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔重載。</p><p>　?。?）墩臺(tái)頂面水平位移檢算</p><p>　　最不利荷載組合為縱向主＋附，單孔重載。</p><p>　　3．6　進(jìn)度計(jì)劃安排參考</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)大約可在9~14個(gè)學(xué)時(shí)（課內(nèi)課外總計(jì)）內(nèi)完成，具體可參照如下進(jìn)度計(jì)劃：

67、</p><p>　　（1）熟悉設(shè)計(jì)指導(dǎo)書內(nèi)容和相關(guān)設(shè)計(jì)資料，從指導(dǎo)教師處領(lǐng)取設(shè)計(jì)任務(wù)；（1個(gè)學(xué)時(shí)）</p><p>　　（2）作用在基礎(chǔ)上的荷載計(jì)算（共需約2個(gè)學(xué)時(shí)）</p><p>　?。?）明挖基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算（共需約3個(gè)學(xué)時(shí)）</p><p>　　（4）樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算（共需約6個(gè)學(xué)時(shí)）</p><p>　?。?