某桥桥墩桩基础基础设计

1、华东交通大学课程设计（论文）题目名称 某桥桥墩桩基础设计计算 院 （系） 土木建筑学院 专 业 道路与铁道工程 班 级 道铁2班 姓 名 欧阳俊雄 2011年 6 月 13 日 至 2011 年 6 月 29 日 共 1 周指导教师: 耿大新 教研室主任: 李明华 资料收集 某桥梁上部构造采用预应力箱梁。标准跨径32m，梁长31.9m，计算跨径31.5m，桥面宽13m，墩上纵向设两排支座，一排固定，一排滑动，桥墩采用圆端形实心墩，平面尺寸形式如图1所示，墩高12m，计算墩顶变形时，不考虑墩身的挠曲。下部结构采用钻孔灌注桩基础。 1、地质及地下水位情况： 河面常水位标高25.000m，河床标高为

2、22.000m，一般冲刷线标高20.000m，最大冲刷线标高18.000m处，一般冲刷线以下的地质情况如下：序号名称层厚土层描述天然重度比例系数m推荐容许承载力极限摩阻力i1淤泥质粘土2.5m灰色，流塑16.5 kN/m32.5 MN/m450kPa15 kPa2粘土2.2m黄色，可塑17.5kN/m312.5 MN/m4120 kPa30 kPa3粉砂3.7m灰色，中密17.3kN/m315 MN/m4160 kPa50 kPa4中砂4.5m灰色，中密18.2kN/m323 MN/m4220 kPa60 kPa5卵石50m黄色，中密20.5kN/m3110MN/m4500 kPa100 kP

3、a 2、设计荷载：（1）恒载：桥面自重：=1500kN+学号20kN=1500+1620=1820kN箱梁自重：=6000kN+学号40kN=6000+1640=6640kN桥墩自重：=3875kN（2）活载 一跨活载反力： ，在顺桥向引起弯矩：； 两跨活载反力：N5=5030.04kN+学号50kN=5030.04+1650=5930.04kN （3）水平力制动力：H1=300kN，对承台顶力矩6.5m；风力：H2=2.7 kN，对承台顶力矩4.75m 主要材料承台采用C30混凝土，重度=25kN/m3、=15kN/m3(浮容重)。在班编号为20，所以桩基采用C30混凝土，HRB400级钢筋

4、；4、其它参数结构重要性系数so=1.1，荷载组合系数=1.0，恒载分项系数G=1.2，活载分项系数Q=1.4，风荷载=0.75，制动力：1.0拟定承台尺寸： 假设承台的厚度为1.5m，根据圆端形实心墩的平面尺寸计算承台的长和宽宽度：长度：三、拟定桩的尺寸及桩数：1、摩擦桩，桩身采用C30混凝土。2、由于，d=1.25，所以设计桩径采用d=1.25m，成孔桩径为1.30m,钻孔灌注桩，采用旋转式钻头。3、画出土层分布图，选用卵石层为持力层，则取桩长l=22.5m。4、估算桩数：（按双孔重载估算）估算公式： 据高等学校教材基础工程（第四版）（人民交通出版社）查表42可得=0.70，查表43得m0

5、=0.9，查表2-24有k2=6.0 由于桩侧土为不同土层，应采用各土层容重加权平均，透水层采用浮容重，不透水层采用天然容重持力层为卵石，查表得 ，qik查表41得名称淤泥质粘土粘土粉砂中砂卵石q值kPa20503545160 桩自重每延米kN 荷载组合计算： （1） 承台顶面 恒载+一孔活载 恒载+两孔活载 （2）承台底面 G=1.569=1215 恒载+一孔活载 恒载+两孔活载 所以=0.53.92(200.5+502.2+353.7+454.5+16011.1)+0.700.91.23650+6.010.46(20+2-3) =5805.73kPa 得：n=1.2=5.58,故取n=6当

6、n=6，h=20m时，=5805.731.2=5403.6,桩的轴向受压承载力符合要求，所以桩长设22.5，可以。桩的平面布置为如图所示：经验证，桩间距符合相关规定桩的断面布置如下图（纵向断面图、横向断面图）4、 桩的内力及位移计算 1. 桩的计算宽度b1 已知 2. 桩的变形系数 桩在局部冲刷以下深度h=20m，其计算长度则为：，满足按弹性桩计算。3. 桩顶刚度系数值计算 已知： 据高等学校教材基础工程（第四版）（人民交通出版社）查附表17，附表18，附表19得：由公式 4. 计算承台底面圆点O处位移 5. 计算作用在每根桩顶上作用力Pi、Qi、Mi验证： 所以桩的承载力满足要求，设计桩长合

7、格。校核：校核正确 6. 计算局部冲刷线处桩身弯矩M0、水平力Q0及轴向力P0 7. 冲刷线以下深度z处桩截面的弯矩Mz及桩身最大弯矩Mmax .局部冲刷线以下深度z处桩截面的弯矩Mz计算 无量纲系数由附表3、附表7分别查的，Mz计算列表如下表Mz计算列表Z0=aZZAmBm12.09Am40.76BmMz0.0 0.00 010.00 40.76 40.76 0.2 0.41 0.196960.998062.38 40.68 43.06 0.4 0.82 0.377390.986174.56 40.20 44.76 0.6 1.23 0.529380.958616.40 39.07 45.4

8、7 0.8 1.65 0.645310.913247.80 37.22 45.03 1.0 2.06 0.723050.850898.74 34.68 43.42 1.2 2.47 0.761830.774159.21 31.55 40.76 1.4 2.88 0.764980.686949.25 28.00 37.25 1.6 3.29 0.737340.593738.91 24.20 33.11 1.8 3.70 0.684880.498898.28 20.33 28.61 2.0 4.12 0.614130.406587.42 16.57 24.00 2.2 4.53 0.53160.3

9、20256.43 13.05 19.48 2.4 4.94 0.443340.242625.36 9.89 15.25 2.6 5.35 0.354580.175464.29 7.15 11.44 2.8 5.76 0.269960.119793.26 4.88 8.15 3.0 6.17 0.193050.075952.33 3.10 5.43 3.5 7.20 0.050810.013540.61 0.55 1.17 4.0 8.23 5E-059E-050.00 0.00 0.00 其结果为下图 .桩身最大弯矩Mmax及最大弯矩位置计算由 8.局部冲刷线以下深度z处横向土抗力计算无量纲系

10、数Ax、Bx由附表1、附表5分别查得，pzx计算列表如下Pzx计算列表Z0ZAxBx1.657Ax5.586Z0BxPzx(kpa)0.0 0.00 2.440661.6210.00 0.00 0.00 0.2 0.41 2.117791.290880.59 1.87 2.46 0.4 0.82 1.802731.000641.00 2.90 3.90 0.6 1.23 1.502680.749811.25 3.26 4.51 0.8 1.65 1.22370.573271.36 3.32 4.68 1.0 2.06 0.970410.361191.34 2.61 3.96 1.2 2.47

11、0.745880.219081.24 1.90 3.14 1.4 2.88 0.551750.107931.07 1.09 2.16 1.6 3.29 0.38810.024220.86 0.28 1.14 1.8 3.70 0.25386-0.035720.63 -0.47 0.17 2.0 4.12 0.14696-0.075720.41 -1.10 -0.69 2.2 4.53 0.06461-0.09940.20 -1.58 -1.39 2.4 4.94 0.00348-0.11030.01 -1.92 -1.90 2.6 5.35 -0.0398-0.11136-0.14 -2.10

12、 -2.24 2.8 5.76 -0.0690-0.10544-0.27 -2.14 -2.40 3.0 6.17 -0.0874-0.09471-0.36 -2.06 -2.42 3.5 7.20 -0.1049-0.05698-0.51 -1.44 -1.95 4.0 8.23 -0.1078-0.01487-0.60 -0.43 -1.03 其结果为右图： 9.桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算由上表可知，最大弯矩发生在地面线以下z=1.20m处，该处Mj=45.473kN.m 纵向钢筋面积 桩内竖向钢筋按含筋率0.6%配置： 现在选用15根25的HRB400级钢筋： 计算偏心距增大系数

13、 因为长细比：所以偏心距最大系数： 计算截面实际偏心距 根据公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）求得轴向力的偏心距e0;其中r=625mm，=0.006，并设g=0.9，则 以下采用试算法列表计算 1.383.1058 0.0343 2.9331 0.1886 9.80 9.00 1.09 1.393.1106 0.0298 2.9428 0.1803 8.82 9.00 0.98 1.43.1150 0.0256 2.9523 0.1722 7.89 9.00 0.88 由上表可知，当=1.39时，e0=8.82mm与实际的e0=9.00很相近所以取1.39为计算值。 计算

14、截面抗压承载力 满足要求。 10.桩顶纵向水平位移验算 桩在最大冲刷线处水平位移x0和转角0的计算查表得：，符合规范要求。 所以墩顶纵向水平位移裂缝宽度验算 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）截面相对界限受压区高度则构件为小偏心受压，无需验算裂缝宽度。11. 承台设计 1）桩与承台得连接处构造要求承台平面尺寸：96m2，厚度1.5m，承台底标高20.500m。采用桩顶主伸入承台连接，桩身嵌入承台内的深度为200mm；伸入承台内的桩顶主筋做成喇叭状，夹角15度。伸入承台内的主筋竖向高度为100cm35*2.2=77cm，不设弯钩的带肋钢筋。抗弯钢筋布置在承台内上下两排并且不截断穿过桩