某桥桥墩桩基础基础设计.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date某桥桥墩桩基础基础设计基础工程课程设计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.

2、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

3、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 kPa 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=5

4、930.04kN （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、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

5、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=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=

6、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）四、 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：

7、，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

8、.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 45.47 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

9、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 0.53160.320256.43 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、.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 1.802731.000641.0

11、0 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 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 0.14696-0.075

12、720.41 -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 -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.

13、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 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

14、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

15、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身。箍筋设20箍，间距200mm，构造钢筋前后两端各18根，抗裂钢筋前后两端各8根下设相同的钢筋网。2）桩顶局部受压验算桩顶作用于承台混凝土压力，如不考虑桩身与承台混凝土之间的粘结力，局部承压下时按下式计算： 所以满足要求,可按构造配筋。 3）承台受冲剪验算 承台有效高度h0=1.5-0.2=1.3cm， 桩边冲切，计算冲跨比 C30混凝土取 4) 承台抗弯承载力验算 外排桩中心距墩台身边远小于承台高度 （5）承台受弯承载力计算 满足要求 -