桥梁桩基础课程设计

《桥梁桩基础课程设计》任务书与指导书

广州大学土木工程学院

桥梁桩基础课程设计任务书

一、桩基础课程设计题

我国某公路桥梁采用桩柱式桥墩，初步拟定尺寸如下图1所示。其上部结构为25米预应力混凝土装配式T 梁。桥面（行车部分）宽7米，两边各米人行道。设计荷载为公路Ⅰ或ⅠⅠ级（自选），行人荷载为?kPa 。

图1

1、桥墩组成：该桥墩基础由两根钻孔灌注桩组成。桩径采用φ=，墩柱直径采用φ=。桩底沉淀土厚度t = ~d 。局部冲刷线处设置横系梁。

2、地质资料：标高25m 以上桩侧土为软塑亚粘土，其各物理性质指标为：容量γ=m 3，土粒比重G=3cm ，天然含水量%21=ω，液限%7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。标高25m 以下桩侧及桩底土均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容量γ=m 3，土粒比重G=3cm ，天然含水量%8.17=ω，液限%7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。

3、桩身材料：桩身采用C25混凝土浇注，混凝土弹性模量αMP E h 41085.2⨯=，所供钢筋有Ⅰ级钢和Ⅱ级纲。

4、计算荷载

⑴ 一跨上部结构自重G=2350kN ；

⑵ 盖梁自重G 2=350kN

⑶ 局部冲刷线以上一根柱重G 3应分别考虑最低水位及常水位情况；

⑷ 汽—20：

双孔布载，以产生最大竖向力；

单孔布载，以产生最大偏心弯矩。

支座对桥墩的纵向偏心距为3.0=b m （见图2）。计算汽车荷载时考虑冲击力。

⑸ 挂—100

双孔布载，以产生最大竖向力；

单孔布载，以产生最大偏心弯矩。

⑹ 人群荷载：

双孔布载，以产生最大竖向力；

单孔布载，以产生最大偏心弯矩。

⑺水平荷载（见图3）

制动力：H1=；

盖梁风力：W1=8kN；

柱风力：W2=10kN。采用常水位并考虑波浪影响，常水位按45m计，以产生较大的桩身弯矩。W2的力臂为。

活载计算应在支座反力影响线上加载进行。支座反力影响线见图4。

图2图3

图4

5、设计要求

⑴确定桩的长度，进行单桩承载力验算。

⑵桩身强度验算：求出桩身弯矩图（用座标纸画），定出桩身最大弯矩值及其相应截面位置和相应轴力，配置钢筋，验算截面强度（采用最不利荷载组合及常水位）。

⑶计算主筋长度、螺旋钢筋长度及钢筋总用量。

⑷用2#图纸绘出桩的钢筋布置图。

二、应交资料

1、桩基础计算书

2、桩基础配筋图

3、桩基础钢筋数量表

桥梁桩基础课程设计指导书(仅供参考)

一、恒载计算（每根桩反力计算）

1、上部结构横载反力N1

2、盖梁自重反力N2

3、系梁自重反力N3

4、一根墩柱自重反力N4

5、桩每延米重N5（考虑浮力）

二、活载反力计算

1、活载纵向布置时支座最大反力

⑴、公路I、II级

Ⅰ、车道荷载，集中力布置位置在墩顶；

Ⅲ、车道荷载，集中力布置位置在支座顶；

⑵、人群荷载

Ⅰ、单孔布载 R=ql 2

1 q ——人群荷载集度 l ——跨径 Ⅲ、双孔布载 R=ql

2、柱反力横向分布系数ϕ的计算

柱反力横向分布影响线见图5。

图5

⑴、汽—20级 双列布载汽ϕ

⑵、挂—100 挂ϕ

⑶、人群荷载 人ϕ

三、荷载组合

1、计算墩柱顶最大垂直反力R

组合Ⅰ：R= 恒载 +（1+u ）

汽ϕ∑i i y P + 人ϕql （汽车、人群双孔布载） 2、计算桩顶最大弯矩

⑴、计算桩顶最大弯矩时柱顶竖向力

组合Ⅰ：R= 1N +2N +（1+u ）汽ϕ∑i i y P + 人ϕql 21 （汽车、人群单孔布载） ⑵、计算桩顶（最大冲刷线处）的竖向力0N 、水平力0Q 和弯矩0M

0N = m ax R +3N + 4N （常水位）

0Q = 1H + 1W + 2W

0M = 1H + 1W + 2W + 活max R

活max R ——活载产生的竖向力的较大者。

四、钻孔灌注桩单桩承载力及强度计算

1、单桩承载力计算

桩长计算：

设最大冲刷线以下桩长为h ，一般冲刷线以下桩长为h 3，单桩最大竖向力为：

V=1N +2N +3N +4N （低水位）+活N + 2

1qh 活N ——计算柱顶最大垂直反力时活载产生的较大值

q ——桩的集度（考虑浮力）

单桩容许承载力：

i l ——各层土的厚度

i τ——各层土的极限抗剪强度

2K ——查表2-5

z γ——土的容重（多层土时取加权平均值）

U ——桩周长

A ——桩底面积

λ——查表3-9 0m ——表3-10

[0σ]——查表2-3

p l p

l w w w w I --= l I ——液性指数 w ——天然含水量 l w ——液限 p w ——塑限

γ)

1(0w G e += 0e ——天然孔隙比 G ——土粒比重 γ——容重

令：最大竖向力与单桩容许承载力相等。解出桩长h 从而确定h 值

2、钻孔桩强度复合

⑴、确定桩的计算宽度1b 和变形系数α

kd k k b f 01= 0k k f 及——查表3-18 k =1（桩间影响系数）d ——桩径

51EI

mb =α m ——查表3-16 EI =h h I E ⑵、最大冲刷线以下深度z 处桩截面上的弯矩z M 计算

根据z z α=- h h α=- (4≥h α时按4考虑)，查附表3、附表7得m A 、m B ，按上式计算不同深度α-

=z z 处的z M 并按比例绘出桩身弯矩图，求出最大弯矩所在位置m ax z 、最大弯矩值

m ax M 及相应轴力N （计算轴力N 时桩自重考虑浮力并按一半考虑，同时应减去摩阻力）。 ⑶、计算纵向力j N 、计算弯矩j M 的确定

计算纵向力j N ：