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：2835.75kNM1⋅=；kN3334.3N4=，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=5.1162长度：m6=⨯⨯+2915.1三、拟定桩的尺寸及桩数：1、摩擦桩，桩身采用C30混凝土。
2、由于d56=-，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32/46.105.221.11105.205.4102.187.3103.172.25.170.15.16m 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>1.2×626.27018=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：5.272.920486.0>=⨯==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 αEIEI EI EI EI EI EIEI EI M MM M MH Q HH 5642.01621.1486.01286.05456.0486.00413.03610.0486.02233=⨯===⨯===⨯==ϕαρχαρχαρ5. 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 m3945.65kN M m kN 18.39449.256875.122.416687.48393nMi xiPi kN23.35H kN 22.3587.56nQi n1i n1i ∑∑∑∑∑=≈=+⨯=•=≈•=⨯+⨯-⨯=+=≈=⨯===）（）（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 07. 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 计算列表如下表其结果为下图.桩身最大弯矩Mmax 及最大弯矩位置计算 由371.387.576.40486.0M C 00Q =⨯===Q Q z α得：mkN 12.4376.40058.1M K M 058.1K 134630.0z m 30.1486.0630.0630.01343.371C 0M max M Mmax max max Q •=⨯==========。
得，，查附表及）（，所以得：查附表及由 M M z z 8.局部冲刷线以下深度z 处横向土抗力zx p 计算xx x 2x x 102x 1zx B Z 586.5A Z 657.1B Z 72.176.40486.0A Z 72.187.5486.0B Z b M A Z b Q p +=⨯+⨯=+=αα无量纲系数Ax 、Bx 由附表1、附表5分别查得，p zx 计算列表如下其结果为 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 ①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φ25的HRB400级钢筋： ②计算偏心距增大系数η 因为长细比： 所以偏心距最大系数：1=η ③计算截面实际偏心距0e④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e 0;r f C Af f g D Bf sdcd sdcd •'+'+=ρρ0e 其中r=625mm ，ρ=0.006，并设g=0.9，则 以下采用试算法列表计算由上表可知，当ξ=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。
⑤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x 0和转角Φ0的计算查表得：-1.75058B -1.62100A 1.62100Bx 2.44066Ax ====ϕϕ，，，，,6078.0000078.044.375621.1502.076.4044066.2502.087.5Bx EI M Ax EI Q X 2320300mm mm m EIEI EI <===⨯+⨯=+=αα符合规范要求。
rad 1075.3)75058.1(502.076.40)621.1(502.087.5520200-⨯-=-⨯+-⨯=+=EIEI B EI M A EI Q ϕϕααϕ 所以墩顶纵向水平位移⑥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,39.1518.0=<=ξξb 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要求承台平面尺寸：9⨯6m 2，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100cm>35*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10Φ，间距200mm ，构造钢筋前后两端各18根10Φ，抗裂钢筋前后两端各8根12Φ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：399.01,10===<=A A f A N bcd d ββγ所以kN⨯4839.⨯⨯⨯<⨯871.1=1000152769.08.kN6.313.123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。