3 Ql 0 74.7 × 3.3 3 xQ = = = 1.042 × 10 −3 m = 1.042m 5 3EI 3 × 8.588 × 10 Ml 02 − 141.50 × 3.3 2 xm = = = −8.97 × 10 − 4 m = −0.897m 5 2 EI 2 × 8.588 ×10 ∴ 桩顶纵向水平位移
α = 0.489Fra bibliotek筑∑ x P + nM
i i
n
龙
nQi = 4 × 74.7 = 298.8 KN = ∑ H = 298.8 KN
i
网
820.80 2810.87 KN 1851.42 竖向力`Pi = ρ1 (b0 + xi β 0 ) = 0.977 EI × ± 1.25 × = EI 806.33KN EI 5299.66 820.80 − 0.107 EI × = 74.7 KN 水平力Qi = ρ 2 a0 − ρ 3 β @ 0 = 0.031EI × EI EI 820.80 5299.66 弯矩M i = ρ 4 β 0 − ρ 3 a − 0.107 EI × = −141.50 KN • m @0 = 0.520 EI × EI EI 校核 = 2 × (2810.87 − 806.33)× 1.25 + 4 × (− 141.50)
图1
筑
双排桩断面 （a）纵桥向断面
龙
网
WW
（b）横桥向断面
三、桩顶及最大冲刷线处荷载 Pi、Qi、M i 及P0、Q0、M 0的计算 <一>、参数计算 1、桩的计算宽度 b1 b1 = K f ⋅ K 0 ⋅ K ⋅ d = 0.9 × (d + 1) K = 0.9 × (1 + 1)K = 1.8 K
筑
龙
取以上两式的临界状态分析，整理得：
网
γb γ R a Ar 2 + b R g Cµr 2 γc γs γ γ N j ×ηe 0 = ηM j ≤ b R a Br 3 + b R g Dµgr 3 γc γs
Nj ≤
µ=
现拟定采用20号混凝土，I级钢筋，R a = 11MPa，R g = 240MPa
UL
h = αh = 0.489 × 9 = 4.401 > 2.5
ON
G.
3
∴
17.25 × 10 3 × 1.38 α= = 0.489m −1 7 0.67 × 2.6 × 10 × 0.0491
5
CO
I=
πd 4 = 0.0491m 4 64
M
4、计算承台底面原点 O 处位移 a 0、b0、β 0 b0 = N 7234.4 1851.42 = = nρ1 4 × 0.977 EI EI
Z= 1.043 = 2.132 0.489
查得附表13得，αZ = 1.043 查得附表13得，K m = 1.972
所以，M max = M 0 K m = 105.00 × 1.972 = 207.06 KNm 五、桩顶纵向水平位移验算 桩在最大冲刷线处水平位移x 0 和转角φ 0： Ax = 2.44066，B x = 1.62100，Aφ = -1.62100，Bφ = -1.75058 74.7 105 × 2.44066 + × 1.62100 3 α EI α EI 0.489 EI 0.489 2 EI = 2.644 × 10 −3 m = 2.644mm < 6mm(符合规范要求) Q M 74.7 105 φ 0 = 2 0 Aφ + 0 Bφ = × (- 1.62100) + × (- 1.75058) 2 αEI 0.489 EI 0.489 EI α EI = −1.027 ×10 −3 rad
m i =1
nρ 4 + ρ1 ∑ xi2 = 4 × 0.50 EI + 0.977 EI × 4 × 1.25 2 = 8.185 EI nρ 2 = 4 × 0.031EI = 0.124 EI nρ 3 = 4 × 0.107 EI = 0.429 EI
m nρ 4 + ρ1 ∑ xi2 H + nρ 3 M 8.185EI × 298.8 + 0.429 EI × 4445.3 5299.66 i =1 ∴ a0 = = = 2 m EI 0.124 EI × 8.185 EI − 0.184(EI ) 2 2 nρ 2 nρ 4 + ρ1 ∑ xi − (nρ 3 ) i =1 nρ 2 M + nρ 3 H 0.124 EI × 4445.3 + 0.429 EI × 298.8 820.80 = = β0 = 2 m EI 0.124 EI × 8.185 EI − 0.184(EI ) 2 2 nρ 2 nρ 4 + ρ1 ∑ xi − (nρ 3 ) i =1
桩（直径 1.0m）自重每延米为：
故，作用在承台底面中心的荷载力为： ΣN = 5659.4 + (7.0 × 4.5 × 2.0 × 25) = 7234.4 KN ΣH = 298.8 KN ΣM = 3847.7 + 298.8 × 2.0 = 4445.3KN ·m 恒载及二孔活载时： ΣN = 6498.2 + （7.0 × 4.5 × 2.0 × 25） = 8073.2 KN 。桩基础采用冲抓锥钻孔灌注 桩基础，为摩擦桩。 二、单桩容许承载力的确定 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，
1
筑
龙
q=
网
π × 1.0 2 × 15 = 11.78 KN / m（已扣除浮力） 4
WW
ΣH 0 = 298.8KN（制动力及风力）
W.
ZH
UL
ON
3、桩、承台尺寸与材料 承台尺寸：7.0m×4.5m×2.0m。拟定采用四根桩，设计直径 1.0m。桩身混
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 3 。则， 1 N h = [ P] = UΣliτ i + λm0 A{[σ 0 ] + k 2 γ（ ） } 2 h2 − 3 2 当两跨活载时： 8073.2 1 Nh = + 3.3 × 11.78 + × 11.78h （KN） 4 2 计算[P]时取以下数据： 桩 的 设 计 桩 径 1.0m ， 冲 抓 锥 成 孔 直 径 为 1.15m ， 桩 周 长
i =1
∑ nP = 2 × (2810.87 + 806.33) = 7234.4 KN = ∑ P = 7234.4 KN
i =1 i
n
< 三 > 计算最大冲刷线处桩身弯矩M 0 , 水平力Q0 及轴向力`P0 M 0 = M i + Qi l 0 = −141.50 + 74.7 × 3.3 = 105.00 KNm Q0 = 74.7 KN P0 = 2810.87 + 0.785 × 3.3 × 15 = 2849.73KN 四、最大弯矩M max 及最大弯矩位置Z max的计算
= 4445.3KNm = ∑ M = 4445.3KNm
αh = 0.489 × 9 = 4.401
WW
W.
ZH
<二>计算作用在每根桩顶上的作用力 Pi、Qi、M i
UL
ON
G.
CO
M
(nρ 3 )2 = (0.429 EI )2 = 0.184(EI )2
4
CQ =
αM 0 0.489 × 105.00 = = 0.687 Q0 74.7
W.
ZH
UL
现取 h=9m，桩底标高为 26.2m。桩的轴向承载力符合要求。具体见如图 1 所示。
ON
G.
CO
M
U = π ×1.15 = 3.61m，A =
π × 12 = 0.485m 2，λ = 0.70，m 0 = 0.9，K 2 = 6.0， 4 2 [σ 0 ] = 550 KPa，γ 2 = 12 KN / m（已扣除浮力）， τ 1 = 40 KPa，τ 2 = 120 KPa。 1 [ P] = × 3.61× [2.7 × 40 + (h − 2.7) × 120] + 0.70 × 0.9 × 0.785 × [550 + 6.0 × 12 × (h + 3.3 − 3)] 2 = N h = 2057.17 + 5.89 ∴ h = 8.78m
α =5
mb1 m h + m2 (2h1 + h2 )h2 8 × 10 3 × 2.7 + 25 × 10 3 × (2 × 2.7 + 1.3)× 1.3 = ；m = 1 1 2 EI 42 hm = 17.25 × 10 3 KN / m 3
E = 0.67 E h = 0.67 × 2.6 × 10 7 KN / m 2
筑
1 3 . 3 + ×9 1 1 2 ρ1 = = + 7 5 l 0 + 3h 1 0.785 × 2.6 × 10 2.5 × 10 × 4.91 + AE h C 0 A0 = 8.355 × 10 5 = 0.977 EI
龙
ρ 2@ = α 3 EIxQ = 0.031EI @ ρ 3@ = α 2 EIx m = 0.107EI ρ 4 @= αEIφ m = 0.520EI
《基 础 工 程》
课程设计计算书
学 学
WW
校：X 名：X
W.
X 大 学
筑
龙
专业班级：交通土建 XXXX 级 姓 学