基础工程课程设计姓名：学号：班级：成绩：钻孔灌注桩课程设计一、设计资料及设计计算内容1、设计荷载：公路Ⅰ级2、上部构造、标准及其部分荷载：预应力混凝土简支空心板桥，桥面净-9+⨯，主梁布置见下图。

主梁标准跨径L=20m，计算跨径，梁长边板重m，中板重（护栏、桥面铺装等均已计入）纵向风力：盖梁引起的风力，对桩顶的力臂为墩柱引起的风力,对桩顶的力臂为：横桥向按无水平力计算冲击系数：228+μ.11=3、地质水文资料：地基土：软塑粘性土，地基土比例系数4/5000m KN m =，地基土桩侧摩阻力KPa q k 50=，地基土内摩擦角040＝ϕ，黏聚力为0；桩入土长度影响的修正系数7.0＝λ，清孔系数80.00=m ，土容重3/0.10m KN =γ（已扣除浮力），地基土容许承载力KPa f a 300][0=4、材料：钢筋：盖梁、桩柱主筋用HRB335钢筋，其他均用R235钢筋； 混凝土：盖梁用C30，墩柱、钻孔灌注桩用C25。

5、构造型式见附图柱直径采用120cm ，桩直径采用140cm 6、支座型式：橡胶支座，厚28mm 7、设计标高：桥面中心标高： 盖梁顶面标高： 桩顶标高： 地面标高：最大冲刷线标高：下部构造图8、盖梁计算（一组） 1）永久作用计算 2）可变作用计算 3）内力组合计算4）截面配筋设计及承载力校核9、桥墩墩柱计算（二组）1）永久作用计算2）可变作用计算3）内力组合计算4）截面配筋计算及应力验算10、钻孔灌注桩计算（一、二组）1）荷载计算：永久作用、可变作用2）桩长计算3）桩内力计算4）桩身截面配筋与承载力验算5）水平位移验算三、设计依据与参考资料1、《公路桥涵设计通用规范》，JTG D60－20042、《公路桥涵地基与基础设计规范》，JTG D63－20073、《基础工程》，王晓谋4、《钢筋混凝土结构》5、公路桥涵标准图6、桥梁计算示例丛书：混凝土简支梁（板）桥第二节盖梁计算1 荷载计算(1)上部结构永久荷载见表3-1：(2) 盖梁自重及作用效应计算（1/2盖梁长度）图3-21q 2q 3q 4q 5q 可变荷载计算(1) 可变荷载横向分布系数计算：荷载对称布置时用杠杆法，非对称布置用偏心受压法。

公路-I 级a.单车列，对称布置07621====ηηηη331.02164745.0338.0213895.02331.02164745.0543=⨯==⨯⨯==⨯=ηηηb.双车列，对称布置4007.080147.0213382.0)47794.019853.0(215221.0)5221.05221.0(213382.0)47794.019853.0(214007.080147.021********=⨯==+⨯==+⨯==+⨯==⨯===ηηηηηηηc.单车列，非对称布置 由()∑±=22/1a ea i i ηη，已知n=7，e=，则789.51)08.472.236.1(222222=++⨯=∑a0.06130.2442710.01990.1628710.06150.081471710.22430.08147151.7891.363.1710.30570.16287151.7892.723.1710.40710.24427151.7894.083.1717654321-=-=-=-==-===+=⨯+==+=⨯+==+=⨯+=ηηηηηηη d.双车列，非对称布置时：已知：n=7，e=，789.51)08.472.236.1(222222=++⨯=∑a0208012210710615008140711022004070717118360040707178951361551712243008140717895172255171264970122107178951084551717654321..η..η..ηη.....η.....η.....η=-==-==-===+=⨯+==+=⨯+==+=⨯+=(2) 按顺桥向可变荷载移动情况，求得支座可变荷载反力的最大值公路-I 级：KNp P MKN q k k k 23855055.19180360180/5.10=--=--=全桥计算跨径：双孔布载单列车时：KNB 75.44223825.1025.19=+⨯⨯=双孔布载双列车时：kN B 5.88575.44222=⨯=单孔布置单列车时：kN B 375.34023825.105.19=+⨯=单孔布载双列车时：kN B 75.680375.34022=⨯=(3) 可变荷载横向分布后各梁支点反力(计算的一般公式为i i B R η=)，见表3-3荷载横向分布情况公路-I 级荷载（KN ） 计算方法荷载布置横向分布系数单孔双孔对称布置按杠杆法算单列行车公路-I 级0 0 0 00 0 0 0 0 双列行车公路-I 级0 0荷载横向分布情况公路-I 级荷载（KN ） 计算方法荷载布置横向分布系数单孔双孔非对称布置按偏心受压法算单列行车公路-I级双列行车公路-I级(4) 各梁永久荷载、可变荷载反力组合：计算见表3-4，表中均取用各板的最大值，其中冲击系数为：228.1228.011=+=+μ编号荷载情况1号梁2号梁3号梁4号梁5号梁6号梁7号梁1R2R3R4R5R6R7R1 恒载2公路-I 级双孔双列对称（1+μ） 0 03 公路-I 级双孔双列非对i表3-5：双柱反力i G 计算由表3-5可知，荷载组合6（公路-I 级、双列对称布置）控制设计。

第三节 桥墩墩柱计算墩柱直径为120㎝，用C 25混凝土，HRB335级钢筋。

尺寸见图3-8. 1 恒载计算:(1) 上部构造恒载，一孔总重： (2) 盖梁自重（半根梁重）： (3) 横系梁重：×1×24= (4) 一根墩柱自重：×24×××/4= (5) 作用墩柱底面的恒载垂直力为：kN N 076.1902356.198556.148328.311021横=++⨯=2 汽车荷载计算荷载布置及行驶情况见前述图3-3，3-4，由盖梁计算得知： (1) 公路Ⅰ级单孔荷载 单列车时：340.38=B KN相应的制动力：kN H 076.681.02340.38=⨯⨯=按照《公预规》条规定公路Ⅰ级汽车制动力不小于165，故取制动力165KN (2) 公路Ⅰ级双孔荷载 单列车时：75.442=B KN相应的制动力：kN H 55.881.0275.442=⨯⨯=小于165KN ，故制动力取165KN汽车荷载中双孔荷载产生支点处最大反力值，即产生最大墩柱垂直力，汽车荷载中单孔荷载产生最大偏心弯矩，即产生最大墩柱低弯矩。

(3) 双柱反力横向分布系数计算（汽车荷载位置见图3-8）:图3-8：尺寸单位cm单列车时：0263.15895.2943101=+=η，0263.00263.112-=-=η双列车时：7632.05895.2941551=+=η，2368.07632.012=-=η 3 荷载组合(1) 最大最小垂直反力计算，见下表表3-10：可变荷载组合垂直反力计算编号荷载状况最大垂直反力(KN)最小垂直反力(KN)1η()11B u η+2η()21B u η+1双孔单列车 2 双列车 3单孔单列车4双列车表中汽车荷载已经乘以冲击系数（1+μ=） (2) 最大弯矩时计算（单孔）编号荷载情况垂直力（KN ）水平力H （KN ）对柱顶中心弯矩（m KN ⋅）12B B +—()120.25B B - 1.14H1上部与盖梁—2单孔双列车165/2=表内水平力由两墩柱平均分配。

4 截面配筋计算及应力验算 作用于墩柱顶的外力（图3-9） (1) 垂直力：最大垂直力： Nmax=+= 最小垂直力： Nmin=+=(2) 弯矩： M max=+= 水平力：82.5H KN =图3-9：尺寸单位cm(4) 作用于墩柱底的外力Nmax=+=N min=+=Mmax=+×= 截面配筋计算已知墩柱选用C25混凝土，采用20φ16HRB335钢筋，g A =2cm ,则纵向钢筋配筋率()%3556.060402222=⨯==ππρr A g ，由于()()6.02/473.52/0⨯=r l 9.3=7<，故不计偏心增大系数：取1ηϕ==.0；a 双孔荷载，按最大垂直力时，墩柱顶按轴心受压构件验算，根据《公预规》条：()''09.0s sd cd d A f A f N +≤ϕγ()()402219511309735.1119.09.0''⨯+⨯⨯⨯=+s sd cd A f A f ϕ()937.2487761.22611.143.124110=⨯=>=d N kN γ k N= > ×= 满足规范要求。

b 单孔荷载，最大弯矩时，墩柱顶按小偏心受压构件验算： Nd= Md =o =Md/Nd=102mm()9.32/0=r l 7< 故1η=.0，根据《公预规》条偏心受压构件承载力计算应符合下列规定：'220sdcd d f r C f Ar N ργ+≤'3300sdcd d f gr D f Br e N ργ+≤r f C Af gf D Bf e sdcd sdcd ⋅++=''0ρρ设g=,代入cd f =MPa 、/sd f =195MPa 、ρ=后，经整理得0e =r CA DB ⋅++693.05.11610.05.11按《公预规》提供的附录C 表圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数”表。

经试算查的各系数A 、B 、C 、D 为设ζ=，A= ,B= ,C=, D= 代入后0e =mm 1.8060.03082.2693.06943.25.116992.0610.03413.05.11=⨯⨯+⨯⨯+⨯则22'226001953082.2003556.05.116006943.2⨯⨯⨯+⨯⨯=+sd cd f r C f Ar ρ=117306KN > ×=88.06001956692.0003556.05.113413.060033'33⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=+sd cd f gr D f Br ρ=m kN e N kN d ⋅=⨯=>91.19208.037.241193600γ =936KN > ×=墩柱承载力满足规范要求。

第四节 钻孔灌注桩的设计计算钻孔灌注桩的直径为，用C30混凝土，HRB335级钢筋。

由地质资料分析设计宜采用钻孔灌注桩基础。