桥墩桩基础设计计算书...docx

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1、桥墩桩基础设计计算书. 基础工程课程设计 一设计题目： 某桥桥墩桩基础设计计算 二设计资料： 某桥梁上部构造采用预应力箱梁。标准跨径30m，梁长29.9m，计算跨径29.5m，桥面宽13m（10+21.5），墩上纵向设两排支座，一排固定，一排滑动，下部结构为桩柱式桥墩和钻孔灌注桩基础。 1、水文地质条件： 河面常水位标高25.000m，河床标高为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： （1）地质情况c（城轨）： 2、标准荷载： （1）恒载 桥面自重：N1=1500kN+810kN=1580KN； 箱梁自重：N2=5000kN

2、+850Kn=5400KN； 墩帽自重：N3=800kN； 桥墩自重：N4=975kN；扣除浮重：10*2*3*2.5=150KN （2）活载 一跨活载反力：N5=2835.75kN，在顺桥向引起的弯矩：M1=3334.3 kNm； 两跨活载反力：N6=5030.04kN+8100kN； （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 3、主要材料 承台采用C30混凝土，重度=25kN/m3、=15kN/m3(浮容重)，桩基采用C30混凝土，HRB335级钢筋； 4、墩身、承台及桩的尺寸 墩身采用C30混凝土，尺寸：长宽高=32

3、6.5m 3。承台平面尺寸：长宽=74.5m 2，厚度初定2.5m ，承台底标高20.000m 。拟采用4根钻孔灌注桩，设计直径1.0m ，成孔直径1.1m ，设计要求桩底沉渣厚度小于300mm 。 5、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 6、 设计荷载 （1） 桩、承台尺寸与材料 承台尺寸：7.0m 4.5m 2.5m 初步拟定采用四根桩，设计直径1m ，成孔直径1.1m 。桩身及承台 混凝土用30号，其受压弹性模量h E =34 10MPa 。 （2） 荷载情况 上部为等跨30m 的预应力箱梁桥，混凝土桥墩，作用

4、在承台底面中心的荷载为： 恒载及一孔活载时： 1.2(158054008009751507 4.5 2.515 1.42835.751571 3.55N KN =?+-+?+?=） 1.4(300 2.7)42 3.78H KN =?+= 3334.3 300(2.5 6.5) 2.7 4.75 2.5 1.4 M K N =+?+?+?=（） 恒载及二孔活载时： 1.2(158054008009751507 4.5 2.515N =?+-+?）+1.45830.04=19905.556KN 桩（直径1m ）自重每延米为： q= 2 11511.781/4 KN m ?=（已扣除浮力） 三、计

5、算 1、根据公路桥涵地基与基础设计规范反算桩长 根据公路桥涵地基与基础设计规范中确定单桩容许承载力的经验公式，初步反算桩的长度， 设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h ，一般冲刷线以下深度为h 2，则： )3(2 1 22200-+=h k A m l U P N i i h 桩的设计桩径1m ，冲抓锥成孔直径为1.1m ，桩周长和面积为 U=1.1=3.456m ，21 0.7854 m ?=，假定桩长， ，满足按弹性桩计算 （3） 桩顶刚度系数1234、的计算 22 0532200020222,17,0.5,0.7854 11197.517 1.90410/, 2.5 4.91(4 l m h

6、 m A d m C m h KN m A m =-= =?=?=?= ?=按桩中心距计算） 1 5175 000 120.5171 6.60100.67010.785310 1.90410 4.91h EI l h AE C A -+? =+=?= ?+?+ 00322347.412440.43620.8720.483950.64916 1.25357 0.0401,0.1234,0.5466Q M M Q M M h h l l m EI EI EI EI EI EI =?=?=?=?=已知：（），取用，查表得：， (4)计算承台地面远点O 处位移000、b 、（单孔活载+恒载+制动力）

7、0115713.555863.26 b 40.670N n EI EI = =? () 2 2411 222 2332413102 224131n 40.54660.674 1.25 6.373940.04010.1604,40.12340.4936,0.2436()6.3739423.780.493684m m i i i i i i i x EI EI EI n EI EI n EI EI n EI n x H n M EI EI a n n x n =+=?+?=?=?=?+ ?+?=?+- ? 2230222 2413175.4258840.310.1604 6.37390.0.243

8、6()0.16048475.4250.49368475.4252022.24 0.1604 6.37390.0.2436()()m i i EI EI EI EI n M n H EI EI EI EI EI EI n n x n =?-+?+?=?-? +- ? （5）计算作用在每根桩顶上的作用力Pi 、Qi 、Mi ()100203040305615.315863.26 2022.240.670 1.252241.468840.312022.24 0.04010.1234105.942022.248840.31 0.54660.123410.09:i i i i KN b x EI KN

9、EI EI EI EI KN EI EI M a EI EI KN m EI EI n ?=+=? ?=-=?-=-=-=?竖向力P 水平力Q 弯矩校核11 4105.94423.76423.782(5615.312241.46) 1.25410.098474.9858475.4252(5615.312241.46)15713.5415713.55,i n i i i i n I i KN KN H KN x P nM KN m M KN m nP KN P KN =?=+=?-?+?=?=?=?+=Q 校核正确 (6)计算最大冲刷线处桩身弯矩0M ，水平力0Q 及轴向力0P 000010.0

10、9105.942221.97105.94,5615.310.7852155641.86i i i M Q l KN m Q KN P KN =+?=+?=?=+?=M Q (7)最大弯矩Mmax 及最大弯矩位置Zmax 的计算 100 max max 00.436,7.4124(40.436221.97 0.9135 105.94 0.97838 0.97838, 2.244m 0.436 1.666 221.97 1.463369.80Q M M m h M C Z Z Z Z K M K KN m -=?= = =?= = =?=?=?取） Q 查表得：可查表（线性内插）得M (8)桩顶纵

11、向水平位移验算 桩在最大冲刷线处水平位移x o 和转角o 的计算 3232322 2.44066 1.62100 1.62100 1.75058105.94221.97 2.44066 1.621000.4360.436 3.2110 3.216105.94221.97 1.621000.4360.43x x o o O x x o o O A B A B Q M X A B EI EI EI EI m mm mm Q M A B EI EI EI ?-=-=-= +=?+?=?=+ =又（），计算长度 故需要考虑纵向弯曲对偏心距的影响系数 0200012120000 0124 66.3,7.

12、41240.5(2) 5.587 4.40.436 1 1(),0.2 2.7, 1.150.011, 5.58714005000.9500950,1000,0.364, 1.08411 1.13j p j s M e mm h h l N l e l l e h h h h h r r mm h mm = =+=+ ?=+?=-?=?=+=+?=又（），计算长度而代入得：取，0 0a r r r 2 3 2 75.1,0.5,3017.5p,340,0.132r 22322.8722958.4 r r g j j e e mm r m C HRB R M R MP E N M N EN =

13、= = =混凝土钢筋偏心距系数轴力系数，弯矩系数 若取g=0.9，查墩台与基础附表得以下表格数据 22 2 g N 4712.391222,188424562g A u r mm A mm =?=当u=0.006和u=0.008时均有Nr,ENENr,故桩身只需要按构造配筋，取 u=0.006纵筋现采用实配 （2）对截面进行强度校核 2245620.58%0.5%654350.87(500)22 65545080,2 s s s s A r a mm r mmg r r C mm mm mm mm = =?=-=实际取其中混凝土保护层厚度，纵向钢筋间距91.9满足要求，布置如下图所示 （3）验

14、算垂直于弯矩作用平面内承载力 323s0u u 1 1.2)(13.8101280104562)1.14 13217.35580.718G cd h sd g j N A f A N KN N KN ?-?=+?= ?+?=（f 满足要求 7、承台设计 （1）桩与承台的连接处构造设计 承台平面尺寸：长宽=74.5m 2，厚度2.5m ，承台底标高20.000m 。采用桩顶主筋伸入承台连接。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身

15、。箍筋设20箍10，间距200mm ，构造钢筋前后两端各18根10，抗裂钢筋前后两端各8根12下设相同的钢筋网具体配筋图见附图B 。 （2）桩顶局部受压验算 桩顶局部受压时按右式计算j j c a /m P A R 式中j P 承台内基桩承受计算轴向力， 取 22j j c a j 3c a 5580.718,1,10.785,20.1, 1.54 4 /10.78520.110/1.5410245.785580.718,j m m j P N KN A mm R MP A R KN N KN = ?=?=桥梁C30混凝土系数满足要求，可按构造配筋 （3）承台受冲切验算 承台有效高度h0=25

16、0-20-4=276cm ， 桩边冲切，相关参数见桩平面布置图B ，计算冲跨比 0000000x 0y hp 00y 5025 0.2210.111,226226 0.840.84 1.995 2.70125002000,0.9 0.20.2 y x x y x a a h h h = =+，计算冲切系数：，取 0000 111x x 30 1.3902()()2 1.995(10.25) 2.701(2.50.5)0.91390 2.2459389.35615.310.560.56 C1C2150cm 50,25, 1.3300.20.2210.2 t x c y y c ox hp t x

17、 y C HRB f MP b a h a f h KN KN cm a cm ?=+?=?+?+?= =+混凝土钢筋取，则满足要求a 计算冲切系数1y hp j 121y 111x 0 1.8010.9(c 0.5a )(c 0.5a ) 1.330(1.50.50.25) 1.801(1.50.50.5)0.91390 2.2414888.35615.31x y hp t N f h KN KN =?=+?=?+?+?+?=， 取满足要求 (4)抗剪承载力验算 1 4 x y 0hs x 100y 250020220000.2210.111h 2240mm 0.873 2240 1.75

18、0.3,0.3 1.3460.873 1.34613901390 4.5 2.24 1 16463.97423.78,0.3,0.3 1.hS t V f b h KN H KN -=，抗剪承载力满足要求。 （5）承台受弯承载力计算 max y b b 006 0025615.31 1.011230.62,25615.310.252807.6630280,0.56,0.55224012321.111230.6210(0.5)(22400.5123i i x i y sd s d sx sd M N x KN m M N x KN m C HRB MP x h x h mm M A h x =?

19、=?=?=?=?=?=?=?= = -?-?M 采用混凝土钢筋，f ，取=0.55f 22620sy 0s 27167.67,34321203117120cm 2)280 27343mm 7cm 3334.310 1.1 14857.84mm 321221620222cm (0.5)(22400.51232)280 sx s d sd mm A M A h x A =?+?+?=?+?=?+?+?-?-?选用间距， 实配钢筋，保护层厚度，沿x 轴布置，具体配筋图件附图B 。 （2807.66），选用19间距f 实配钢筋2y 15282mm 7cm =，保护层厚度，沿x 轴布置，具体配筋图件附图B 。 四、参考资料及应用软件 1. 公路桥涵设计通用规范JTG D60-2022； 2. 公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2022；