《基础工程》课程设计Ⅰ号桥墩明挖扩大基础设计设计资料见设计指示书，计算如下：㈠初步拟定尺寸：（1）基础拟定尺寸：襟边c=30㎝，取3级台阶，每级台阶高50㎝，即基础高150㎝，拟定基础埋置深度H=175㎝，由设计资料可知墩身底截面长l=780㎝，宽d=180㎝.故基础底面尺寸a,b为:a=l+2nc=780+2×3×30=960㎝b=d+2nc=180+2×3×30=360㎝(2)刚性角：α=arctan(n.c/h)=arctan(3×30÷150)=31°混凝土材料的刚性角：αmax=40°～45°，故满足要求。

㈡计算各部分恒载：由初步拟定尺寸得下图:(1)基础重：Q1Q1=（840×240×50+900×300×50+960×360×50）×25×10-6=1021.5KN(2)墩身重：Q2Q2=3.14×(1.8÷2)2×（83.968-79.5）×25×2=568.2KN(3)墩帽重（包括挑梁）：Q3Q3=[（180÷2+15+22）×160×1060+（180÷2+15-22）×1060×197.4-1/2×2×130×80×210]×25×10-6=918.1KN（4）挑梁重：ω1ω1=1060×37.4（90-22+15）×25×10-6=82.26KN（5）基础上覆土重：Q4Q4=[960×360×175-(840×240×50+900×300×50+960×360×50)+2×3.14×(180/2)2×(175-150)]×19.5×10-6=357.8㈢活载计算：⒈汽车支座反力：R⑴单孔双行活载:①在16m跨中有活载，汽车支座反力R11，人群支座反力R21：R1=0 ， R11={（10.5×15.4）÷2+[180+4×（15.4-5）]}×2=604.9KNR2=0 ， R21=161.52×3.5÷2=84KN②在25m跨中有活载，汽车支座反力R1，人群支座反力R2：R11=0 ， R1={（10.5×24.3）÷2+[180+4×(24.3-5)]}×2=769.55KNR21=0 ， R2=25×1.5×2×3.5÷2=131.25KN⑵双孔双行：R1={（10.5×24.3）÷2+[180+4×(24.3-5)]}×2=769.55KNR11={（10.5×15.4）÷2+[180+4×（15.4-5）]}×2=604.9KNR2=25×1.5×2×3.5÷2=131.25KNR21=161.52×3.5÷2=84KN⒉支座摩阻力：F1⑴制动力F11为布置在荷载范围内一行车队总重的10％F11={24.3×10.5+[180+4×（24.3-5）]}×10％=51.235KN⑵活动支座上的支座摩阻力F111=μ.νF111=μ.ν=0.1×[1662.4+ R1+ R2]=0.1×（1662.4+769.55+131.25）=256.32KN故 F1=max（F11，F111）=256.32KN作用点距基础底高 h1=（83.968-78+1.6+0.08）=7.648m⒊风力计算：⑴墩帽（不包括盖梁）：F2墩帽迎风面积：A2=1.06×0.8+1/2×[1.06+（1.06-2×0.13）]×0.08=15.92㎡风力：F2= A2×ω0=15.29×0.6=9.552KN形心距基底高：h2=0.835+4.218+1.75=6.803m⑵墩柱（不包括地下部分）：F3墩柱迎风面面积：A3=1.8×4.218×2=15.185㎡风力：F3= A3×ω0=15.158×0.6=9.11KN形心距基底高：h3=4.218÷2+÷1.75=3.859m㈣、计算作用于基底底面的等效关系⑴单孔双行：①16m梁上有荷载：组合Ⅰ：N=1662.4+867.3+Q1+（Q2+Q3）+Q4+ R1+ R11+ R2+ R21=1662.4+867.3+1021.5+(918.1+568.2)+357.8+0+604.9+0+84=6084.2KNM=867.3×0.52+ω1×0.635+ (R11+ R21)×0.52-(1662.4+ R1+ R2)×0.13=867.3×0.52+82.26×0.635+(604.9+84)×0.52-（1662.4+0+0）×0.13=645.35KN.MH=0组合Ⅱ：N=6084.2KN（同组合Ⅰ）M=867.3×0.52+ω1×0.635+ (R11+ R21)×0.52-(1662.4+ R1+ R2)×0.13+ F2×h2+ F3× h3=867.3×0.52+82.26×0.635+(604.9+84)×0.52-（1662.4+0+0）×0.13+9.552×6.803+9.11×3.859=745.49KN.MH= F2+ F3=9.552+9.11=18.662KN②25M梁上有行车：组合Ⅰ：N=1662.4+867.3+Q1+（Q2+Q3）+Q4+ R1+ R11+ R2+ R21=1662.4+867.3+1021.5+(918.1+568.2)+357.8+769.55+0+131.25+0=6296.1KNM=867.3×0.52+ω1×0.635+ (R11+ R21)×0.52-(1662.4+ R1+ R2)×0.13=867.3×0.52+82.26×0.635+0-(1662.4+769.55+131.25)×0.13=170.0KM.MH=0组合Ⅱ：N=6296.1KN(同组合Ⅰ)M=867.3×0.52+ω1×0.635+ (R11+ R21)×0.52-(1662.4+ R1+ R2)×0.13+F1×h1+ F2×h2+ F3× h3=867.3×0.52+82.26×0.635+0-(1662.4+769.55+131.25)×0.13+256.32×7.648+9.552×6.803+9.11×3.859=2240.51KN.MH= F1+ F2+ F3=256.32+9.552+9.11=274.982KN⑵.双孔双行：组合Ⅰ：N=1662.4+867.3+Q1+（Q2+Q3）+Q4+ R1+ R11+ R2+ R21=1662.4+867.3+1021.5+(918.1+568.2)+357.8+769.55+84+131.25+604.9=6985KNM=867.3×0.52+ω1×0.635+ (R11+ R21)×0.52-(1662.4+ R1+ R2)×0.13=867.3×0.52+82.26×0.635+(604.9+84)×0.52-(1662.4+769.55+131.25)×0.13=528.24KN.MH=0组合Ⅱ：N=6985KN(同组合Ⅰ)M=867.3×0.52+ω1×0.635+ (R11+ R21)×0.52-(1662.4+ R1+ R2)×0.13+ F1×h1+ F2×h2+ F3× h3=867.3×0.52+82.26×0.635+(604.9+84)×0.52-(1662.4+769.55+131.25)×0.13+256.32×7.648+9.552×6.803+9.11×3.859=2588.74KN.MH= F1+ F2+ F3=256.32+9.552+9.11=274.982KN㈤基础验算：⑴.基底应力计算：σmax min=N/A±M/ω (具体值见下表)⑵.合力偏心距计算：е0=M/N (具体值见下表)ρ=1/6×b=1/6×3.6=0.6е0(max)=0.371﹤0.6 故合力偏心距满足规范要求。

（3）地基容许承载力：[σ]=[ σ0]+K1γ1（b-2）+ K2γ2（h-3）=310+0+0=310KPa[σ]h+z=[ σ0]+K1γ1（b-2）+ K2γ2（h-3）=210+0+2.5×（19.5-10）×(1.75+6.5-3)=234.7 KPa⑷地基强度验算①持力层：a.组合Ⅰ：σmax=227.59KPa, [σ]=310KPa规范要求σmax≤[σ] ， 227.59KPa﹤310KPa ，即持力层满足强度要求。

b.组合Ⅱ：σmax=326.9KPa, [σ]=310KPa规范要求σmax≤1.25[σ] ， 326.9KPa﹤1.25×310KPa=387.5KPa ，即满足强度要求。

②软弱下卧层，查表得α=0.257σh+z=γ(h+z)+α(σ平-γh)=（19.5-10）×（1.75+6.5）+0.257×（202.11-9.5×1.75）=126KPa规范要求：组合Ⅰ：σh+z≤[σ]h+z组合Ⅱ：σh+z≤1.25[σ]h+z取σh+z≤[σ]h+z ， 126KPa≤237KPa。