铁路桥墩基础设计
桥墩与基础课程设计
桥墩与基础课程设计一、教学目标本节课的学习目标包括以下三个方面：1.知识目标：学生需要掌握桥墩与基础的基本概念、类型和设计原理，了解桥墩与基础在桥梁工程中的重要性。
2.技能目标：学生能够运用所学的桥墩与基础知识，分析并解决实际工程中的问题，提高工程设计能力和创新能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对桥梁工程的兴趣和热情，增强学生对工程责任感和使命感，培养学生的团队合作意识和沟通协调能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.桥墩与基础的基本概念：介绍桥墩与基础的定义、功能和分类，使学生了解桥墩与基础在桥梁工程中的地位。
2.桥墩与基础的类型：讲解不同类型的桥墩与基础的特点和适用范围，帮助学生掌握各种桥墩与基础的设计要求和施工方法。
3.桥墩与基础的设计原理：阐述桥墩与基础的设计原理，引导学生学会根据实际情况选择合适的桥墩与基础类型，并能够进行基本的设计计算。
4.桥墩与基础的工程应用：通过实际工程案例分析，使学生了解桥墩与基础在桥梁工程中的应用，培养学生解决实际工程问题的能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：教师讲解桥墩与基础的基本概念、类型和设计原理，引导学生掌握相关知识。
2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生了解桥墩与基础在桥梁工程中的应用，培养学生解决实际工程问题的能力。
3.实验法：学生进行桥墩与基础的实验，使学生直观地了解桥墩与基础的构造和性能，提高学生的实践操作能力。
4.小组讨论法：引导学生分组讨论桥墩与基础的设计问题和工程应用，培养学生的团队合作意识和沟通协调能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的桥梁工程教材，为学生提供系统、全面的学习资料。
2.参考书：推荐学生阅读相关的桥梁工程书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作课件、图片、视频等多媒体资料，直观地展示桥墩与基础的构造和工程应用。
(整理)基础工程计算书 -
基础工程课程设计题目:铁路桥墩桩基础设计****:***姓名:专业:学号:2014年9月28日基础工程课程设计任务书——铁路桥墩桩基础设计一．设计资料1. 线路：双线、直线、坡度4‰、线间距5m，双块式无碴轨道及双侧1.7m 宽人行道，其重量为44.4kN/m。
2. 桥跨：等跨L=31.1m无碴桥面单箱单室预应力混凝土梁，梁全长32.6m，梁端缝0.1m；梁高3m，梁宽13.4m，每孔梁重8530kN，简支箱梁支座中心距梁端距离0.75m，同一桥墩相邻梁支座间距1.6m。
轨底至梁底高度为3.7m，采用盆式橡胶支座，支座高0.173m，梁底至支座铰中心0.09m。
3. 建筑材料：支承垫石、顶帽、托盘采用C40钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，桩身采用C30混凝土。
4. 地质及地下水位情况：土层平均重度γ＝20kN/m3，土层平均内摩擦角ϕ =28°。
地下水位标高：＋30.5。
5. 标高：梁顶标高+53.483m，墩底＋35.81。
6. 风力：w＝800Pa (桥上有车)。
7. 桥墩尺寸：如图1。
二．设计荷载1. 承台底外力合计：双线、纵向、二孔重载：N=18629.07kN，H=341.5kN，M= 4671.75kN·m双线、纵向、一孔重载：N=17534.94kN，H=341.5kN，M=4762.57kN·m2. 墩顶外力：双线、纵向、一孔重载：H=253.44 kN，M ＝893.16 kN·m。
三．设计要求1. 选定桩的类型和施工方法，确定桩的材料、桩长、桩数及桩的排列。
2. 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) 墩顶水平位移检算（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) 桩在土面处位移检算（双线、纵向、一孔重载）。
3. 设计成果：(1) 设计说明书和计算书一份(2) 设计图(计算机绘图) 一张四．附加说明1. 如布桩需要，可变更图1中承台尺寸；2. 任务书中荷载系按图1尺寸进行计算的结果，如承台尺寸变更，应对其竖向荷载进行相应调整。
铁路桥墩桩基础设计
基础工程课程设计——铁路桥墩桩基础设计指导老师：班级：姓名：学号：目录第一篇设计说明书 (2)第二篇设计计算书 (3)一、收集资料 (3)二、拟定尺寸 (5)三、承台底面形心处的位移计算 (7)四、墩身弹性水平位移δ的计算 (11)五、桩基检算 (13)六、电算结果 (19)第一篇设计说明书1.铁路桥墩桩基础设计中所依据规范有《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB1002.5《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB1002.3-992．铁路桥墩桩基础设计内容及步骤①收集资料②拟定桩的尺寸及桩数③承台底面形心处的位移计算④墩身弹性水平位移计算⑤承载力、位移、稳定性、抗裂性检算及桩身截面配筋设计⑥绘制桩基础布置及桩身钢筋构造图3.设计方案线路为双线、直线、坡度4‰、线间距5m，双块式无碴轨道。
桥跨31.1m，采用桩基础，蹲下设八根桩，设计直径为1.25m，成孔直径为1.28m，钻孔灌注桩，用旋转式钻头，桩身采用C25混凝土，桩长42m，粗砂层为持力层，桩底标高为-8.69m。
地基容许承载力[σ]=644kPa，单桩轴向受压容许承载力[P]=4048.52KN，对于主力加附加力[P]乘以1.2的提高系数。
桩顶和承台连接为主筋伸入式，桩顶深入承台0.1m。
桩身对称布置20根Φ20的光圆钢筋，钢筋总长15m，深入承台0.9m。
箍筋用Φ8@200mm，且沿钢筋笼方向，每隔2m设一道骨架钢筋和定位钢筋，均为Φ18的一级钢。
第二篇设计计算书一、收集资料㈠设计资料1、线路：双线、直线、坡度4‰、线距5m，双块式2无石渣轨道及双侧1.7m人行道，其重量为44.4kN/m。
2、桥跨：等跨L=31.1m无渣桥面单箱单室预应力混凝土梁，梁全长32.6m，梁端缝0.1m。
梁高3m，梁宽13.4m，每孔梁重8530kN，简支箱梁支座中心距梁端距离0.75m，同一桥墩相邻梁支座间距1.6m。
桥桥墩桩基础基础设计定稿版
桥桥墩桩基础基础设计定稿版桥桥墩桩基础是桥梁的基础结构之一，其设计的合理与否直接决定了整个桥梁的牢固性和安全性。
为此，在进行桥梁墩桩基础设计时，需要考虑多方面的因素，如桩基础的承载力、地基的承载能力、施工难易等等。
下面就对桥墩桩基础的设计进行详细的介绍。
一、桥梁墩桩基础设计的主要内容桥墩桩基础设计的主要内容包括：桥墩类型选择、桥墩高度的确定、桥墩定位、桥墩规模、桩基础类型选择（如灌注桩、钻孔桩、钻孔灌注桩等）、桩基础的直径和长度确定、桥墩基础的上、下部结构的设计等。
在这些内容中，尤其需要注意桥墩类型选择和桩基础的直径和长度的确定，因为这些内容直接关系到整个桥梁的牢固性和安全性。
二、桥墩类型选择桥墩类型的选择需要根据具体的桥梁的要求和地质条件进行合理的选择。
常见的桥墩类型有方型桩、圆柱桩、桁架桥墩等。
在选择桥墩类型时，需要考虑以下几个因素：1.桥梁的设计要求：根据桥梁的设计要求，选择能够满足设计要求的桥墩类型。
2.地质条件：根据地质勘察报告，选择适合该地质条件的桩基础类型。
3.施工要求：考虑施工的难易程度和经济性，选择施工方便的桥墩类型。
三、桥墩高度的确定桥墩的高度需要根据桥梁的设计要求和实际情况进行确定。
一般来说，桥墩的高度应该满足以下几个方面的要求：1.桥梁的纵断面要求：根据桥梁的纵断面要求，确定桥墩的高度。
2.桥梁的水平净空要求：根据桥梁的水平净空要求，确定桥墩的高度。
3.结构的稳定性：桥墩的高度不能太低，否则会影响桥梁的稳定性，也不能太高，否则会增加桥梁的荷载和成本。
四、桥墩定位与规模桥墩定位是指确定桩基的位置，需要考虑桥梁的纵、横向布置和桩基的受力特点等因素。
桥墩规模是指桥墩的数量和布置规模。
在进行桥墩定位和规模设计时，需要考虑以下几个因素：1.桥梁的横断面要求：根据桥梁的横断面要求，确定桥墩的位置和规模。
2.桥墩的承载力要求：根据桥墩的承载力要求，确定桥墩的数量和规模。
3.桥梁的水平净空要求：根据桥梁的水平净空要求，确定桥墩的数量和规模。
桥涵地基和基础 铁路工程设计技术手册
桥涵地基和基础铁路工程设计技术手册1. 引言1.1 概述在铁路工程设计中，桥涵地基和基础的设计是至关重要的环节。
它们为铁路桥梁和涵洞提供了牢固的支撑和稳定的基础。
正确而合理的地基与基础设计可以确保铁路工程的安全性、可靠性和耐久性。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对桥涵地基和基础进行细致深入的探讨。
首先，我们将简要介绍本文的目的和结构。
然后，通过阐述桥涵地基与基础设计的重要性，帮助读者认识到其在铁路工程中的关键作用。
接下来，我们将详细介绍地质勘察与分析方法，并进一步探讨不同类型的地基与基础。
最后，在本章末尾，我们将概述铁路桥涵设计技术手册中所包含内容。
1.3 目的本文旨在为正在参与或有兴趣了解铁路工程设计领域的读者提供一份全面且系统化的指南。
通过深入剖析桥涵地基和基础设计原则、技术手册概述以及规范要求和技术细节，读者将能够全面了解并掌握这一关键环节的设计要点。
此外，本文还将展望未来研究方向和应用前景，为读者提供一定的启示和思考。
随着文章的深入，读者将逐步理解桥涵地基和基础设计在铁路工程中的重要性，并能从中获得宝贵的知识和经验。
对于铁路工程设计师、施工人员以及相关领域的研究者而言，本文将成为一个有益的参考资料。
同时，本文还可作为学生学习铁路工程设计概念、原理及实践的重要教材。
通过认真阅读本篇长文，读者将深入了解桥涵地基与基础设计，并能够运用所学知识进行实际工程应用。
希望本文能够对广大读者在铁路工程设计领域提供帮助，并推动该领域的发展与进步。
2. 桥涵地基和基础设计2.1 地基与基础的重要性地基和基础是桥涵工程中非常关键的组成部分，它们承载着整个结构的重量并将其传递到地面。
地基是指位于桥涵下方的土壤、岩石或其他支撑材料，而基础则是在地基上建立起来用以支撑桥梁结构的承台或承台系列。
它们共同承担着维持桥梁稳定和安全运行所必需的任务。
2.2 地质勘察与分析在进行桥涵地基和基础设计之前，需要进行详细的地质勘察和分析工作。
铁路桩基设计
第一章设计说明书1.1铁路桥墩桩基础设计中所依据规范有《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB1002.5《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB1002.3-991.2铁路桥墩桩基础设计内容及步骤（1）综合地层、荷载情况、使用要求、上部结构条件等确定桩基持力层；（3）选择桩材，确定桩的类型、外形尺寸和构造；（4）确定单桩承载力设计值；（5）根据上部结构荷载情况，初步拟定桩的数量和平面布置；（6）根据桩的平面布置，初步拟订承台的轮廓尺寸及承台底标高；（7）单桩竖向承载力验算（8）验算承台结构强度；（9）群桩承载力验算；（10）单桩桩身内力计算；（11）绘制桩的平面、横断面布置图。
1.3设计方案线路为双线、直线、坡度4‰、线间距5m，双块式无碴轨道。
桥跨31.1m，采用桩基础，墩下设八根桩，设计直径为1m，成孔直径为1.05m，钻孔灌注桩，用旋转式钻头，桩身采用C25混凝土，桩长31m，粗砂层为持力层，桩底标高为2.31m。
地基容许承载力[σ]=803.6kPa，单桩轴向受压容许承载力[P]=3683.29KN，对于主力加附加力[P]乘以1.2的提高系数。
建筑材料：支撑垫石、顶帽、托盘采用C40钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，桩身采用C25混凝土。
1.4地质资料墩柱下地层情况及主要物理力学指标如下： 地层号 岩层名称 标 高厚度基本 承载力 （kPa ）容重 （kN/m 3）内摩擦角 （°） 1-1耕地36.79～36.290.56018101-2粉砂（中密）36.29～23.3113.020019.5181-3粗砂（中密）23.31～未揭穿40020.522地下水位高程为-50m 。
地层分布情况见图1。
36.7936.2923.31粉 砂33.31粗 砂比例 1：1000图1 地质横断面示意图1.5荷载资料该墩柱与承台布置详见图2。
2024版桥梁工程基础桥梁墩台与基础PPT课件
对完成的桩身进行质量检测，包 括承载力、垂直度等指标的检测。
沉井基础施工方法
场地准备
对施工场地进行平整和排水处理，确 保施工顺利进行。
02
沉井制作
根据设计要求，在加工厂或现场制作 沉井，包括井壁、隔墙、刃脚等部分 的制作。
01
观测与调整
在沉井施工过程中及完成后，进行观 测和调整，确保沉井的稳定性和安全 性。
安定性等性能指标的检验。
骨料
粗、细骨料应符合规范要求，不 得含有泥块、有机物等杂质。骨 料的粒径、级配等应符合设计要
求。
外加剂
应选用性能稳定、质量可靠的外 加剂，严禁使用对人体有害的外 加剂。使用前应对外加剂进行试
配，确认其适应性。
施工过程质量控制
模板安装
模板应具有足够的强度、刚度和稳定性，安装前应进行检 查和试拼。安装过程中应注意模板的接缝严密、支撑牢固， 防止漏浆和变形。
常见病害类型及原因分析
裂缝
由于温度变化、收缩、徐变等引起的 混凝土开裂，以及施工缝处理不当、 荷载作用等造成的裂缝。
侵蚀
由于环境水中的化学物质对混凝土的 腐蚀，或是由于冻融循环造成的混凝 土剥蚀。
钢筋锈蚀
由于混凝土保护层不足或氯离子侵入 等原因，导致钢筋锈蚀膨胀，进而引 起混凝土开裂和剥落。
基础沉降
墩身一般采用钢筋混凝土结构，根据受 力需要可配置钢筋网或预应力筋。墩身 截面形状可根据桥梁宽度、高度和美观 要求进行设计，常见的有矩形、圆形、 多边形等。
桥梁墩台的施工方法主要有现场浇筑法、 预制安装法和滑模施工法等。现场浇筑 法是在现场支设模板并浇筑混凝土形成 墩台；预制安装法是将预制的墩台构件 运输到现场进行安装；滑模施工法是利 用滑模装置在现场连续浇筑混凝土形成 墩台。
浅谈铁路桥梁基础设计
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浅谈 铁 路桥 梁基础 设 计
马 孟 启 史建涛 ：
（ 林 理 工 大 学土 木 与 建 筑 工 程 学 院 ， 西 桂 林 ５ １０ ） 桂 广 ４０４
摘 要 ：本 文 主要介 绍 了铁路 桥 梁基 础 的设 计规 范和 内容 。基础 的设 计 包括 确 定基础 形 式 、 刷计 算 、 底 外 力计 算 、 冲 基 基础 验算 等 内 容。 关键 词 ： 路桥 梁 ； 铁 基础 形 式 ； 计 内容 设 １ 步确 定基 础形 式 初 质 条件 拟定 ， 果 条件 允许 ， 中墩还 可 以设 如 水 初 步确定 基 础 的形 式 ，需 要 综 合考 虑地 计 为 高桩 承 台。 质 条件 、 台 高度 、 墩 冲刷 深 度 等 因 素 ， 础顶 基 ２ 冲刷 计 算 面 一般 不露 出地 面 ，基础 开挖 深 度 一般 不大 位 于河 流 中 的墩 、 ， 台 首先 应进 行 冲 刷计 于 ６ ｍ。 算 ， 后才 能对 基础 进 行 验算 。墩 、 然 台的 冲刷 旱 桥或 不考 虑水 流 冲刷作 用 的 墩 、 ， 台 地 般按 河槽 、 滩分 别 计算 ， 槽 和河 滩部 分 河 河 面 以下 持力层 承 载力 较好 时 ，可 采 用 明挖基 通 过 的设计 流 量分 别按 《 路 工程 水 文勘 测 铁 础， 基础 层数 以 １ 层 为宜 ； 基情 况 较差 ， 设 计规 范 》 —３ 地 之公 式 （６ —） ３ ． ４ 算 ， ３ ． ２及（．２ ） ．２ ６— 计 如 没 有放 置 明挖基 础 的持 力层 时 ，则 采用 桩基 果 桥下 河 流不 能 区分 明显 的滩 、 ， 都按 河 槽 可 础， 桩基 础位 于 比较 陡 的斜坡 面 上时 ， 了减 槽 计算 。 为 少 基坑 开挖 量 ， 台 可 以部分 高 出地 面 ， 出 承 但 非粘性 土 河床 河槽 部 分和 河滩 部 分一 般 露 部分 一定 要用 浆砌 片 石护 砌 ，并 在计 算桩 冲刷深 度分 别 按 《 铁路 工 程水 文勘 测 设计 规 基 时考 虑考 虑其 不利 影 响 ， 以保 证 安全 。 范》 公式 （．２ １ ３ ． ３ 算 。 之 ３ ． ） ．２ ） ６ 一 及（ ６ — 计 有 冲刷 的 墩 、 ， 冲刷 总深 度 不 大 时 ， 台 当 粘性 土河 床河 槽部 分 和河 滩 部分 一般 冲 可采用 明挖 基础 ，非 岩 石地 基基 底 埋置 深度 刷 深度 分别 按 《 铁路 工 程水 文 勘测 设 计规 范 》 应 符合 《 路 工程水 文勘测 设计 规范 》 铁 第 之公 式（．３ １ ｆ６３２计算 。 ３． ） ３． ） ６—及 ． — ３ ． 条 的规 定 ， 石 地基 基 底 埋入 岩 石 的 深 ．８ ６ 岩 桥 台一般 只计 算一 般 冲刷 ， 于 桥墩 ， 对 还 度 ， 根 据 岩 石 的坚 硬 程 度 ， 结 物类 别 ， 需 胶 风 应 计算 其 局部 冲刷 。 化 程 度 ， 理 、 隙 、 理 发育 情 况 等 分 析确 节 裂 层 非粘 性土 河床 桥墩 的局部 冲 刷深 度基 本 定。 计 算公 式见 《 路工 程 水文 勘 测设 计 规范 》 铁 之 当冲刷 深度 较大 时 ， 只能 采用 桩 基础 ， （．６ １ （６ —）粘 性 土 河 床 桥 墩 的 局 部 则 ３ ． ） ３ ． ２； ６ 一 及 ．６ 桩 径和 桩数 根据 梁跨 组合 情 况 、 台高 度 、 墩 地 冲刷 深度基 本 计算 公 式见 《 路工 程 水文 勘 铁 测 设计 规 范 》 （６ —） ３ ． ２。如果 一 之 ３． １ ．７ 及（．７ ） ６— 般 冲刷线低 于 承 台底 面 ，桥墩 的 局部 冲刷 应 按 《 路 Ｔ 程 水 文 勘 测 设 计 规 范 》 录 Ｇ的 铁 附 公 式计 算 。 般 冲刷 至岩 层 时 ，按岩 石 河床 局 部 冲 刷 公 式计算 。 冲刷计 算 是一 个 反 复试 算 的过 程 ，先要 假定 冲 至某一 土层 ，按 该 土层 的 特性 计算 冲 刷深 度 ， 如果计 算结 果 与假 定 一致 ， 明 假定 说 正确 ， 否则 ， 重新 假定 ， 新计 算 。 应 重
桥墩设计的简单步骤
桥墩设计的简单步骤
1. 确定设计参数，首先需要确定设计的参数，包括桥梁的跨度、荷载标准、地质条件等。
这些参数将在后续的设计中起到关键作用。
2. 确定桥墩类型，根据桥梁的类型和设计参数，选择合适的桥
墩类型，常见的桥墩类型包括独立墩、连续墩、抱壁墩等。
3. 计算荷载，根据设计参数和当地的交通、气候等条件，计算
桥墩所承受的荷载，包括静荷载和动荷载。
4. 地质勘察，进行地质勘察，了解桥墩基础的地质条件，包括
土层情况、地下水情况等，以便后续的基础设计。
5. 桥墩结构设计，根据荷载计算结果和地质勘察报告，进行桥
墩结构的设计，包括桥墩的形式、尺寸、钢筋混凝土强度等。
6. 基础设计，根据地质条件和桥墩结构设计，进行桥墩基础的
设计，包括基础形式、尺寸、承载力等。
7. 完善设计，对桥墩结构和基础设计进行完善，考虑各种可能
的影响因素，确保设计的合理性和安全性。
8. 编制设计文件，最后，根据设计结果编制桥墩设计的详细文件，包括施工图纸、设计说明等，以便后续的施工和监理。
总之，桥墩设计是一个复杂而严谨的过程，需要综合考虑多个因素，确保桥墩的安全可靠。
以上是桥墩设计的简单步骤，希望能对你有所帮助。
关于 铁路重力式桥墩
铁路桥墩及桩基础课程设计一、基本资料及检算要求1．桥跨结构：等跨 L=32m 道碴桥面预应力混凝土梁，梁全长32.6m ，梁缝0.lm ，轨底至梁底高度为2.6m ，轨底至支承垫石高度为3.0m 。
摇轴支座，支座全高0.4m ，支座中心至支承垫石顶面为0.325m 。
每孔梁重2124kN （包括支座重）。
梁上采用道碴桥面钢筋混凝土轨枕及双侧有1.05m 宽人行道，其重量为V=48 kN/m 。
2．桥上线路情况:I 级线路，单线，曲线半径R ＝1500m ，设计行车速度 V=120km/h 。
3.荷载：列车活载为中一活载，风压强度按标准设计要求采用。
4．无流水，无冰冻。
5．土质情况：第1层杂填土，基本承载力=0ο130kPa ，土的容重γ=16kN/m 3。
第2层沙黏土，液化指数L I =0.667，空隙比e =0.88，基本承载力=0ο190kPa ，极限摩擦力f=80 kPa ，地基系数的比例系数m=10000 kN/m 4 ， 土的容重γ=18kN/m 3，。
第3层卵石，中密，基本承载力=0ο500kPa ，极限摩擦力f=120 kPa ，土的容重γ＝20kN/m 3 ，地基系数的比例系数m=30000 kN/m 4。
6．桥墩尺寸及所用建筑材料：桥墩尺寸见图，顶帽采用C20钢筋混凝土，托盘采用C20混凝土，墩身C15，及基础采用C20混凝土。
7．检算要求：按铁路《桥规》要求，检算墩身及基础设计。
二：计算步骤与内容：（一）荷载计算恒载恒载包括桥跨结构自重和桥墩（顶帽、墩身及基础）自重。
1．桥跨结构自重由支座传来的桥跨结构恒载压力，包括梁及支座、线路设备及人行道的重量。
梁及支座重可从选用的桥跨标准图中查取。
桥墩上所受的桥跨恒载压力等于相邻两桥跨通过支座传来的反力之和，等跨时传来的桥跨恒载压力作用在桥墩中心线上。
２. 桥墩自重计算桥墩自重时，常将桥墩顶帽、托盘、墩身分别计算，最后求和。
各种圬工容重统一按下列数值采用；钢筋混凝土25kN/m3，混凝土、片石混凝士、浆砌块石23kN/m3，浆砌片石22kN/m3。
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课程名称：工程基础设计题目：铁路桥墩基础设计院系：专业：年级：姓名：指导教师：2011 年 5 月 20 日课程设计任务书专业姓名学号开题日期：2011 年 3月 20 日完成日期： 2011 年4月 16日题目铁路桥墩基础设计一、设计的目的1.熟练掌握Word ,Excel及CAD制图2.利用所学的东西分析设计桥墩基础，并制定其施工方案。
3.学会利用工具和资料解决问题。
二、设计的内容及要求1.计算主力，活载，纵向附加力及荷载组合。
2.选定桩基类型，确定桩径，桩材、桩长、桩数等3.进行桩的布置，并进行单桩轴向承载力检算及群桩验算。
4. 设计内容完整，并附有必要的计算图。
三、指导教师评语四、成绩指导教师 (签章)年月日（一）主力主力应包括恒载，活载，列车竖向动力和离心力。
但因桥墩为实体，可不计列车竖向动力而桥位于直线上，故也无需计算离心力。
1、 竖向恒载（1） 桥跨结构自重1N 一孔梁重=2227 KN轨道材料及人行道每米长度的重量=10 m kN 故kN N 255470.321022271=⨯+= （2） 顶帽自重2N体积 ()()32266.7502240215240240620m V =⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+⨯-=π重量 kN N 5.1912566.72=⨯= （3） 墩身自重3N 墩身高m h 13=顶面积 ()22164.132240240240620m A =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯-=π底面积 ()22281.24185370240620m A =⨯+⨯-=π故体积 ()3333.24681.2464.1381.2464.131331m V =⨯++⨯⨯=重量 kN N 64.566533.246233=⨯= （4） 浮力4N低水位处之墩身截面积2247.182300300380m =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=π墩底面积281.24m = 则桥墩侵入水下体积： 低水位时：()3494.15081.2447.1881.2447.18631m V =⨯++⨯⨯=故浮力为：低水位时， kN V N 4.15091094.1501044=⨯=⨯= 2. 竖向活载 (1) 双孔重载其最不利荷载位置x 见图，可由2211l G l G =确定，若等跨度者，则可直接由21G G =解得，1G 和2G 分别为左右两跨上活载重量，故 ()x x G 922.33865.735.329222051-=--⨯+⨯=()()8.26771255.278015.5922+=-⨯++⨯=x x x G 则 m x 81.6= 则支点反力1R ，2R 为()()()kNR 23.154781.65.735.322135.3281.65.735.32925.1281.622053211=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡---⨯--⨯+⨯+⨯⨯⨯=kN R 45.1546239.208039.20296.1139.209296.113212=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯=竖向活载 kN R R N 68.300345.145623.1547215=+=+=对基底x x -轴之力矩 ()m kN M ⋅=-⨯=773.3145.145623.154735.05 (2) 一孔重载支点反力1R 为()()()kNR 59.18965.735.32215.735.32925.1235.3222053211=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯-⨯+⨯-⨯⨯⨯=故竖向活载为 kN R N 59.189616==对基底x x -轴之力矩 m kN M ⋅=⨯=81.66359.189635.06 （二）纵向附加力（水平力） 1.制动力（或牵引力）现行《铁桥规》规定，单线桥之制动力或牵引力按竖向静活载重量的10%计算，但当与离心力同时计算时，则应按7%计算。
本桥位于直线上，故应按10%计算。
简支梁传到桥墩台上的纵向水平力值：固定支座为全孔的100%，滑动支座为全孔的50%。
在一个桥墩上安设固定支座及活动支座时，应按上述数值相加，但不大于其中一跨固定支座的纵向水平力。
计算桥墩台时，制动力（或牵引力）作用于支座铰中心处。
（1）二孔重载制动力1H()[]()kNH 9.413%5074.208096.1192%1081.65.735.32922205%101=⨯⨯+⨯⨯+--⨯+⨯=但不大于 ()[]kN 84.3415.77.322205%10=-+⨯ 故取 kN H 84.3411= 对基底x x -轴之力矩：m kN M H ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=8.4532252.01384.3411（2）一孔重载牵引力2HkN H 84.3412= m kN M H ⋅=8.453222. 纵向风力对列车，桥面系和各种上承梁不计其纵向风力。
桥墩按实际受风面积乘以风载强度计算其所受纵向风力。
本桥风力强度采用定型设计资料，即Kpa W 2.1=(桥上有车)。
（1）顶帽风力3H迎风面积 225.365.05.0m =⨯= kN H 9.325.32.13=⨯= 对基底x x -轴之力矩：m kN M H ⋅=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=675.511325.09.33（2）墩身风力4H低水位时： 迎风面积()23962.68.621m =⨯+=kN H 8.46392.14=⨯=对基底x x -轴之力矩：m kN M H ⋅=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=66.44348.6268.464纵向主+附两孔重栽：KN N N N N NP 42.99054.150968.300364.56655.191255454321=-+++=++++=∑KNH H HH 54.3928.469.384.341431=++=++=∑mKN M M M MM H H H ⋅=+++=+++=∑908.505966.443675.518.4532773.314315纵向主+附一孔重栽：KNN N N N NP 33.87984.150959.189664.56655.191255464321=-+++=++++=∑KN H H HH 54.3928.469.384.341431=++=++=∑m KN M M M MM H H H ⋅=+++=+++=∑95.569166.443675.518.453281.6634216拟定承台为C20混凝土，尺寸为m m m 4.52.92⨯⨯ 则作用在承台底面中心的荷载为：纵向主+附两孔重栽：KN P 42.12389254.52.9242.9905=⨯⨯⨯+=∑ KN H 54.392=∑m KN M ⋅=⨯+=∑988.5844254.392908.5059纵向主+附一孔重栽：KN P 33.11282254.52.9233.8798=⨯⨯⨯+=∑ KN H 54.392=∑m KN M ⋅=⨯+=∑03.6477254.39295.5691（三）桩基础采用钻孔摩擦桩，根据施工条件，桩拟定用直径m d 1=， （1）确定桩长[][]∑+=σA m l f U P i i 021 其中[]kPa 3104.2⨯=σm d U 14.3==π 22785.02m d A =⎪⎭⎫⎝⎛=πkPa f 601= kPa f 802= m l 15.31= m l 49.112= 7.00=m[]()kPa P 7.6305810.4285.70.709.411805.13604.13213=⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯=土[][]kPa P P 3000=≈材土则拟定桩长18m （2）确定桩数[]37.5300042.123893.1=⨯==∑P N n μ 取整6=n 根（3）桩的计算宽度()K d b K K K b 19.0011+=⋅⋅⋅=其中m L 21= ()m d h 6131=+= m h L 6.36.011=< 且2=n 6.0='b则 ()822.0626.04.06.06.0111=⨯+=⋅'-+'=h L b b K 即 ()m b 48.1822.0119.01=⨯+⨯= （4）桩的变形系数 对于铁路:27/106.28.08.0m KN E E h ⨯⨯== 440491.064m d I ==π 2/30000m kPa m =1575153.00491.0106.28.048.130000-=⨯⨯⨯⨯==m EI mb α 桩在局部冲刷线以下深度19.14=h 其计算长度5.26.719.1453.0>=⨯==h h α为弹性桩（5）桩顶刚度系数4321ρρρρEIA C A E h l h 491.110523.107.710575.111106.2785.019.142181.31161570001=⨯=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯⨯+⨯⨯⨯+=++=-ξρ其中220785.042119.1481.3m d A m h m l =====πξ2205084.1345.24tan 19.1421/10575.115.24m A mkPa C =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+=⨯==οοπϕ按桩中心距计算面积，故取22007.734m A =⨯=π并已知：452.719.1453.0>=⨯==h h α 取用4 02.281.353.000=⨯==l l α 则查表知：97400.037143.019471.0===m m Q x x ϕ 则 EI EIx Q 0290.032==αρ EI EIx m 104.023==αρ EI EI m 516.04==ϕαρ(6)计算承台底面形心O 点的位移βb a （纵向主+附一孔重栽） EIEI n P b 16.1261491.1633.112821=⨯==∑ρ ()EI EIEI EI EI EI x n n Mn H x n a ni i ni i 24.3603389.022.23174.003.6477624.054.39222.2321214231214=-⨯⨯+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫⎝⎛+=∑∑==ρρρρρρ ()EI EI EI EI EI EI x n n H n M n ni i 74.375389.022.23174.054.392624.003.6477174.021214232=-⨯⨯+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛++=∑=ρρρρρβ (7)计算作用在每根桩顶上的作用力i i i M Q N 竖向力：()⎩⎨⎧=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯±⨯=+=KN KNEI EIEI x b N i i 05.104073.272074.3755.116.1261491.11βρ 水平力：KN EI EI EI EI a Q i 417.6574.375104.024.36030290.032=⨯-⨯=-=βρρ 弯矩：m KN EIEI EI EI a M i ⋅-=⨯-⨯=-=86.18024.3606104.074.375516.0341ρβρ校核：∑=≈=⨯=KN H KN nQ i 54.39250.392417.656()()m KN M m KN nM Nx i nl ii ⋅=≈⋅=-⨯+⨯-⨯=+∑∑=03.64779.647786.18065.105.104073.272031()∑∑=≈=+⨯==KN N KN nNni i33.1128235.1128205.104073.272031(8)计算局部冲刷线处桩身弯矩，水平力及轴向力m KN l Q M M i i ⋅=⨯+-=+=38.6881.3417.6586.180`00 KN Q 417.650=KN N 59.27651581.3785.073.27200=⨯⨯+=可按弹性桩进行计算和配筋，然后进行群桩基础承载力和沉降计算。