桥墩桩基础设计计算书

基础工程课程设计基础工程课程设计 一 设计题目 一 设计题目 某桥桥墩桩基础设计计算 二 设计资料 二 设计资料 某桥梁上部构造采用预应力箱梁 标准跨径 30m 梁长 29 9m 计算跨径 29 5m 桥面宽 13m 10 2 1 5 墩上纵向设两排支座 一排固定 一排滑动 下部 结构为桩柱式桥墩和钻孔灌注桩基础 1 水文地质条件 水文地质条件 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 1 地质情况 c 城轨 序号名称层厚土层描述 天然重度 比例系数 m 推荐容许承 载力 极限摩阻 力 i 1淤泥质土4 6m软塑16kN m36 MN m450 kPa20 kPa 2粘土3 8m灰黄色 硬塑17kN m315 MN m4240 kPa50 kPa 3碎石 50m黄色 密实20kN m355 MN m4550 kPa240 kPa 2 标准荷载 标准荷载 1 恒载 桥面自重 N1 1500kN 8 10kN 1580KN 箱梁自重 N2 5000kN 8 50Kn 5400KN 墩帽自重 N3 800kN 桥墩自重 N4 975kN 扣除浮重 10 2 3 2 5 150KN 2 活载 一跨活载反力 N5 2835 75kN 在顺桥向引起的弯矩 M1 3334 3 kN m 两跨活载反力 N6 5030 04kN 8 100kN 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 3 主要材料 主要材料 承台采用 C30 混凝土 重度 25kN m3 15kN m3 浮容重 桩基采用 C30 混 凝土 HRB335 级钢筋 4 墩身 承台及桩的尺寸 墩身 承台及桩的尺寸 墩身采用 C30 混凝土 尺寸 长 宽 高 3 2 6 5m3 承台平面尺寸 长 宽 7 4 5m2 厚度初定 2 5m 承台底标高 20 000m 拟采用 4 根钻孔灌注桩 设计直径 1 0m 成孔直径 1 1m 设计要求桩底沉渣厚度小于 300mm 5 其它参数 其它参数 结构重要性系数 so 1 1 荷载组合系数 1 0 恒载分项系数 G 1 2 活载分项 系数 Q 1 4 6 设计荷载设计荷载 1 桩 承台尺寸与材料 承台尺寸 7 0m 4 5m 2 5m 初步拟定采用四根桩 设计直径 1m 成孔直径 1 1m 桩身及承台 混凝土用 30 号 其受压弹性模量 3 MPa h E 4 10 2 荷载情况 上部为等跨 30m 的预应力箱梁桥 混凝土桥墩 作用在承台底面中心的荷载为 恒载及一孔活载时 1 2 15805400800975 1507 4 5 2 5 151 4 2835 7515713 55NKN 1 4 3002 7 423 78HKN 3334 3300 2 56 5 2 74 752 51 48475 425MKN 恒载及二孔活载时 1 2 15805400800975 1507 4 5 2 5 15N 1 4 5830 04 19905 556KN 桩 直径 1m 自重每延米为 q 已扣除浮力 2 1 1511 781 4 KN m 三 计算计算 1 根据 根据 公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范 反算桩长反算桩长 根据 公路桥涵地基与基础设计规范 中确定单桩容许承载力的经验公式 初步反算 桩的长度 设该桩埋入最大冲刷线以下深度为 h 一般冲刷线以下深度为 h 则 2 3 2 1 22200 hkAmlUPN iih 桩的设计桩径 1m 冲抓锥成孔直径为 1 1m 桩周长和面积为 U 1 1 3 456m 假定桩长 20m 取 0 70 t d 0 3 取 2 1 0 785 4 m 0 80 0 m 查表得 6 0 已知 550KPa 2 K 0 h0 19905 556 0 55058 8565 891 4 Nq lq hh 2 16 4 6 17 3 8h24 63 82029 8 1010 h2h2 土换算加权重度 00222 2 1 3 0 5 3 456 2 4 6203 8 50 24 63 8 240 0 70 8 0 785 550 29 81 6 10 1 441 0961147 9163829 416 22 hii NPUlm Akh h hhh hh 令得 h NP 2 435 2056218 55413947 128016 26 hhhm 舍去负值 现取 h 17mN r EN EN r 故桩身只需要按构造配 筋 取 u 0 006纵筋现采用实配 2 对截面进行强度校核 对截面进行强度校核 22 4562 0 58 0 5 654350 87 500 22 65545080 2 ss ss Ar ammrmmg rr Cmmmmmmmm 实际取其中混凝土保护 层厚度 纵向钢筋间距91 9满足要求 布置如下图所示 3 验算垂直于弯矩作用平面内承载力 验算垂直于弯矩作用平面内承载力 323 s0uu 1 1 2 13 8 101280 104562 1 14 13217 35580 718 Gcdhsdg j NAf AN KNNKN f 满足要求 7 承台设计 承台设计 1 桩与承台的连接处构造设计 桩与承台的连接处构造设计 承台平面尺寸 长 宽 7 4 5m2 厚度 2 5m 承台底标高 20 000m 采用桩顶主筋伸 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 间距10 200mm 构造钢筋前后两端各 18 根 抗裂钢筋前后两端各 8 根下设相同的10 12 钢筋网具体配筋图见附图 B 2 桩顶局部受压验算 桩顶局部受压验算 桩顶局部受压时按右式计算式中 承台内基桩承受计算轴向力 j jca m PA R j P 取 22j jca j3 ca 5580 718 1 10 785 20 1 1 54 4 1 0 785 20 1 10 1 5410245 785580 718 jm mj PNKNAmmRMP A RKNNKN 桥梁C 30混凝土系数 满足要求 可按构造配筋 3 承台受冲切验算 承台受冲切验算 承台有效高度 h0 250 20 4 276cm 桩边冲切 相关参数见桩平面布置图 B 计算 冲跨比 0 0 00 00 0 x0yhp 00y 5025 0 2210 111 226226 0 840 84 1 9952 70125002000 0 9 0 20 2 y x xy x a a hh h 计算冲切系数 取 0000 111x x 301 3902 2 1 995 10 25 2 701 2 50 5 0 9 13902 2459389 35615 31 0 560 56 C1C2150cm50 25 1 330 0 20 2210 2 txcyycoxhpt xy CHRBfMPbahaf h KNKN cm acm 混凝土钢筋取 则 满足要求 a计算冲切系数 1y hpj121y111x0 1 801 0 9 c0 5a c0 5a 1 330 1 50 5 0 25 1 801 1 50 5 0 5 0 9 13902 2414888 35615 31 xyhpt Nf h KNKN 取 满足要求 4 抗剪承载力验算抗剪承载力验算 1 4 xy0hs x100 y 2500200 1000 0 2210 111h2240mm0 873 2240 1 75 0 3 0 31 3460 873 1 346 1390 1390 4 5 2 24 1 16463 97423 78 0 3 0 31 hSt Vf b h KNHKN 剪切承载力截面高度影响系数 对于横桥向截面 取 对于纵桥向截面取 100 3460 873 1 346 1390 1390 72 2425610 62423 78 hSt Vf b h KNHKN 抗剪承载力满足要求 5 承台受弯承载力计算 承台受弯承载力计算 maxy bb00 6 0 0 2 5615 31 1 011230 62 2 5615 31 0 252807 66 30280 0 56 0 5522401232 1 1 11230 62 10 0 5 22400 5 123 iixiy sd sd sx sd MN xKN m MN xKN m CHRBMPxhxhmm M A hx M 采用混凝土钢筋 f 取 0 55 f 2 2 6 2 0 sy 0 s 27167 67 34321 2031 171 20cm 2 280 27343mm7cm 3334 3101 1 14857 84mm321 2216201 22cm 0 5 22400 5 1232 280 sx sd sd mm A M A hx A 选用间距 实配钢筋 保护层厚度 沿x轴布置 具体配筋图件附图B 2807 66 选用19间距 f 实配钢筋 2 y 15