桥梁桩基础课程设计任务书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=1.2m ，墩柱直径采用φ=1.0m 。

桩底沉淀土厚度t = (0.2~0.4)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=18.5kN /m 3，土粒比重G=2.70g/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=19.5kN /m 3，土粒比重G=2.70g/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25号混凝土浇注，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=350kN⑶ 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公路Ⅱ级 ：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 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。

⑹ 水平荷载（见图3） 制动力：H 1=22.5kN （4.5）； 盖梁风力：W 1=8kN （5）；柱风力：W 2=10kN （8）。

采用常水位并考虑波浪影响0.5m ，常水位按45m 计，以产生较大的桩身弯矩。

W 2的力臂为11.25m 。

图45、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A3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计算书一、恒载计算（每根桩反力计算）1、上部结构横载反力N1N1=1/2*G1=1/2*2000(30/20)^1.2=1626.7KN 2、盖梁自重反力N2221135017522N G kN=⨯=⨯=3、系梁自重反力N331(0.71)(11) 3.325292N kN =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=(?)4、一根墩柱自重反力N4 低水位：()22411258.32510 5.1223.8544N kN ππ⨯⨯=⨯⨯+-⨯⨯=常水位：()2241125 4.825108.6196.9144N kN ππ⨯⨯=⨯⨯+-⨯⨯=5、桩每延米重N5（考虑浮力）()25 1.22510116.964N kN π⨯=-⨯⨯=二、活载反力计算1、活载纵向布置时支座最大反力⑴、公路II 级：7.875/k q kN m =，193.5k p kN = Ⅰ、 单孔布载 1290.76R kN = Ⅲ、双孔布载 2581.52R kN = ⑵、人群荷载Ⅰ、单孔布载 R 1=42.7kN (?)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）11175175 1.3 1.25290.761 1.33 3.524.41879.282R kN =++⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⑵、计算桩顶（最大冲刷线处）的竖向力0N 、水平力0Q 和弯矩0M0N = m ax R +3N + 4N （常水位）2408.5529196.912631.71kN =++= 0Q = 1H + 1W + 2W 22.581040.5kN =++= 0M = 14.71H + 14.051W + 11.252W + 0.3活max R=()14.722.514.05811.25100.32408.551175175873.22kN m ⨯+⨯+⨯+⨯--=⋅活max R ——组合Ⅰ中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 +21qh 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）1117517529223.85(2408.551175175)16.962658.658.482V h h =++++--+⨯⨯=+单桩容许承载力：{}00231[][](3)2i i z P U l m A K h τλσγ=++-∑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取1l =10.9m ，2l =h-10.9m,1τ=45,2τ=80,2K =2.5,18.510.919.5(10.9)z h hγ⨯+⨯-=,设计桩径 1.2m ，考虑冲抓锥成孔直径 1.3m ，桩周长 1.3 4.08U m π==，421.134d A m π==，[]0427σ=kPa ，取0.7λ= (由4~20hd=得), 0m =0.7 (由()0.2~0.40.2~0.4d t d d==得)。

00231[](3)2h i i z N U l m A K h τλσγ=++-∑()118.510.919.5(10.9)4.0810.94510.9800.70.7 1.13427 2.5( 3.63)2h h h h ⨯+⨯-⎡⎤=⨯⨯⨯+-⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯+-⎡⎤⎣⎦⎢⎥⎣⎦令最大竖向力与单桩容许承载力相等,即h V N =解得h=17.6m,取h=18m 。

pl 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 ——塑限软塑：21%16.3%0.73422.7%16.3%p l l p w w I w w --===--硬塑：17.8%16.3%0.23422.7%16.3%p l l pw w I w w --===--γ)1(0w G e +=0e ——天然孔隙比 G ——土粒比重 γ——容重软塑：()0 2.70121%(1)0.17718.5G w e γ⨯++===硬塑：()0 2.70117.8%(1)0.16319.5G w e γ⨯++===6.33+=h h =18.1+3.6=21.7m 取22m2、钻孔桩强度复合⑴、确定桩的计算宽度1b 和变形系数αkd k k b f 01= 0k k f 及——查表4-3 k =1（桩间影响系数）d ——桩径查表得0.9f k =，011k d=+10110.910.91 1.2 1.981.2f b k k kd d d ⎛⎫⎛⎫==⨯+⨯=⨯+⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭51EImb =α m ——查表4-1 EI =0.67h h I E 查表得410/m MN m =4761.20.670.672.8510 1.943634261064h h EI E I π⎛⎫⨯==⨯⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭0.40α=== ⑵、最大冲刷线以下深度z 处桩截面上的弯矩z M 计算m m z B M A Q M 00+=α根据z z α=-，h h α=-=0.4⨯18=7.2，所以按弹性桩考虑(其中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-=zz 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）。

0,0, 1.040.50873.221873.220.40m m z z A B M kN m====⨯+⨯=⋅时 1,0.37739,0.9861740.50.37739873.220.98617899.350.40m m z z A B M kN m ====⨯+⨯=⋅时 2,0.64561,0.9132440.50.64561873.220.91324862.830.40m m z z A B M kN m====⨯+⨯=⋅时 3,0.76183,0.7741540.50.76183873.220.77415753.140.40m m z z A B M kN m ====⨯+⨯=⋅时4,0.73734,0.5937340.50.73734873.220.59373593.110.40m m z z A B M kN m ====⨯+⨯=⋅时 5,0.61413,0.4065840.50.61413873.220.40658417.210.40m m z z A B M kN m ====⨯+⨯=⋅时 6,0.44334,0.2426240.50.44334873.220.24262256.750.40m m z z A B M kN m ====⨯+⨯=⋅时 7,0.26996,0.1197940.50.26996873.220.11979131.940.40m m z z A B M kN m ====⨯+⨯=⋅时 8,0.19305,0.0759540.50.19305873.220.0759585.870.40m m z z A B M kN m ====⨯+⨯=⋅时 9,0.0.05081,0.0135440.50.05081873.220.0135416.970.40m m z z A B M kN m ====⨯+⨯=⋅时 10,0.00005,0.0000940.50.00005873.220.000090.080.40m m z z A B M kN m ====⨯+⨯=⋅时⑶、计算纵向力j N 、计算弯矩j M 的确定计算纵向力j N ：max max 111234()2211117517529196.9116.961 4.081451489.8422G i S N N N N qz Uz kN τ=++++-=++++⨯⨯-⨯⨯⨯=常水位 ()()110.3 1.25581.52944.97i i N u Py kN ϕ=+=+⨯⨯=∑汽汽11 1.33 3.524.456.7922N ql kN ϕ==⨯⨯⨯=人人 1944.9755.791001.76QS N N kN '=+=+=人汽 11.2 1.4 1.21489.84 1.41001.763190.27j G QN S S kN '=+=⨯+⨯= 当汽车荷载效应占总荷载效应50%及以上时，G S 、1Q S 的系数不再得高，否则应按规定提高，见规范134P 。