桩基础-高彦召.doc

基础工程课程设计设 计 题 目： 桥台桩基础设计 所 属 院 系： 建 筑 工 程 学 院 专 业： 交 通 土 建 指 导 老 师： 艾 贤 臣 学 生 姓 名： 高 彦 召 学 号： 20082201301 班 级： 路桥08-1 上 交 日 期： 2011年 1月19日 成 绩： 目录一、 荷载组合计算 （一）、恒载计算.35 （二）、活载反力计算.5 （三）、人群荷载.5（四）、汽车制动力计算.6（五）、支座摩阻力.6（六）、荷载组合计算.7二、确定桩长.8三、桩基强度验算（一）、 桩的内力计算.912 （二）、桩顶纵向水平位移验算.13 （三）桩身材料截面强度验算.1415四、承台设计及强度验算(一)、 桩顶处的局部受压验算.16（二）、桩对承台冲剪验算.17（三）、承台抗弯及抗剪强度验算.1719桥墩桩基础设计计算书一 荷载组合计算（一）恒载计算 恒载包括桥墩自重，上部构造恒载反力. 1.桥墩自重计算 、盖梁自重 图一 =250.50.331.4=5.775 KN=250.50.331.4=5.775 KN=250.92.0751.4=65.363 KN=250.92.0651.4=65.048 KN= KN= KN=+=1009.68 KN 、三根墩柱（=1.2)自重： = :系梁自重： = IV:桩（）自重每延米： =2.上部构造恒载反力：各梁恒载反力表 表一每片边梁（KN/m)每片中梁（KN/m)一孔上部铺装12.5410.283.5= 桥墩自重计算表 表2序号计算式竖直力（KN)I(1)(2)(3)(4)IIIIIIV44.156综上：活载反力计算 车道荷载 （1） 两跨活载反力 由产生的弯矩： （2）一跨活载反力 查表的三车道横向折减系数取0.78，根据规范的跨径在五米和五十米之内均布荷载标准值应该采用直线内插法 图二 解得x237.84kn 由引起的弯矩： （三）人群荷载 布置在5.5米人行道上，产生竖直方向力。 （1）两跨分布 应为是两跨分布，人群荷载是对称分布的，所以此时产生的弯矩为0 （2）一跨分布 汽车制动力 三车道产生的制动力 由公路桥涵设计规范（JTGD-60-2004)规定，汽车制动力按通向行使的汽车荷载计算，以使桥涵墩台产生最不利的纵向加载长度进行纵向折减，一个设计车辆有汽车产生的制动力按规范4.3.1.规定的车道荷载标准在加载长度上计算的总重力的10%计算。同向行驶三车道为一个设计车道的2.34倍，98.12KN 公路规范标准制动力165KN,故取T=165KN. 桥规规定，简支桥墩，应计制动力,为加载长度为相邻两跨计算跨径之和的制动力。 165KN, 故取165KN三车道制动力为： 最大弯矩： （五）支座摩阻力 取支座摩阻系数 . 则： 最大弯矩：荷载组合计算 ：荷载组合 1.桥上有单跨活载 （1）恒载 + 桥上活载 + 支座摩阻力 （2）恒载 + 桥上活载 + 制动力2.桥上有双跨活载 （3）恒载 + 桥上活载 + 支座摩阻力 （4）恒载 + 桥上活载 + 制动力：组合计算 - 结构重要性系数，取1.0 . - 第i个永久作用效应的分项系数，混凝土和圬工结构自重取1.2 。 - 汽车荷载效应分项系数，去 。 - 在作用效应组合中除汽车荷载效应外的其他等j个可变作用分相系数，取 。 - 人群荷载作用组合系数 。. 组合计算 (1): 竖直力： 水平力： 弯 矩: (2): 竖直力： 水平力： 弯 矩 ： (3): 竖直力： 水平力： 弯 矩 ： (4): 竖直力： KN 水平力： 弯 矩 ： 桥墩下面有3根桩，将每根桩的荷载组合列入下表： 荷载组合计算表 表-3荷载组合水平力（KN)竖直力（KN）弯矩（KN.m）（1）89.533127.8951.65（2）144.143127.81464.45（3）89.533303.69922.72（4）144.143303.691435.52 综合考虑，去（4）为最不利组合进行计算。二：确定桩长 桩顶埋入土下2m,桩的设计桩径1.5m,冲抓钻成孔直径1.6m，桩周长，桩截面面积，取，设桩长为h,桩底埋置在第三层土中， ， 扣除浮力的桩的自重每延米 ，有：其中u桩的周长，按成孔直径计算三：桩基强度验算 1. 桩的内力计算 (1). 确定桩的计算宽度 (2). 计算桩的变形系数 ， 桩的换算深度，所以按弹性桩计算。 . 计算桩顶外力， ， 桩帽顶的外力（按一跨活载计算） 桩身最大弯矩位置及最大弯矩计算：由剪力承台底面以下深度Z处桩截面上弯矩计算 无量纲系数及由基础工程附表3. 7 查得，计算值列入下表：， 取得：由查基础工程附表13 图 三 得：，故。由及， 图 四查基础工程附表13得： 。 由以上计算可知，该基桩的最大弯矩发生在桩顶以下Z=1.89m处，该处最大弯矩为计算表 表四Z0040101464.451464.450.60240.240.190960.9980682.911461.611544.521.20.440.377390.98617163.851444.21609.051.810.640.529380.95861229.831403.841633.672.410.840.645610.91324280.31337.391617.693.01140.723050.85089313.921246.091560.014.221.440.764980.68694332.121005.991338.115.421.840.684880.59373297.35869.491166.846.632.240.53160.32025230.8469699.87.832.640.354580.17546153.94256.95410.899.04340.193050.0759583.81111.22195.03将承台以下Z深处桩截面上弯矩以下图表示： 图 五 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1 2 3 4 5 6 7 8 .承台底面以下Z深处桩截面的水平压应力 无量纲系数，由附表1. 5 查得，值计算列入下表 水平压应力表 表-五Z002.440661.6210000.60.22.117791.290889.0118.5227.531.20.41.802731.0006415.3428.7144.052.410.81.22370.5372720.8230.8351.653.611.20.745880.2190819.0418.8637.94.821.60.38810.0242213.22.7815.996.0220.14696-0.075726.25-10.86-4.617.232.40.00348-0.11030.18-18.99-18.819.043-0.08741-0.09471-5.58-20.38-25.96 将承台以下Z深处截面上水平压应力以下图表示 图 六 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 7 8 Z(m) 四 桩顶纵向水平位移验算（一） 桩在承台底面处的水平位移和转角，查基础工程附表1. 5 。取=2.44066，=1.62100. 符合规范要求查基础工程附表2. 6 取, 桥墩水平位移： 其中 7.843为桩顶到桥墩支座的最大竖直距离，水平位移容许值=，当L 1.020.461.0490.5982-0.19031.90815505451.011.020.471.07990.6061-0.14291.90845385450.9871.020.481.1110.6136-0.09541.90755255450.9631.02由上表可知,当=0.46时, =550mm与设计的=545很接近,故取=0.46进行计算.将A, B, C, D, 代入下式进行复核 桩身材料足够安全，满足要求！五 承台设计及强度验算 (一). 桩顶处的局部受压验算 不考虑桩身于承台混凝土间粘聚力 式中：承台内一根基桩承受的最大计算的轴向力（KN） 结构重要性系数，取1.0； 荷载组合系数，取0.8； 何在安全系数，取1.2 桩最大轴向力，取 材料安全系数，取1.54； 承台内基桩桩顶横截面积，取 混凝土抗压极限强度，取 局部承压时提高系数，查混凝土结构设计原理， 故，桩顶局部承压满足要求！(2) . 桩对承台冲剪验算 式中：桩顶到承台顶面的厚度； 承台受桩冲剪，破裂锥体的平均周长， 由于桩顶处承台截面与桩一样大，故取 混凝土抗剪极限强度 承台冲剪强度满足要求！ (三）承台抗弯及抗剪强度验算 承台中部弯矩最大，有 承台自重： 将承台自重视为均布荷载q 单桩承受的外力 根据钢筋混凝土矩形截面受弯构件极限状态进行承台配筋计算 ， ， . 验算是否需要采用双筋截面