桥桥墩桩基础基础设计

桥桥墩桩基础基础设计 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】

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：

2、设计荷载：

（1）恒载：

桥面自重：1N=1500kN+学号×20kN=1500+16×20=1820kN

箱梁自重：2N=6000kN+学号×40kN=6000+16×40=6640kN

桥墩自重：3N=3875kN

（2）活载

一跨活载反力：2835.75kN

M1⋅

=；

kN

3334.3

N4=，在顺桥向引起弯矩：m 两跨活载反力：

N5=5030.04kN+学号×50kN=5030.04+16×50=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γ=25kN/m3、γ′=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γso=1.1，荷载组合系数φ=1.0，恒载分项系数γG=1.2，活载分项系数γQ=1.4，风荷载ψ=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：m

⨯

⨯

+

3=

5.1

1

6

2

长度：m

6=

⨯

⨯

+

2

9

1

5.1

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d5

6=

-，d=1.25，所以设计桩径采用d=1.25m，成孔桩径为1.30m,钻孔灌

1

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4—2可得

λ=0.70，查表4—3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

3

2/46.105

.221

.11105.205.4102.187.3103.172.25.170.15.16m kN =⨯-+⨯-+⨯-+⨯+⨯=

）（）（）（γ持力层为卵石，查表得650kPa ][0=fa ，q ik 查表4—1得

桩自重每延米4.1815425.1q 2

=⨯⨯=πkN

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=1.5×6×9=1215 恒载+一孔活载 恒载+两孔活载

所以][fa =0.5×3.92×(20×0.5+50×2.2+35×3.7+45×4.5+160×11.1) +0.70×0.9×1.23×[650+6.0×10.46×(20+2-3)] =5805.73kPa

得：n=1.2×

73

.580526

.27018=5.58,故取n=6

当n=6，h=20m 时，][a f =5805.73>1.2×6

26

.27018=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b 1

已知6.0,2,75.6)125.1(3)1(3,5.2,25.1,9.0211===+⨯=+====b n d h m L m d k f 2. 桩的变形系数α

桩在局部冲刷以下深度h=20m ，其计算长度则为：

5.272.92048

6.0>=⨯==h α ，满足按弹性桩计算。

3. 桩顶刚度系数HH MH HH PP ρρρρ，，，值计算 已知：4,472.9取用>=

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：,1621.1,5456.0.0,3610.0===M M Q ϕχχ由公式

4. 计算承台底面圆点O 处位移

000、、βc αEI

EI EI EI EI EI EI

EI EI M MM M MH Q HH 5642.01621.1486.01286.05456.0486.00413.03610.0486.02233=⨯===⨯===⨯==ϕαρχαρχαρ

5. 计算作用在每根桩顶上作用力P i 、Q i 、M i

验证： ，）（kN fa kN G P 73.5805][55.495146.20252023.187.4839max =<=-⨯⨯+=+ 所以桩的承载力满足要求，设计桩长合格。

校核：

27018.26kN N kN 27.2701822.416687.48393nPi m

3945.65kN M m kN 18.39449.256875.122.416687.48393nMi xiPi kN

23.35H kN 22.3587.56nQi n

1i n

1i ∑∑∑∑∑=≈=+⨯

=•=≈•=⨯+⨯-⨯

=+=≈=⨯===）（）（校核正确

6. 计算局部冲刷线处桩身弯矩M 0、水平力Q 0及轴向力P 0

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M M B A 、由附表3、附表7分别查的，Mz 计算列表如下表