桥台桩基础设计计算书

1、桥台桩基础设计计算书路桥083 杨洋一荷载组合计算（一） 恒载计算：1.4承台及以上部分自重桥台部分划分块如图1-1.1-2分别计算自重：1-11-24#桥台计算表序号计算式结果1（110×110-×5×5）×25×80×496.66KN2（30×30+×30×30）×25×8010.8KN300410×35×80×25×42.8KN5202×35×80×25×456.56KN654×10

2、5;80×25×44.32KN7100×80×25×h×4×100528.46KN8300×80××25×h×43170.76KN9540×150×220×25×41782KN1075×215×80×2×25246.82KN11330×120×150×6×25891KN合计6790.18KN1-32.4#承台及以上填土部分自重（）4#承台及以上部分填土计算表

3、序号计算式结果12691.5×661××1870×19.58333.7KN13330×260×3×18.7×150722KN合计9055.7KN1-43.2#墩台及以上部分自重1-52#墩台计算表序号计算式结果1150×250×80×25×3450KN2120×h×80×25×3951.84KN合计1401.84KN1-64.承台上板自重5.梁恒载反力6.土侧压力计算（按朗金主动土压力计算）4#桥台处：1-7对于左侧土：每延米土楔体AC

4、D的重力W1 = 445.65KN土楔体ABC的重力W2 = 6.915××6.915××18.7×19.5=310.81KN则土楔体ABD的重力W0= W1 -W2=445.65-310.81=134.84KN则桥台左侧土压力 E0=1822.5Eo距A点为h1=×h=×6.61=2.2m对于右侧土：假定桩基在密实砾类土以下朗金土压力系数：Ka1=-)=0.22Ka2=-)=0.22Ka3=-)=0.49Ka4=-)=0.57Ka5=-)=0.33Ka6=-)=0.22各点主动土压力：a点：Pa1=-2a×=-2

5、×0×=0b点上（在第一层土中）：b点下（在第二层土中）：c点上（在第二层土中）：c点下（在第三层土中）：d点上（在第三层土中）：d点下（在第四层土中）：e点上（在第四层土中）：e点下（在第五层土中）：f点上（在第五层土中）：f点下（在第六层土中）：g点：将计算结果绘成主动土压力图：如图1-81-8则主动土压力合力：EA=×7.59×1.5+(7.59+29.51)×5.11+ (65.73+70.31) ×0.5+ (81.79+70.31) ×0.5+ (81.79+260.54) ×16+ (150.84+1

6、83.96) ×4.5+（122.64+208.66）×17=6442.483KN距a点即桥台顶部的距离：L=××7.59×1.5×1.5×+7.59×5.11×（5.11×+1.5）+（29.51-7.59）×5.11××（5.11×+1.5）+65.73×0.5×（0.5×+6.61）+（70.31-65.73）×0.5××（0.5×+6.61）+81.79×16×

7、;(16×+7.11)+(260.54-81.79) ×16××(16×+7.11)+150.84×4.5×(4.5×+23.11)+(183.96-150.84) ×4.5××(4.5×+23.11)+122.64×17×(17×+27.61)+（208.66-122.64）×17××（17×+27.61）=26.1m（二） 活载计算1. 车辆荷载由已知可知，桥梁墩台在计算车辆荷载时可换算为：桥上为q=1

8、0.5KN/m的均布荷载，支座为P=215KN的集中荷载。车辆荷载分布图2-1求出AB端的支座反力FA+FB-q×19.94-215=0q×19.94××19.94+P×19.94-FB×19.94=0解得：FA=104.685KN FB=319.685KN作出该梁的弯矩图和剪力图：M图FQ图2-22. 人群荷载由图1-4可知，整块板的面积S=1750×6000=1050又因人群荷载分布：A=3.0KN/则整块板所受人群荷载：G=1050×3.0KN/=3150KN3. 汽车引起的土侧压力计算其计算原理是按照库伦土

9、压力理论，把填土破坏棱体（即滑动土楔）范围内的车辆荷载用一个均布荷载（或换算成等代均布土层）来替代，然后用库伦土压力计算，如图2-3：2-3若没有车辆荷载时，滑动面的倾角可得：cot=（-1） tan（桥台背是竖直的，即EA与桥台法线方向夹角=0）其中在桥台高01.5m的深度范围内cot=(-1）tan40=0.29则=73.87在1.56.61m的范围内cot=(-1）tan16=0.12=83.23滑动面取最不利位置：=73.87则破坏棱柱体的长度l=H×cot=6.61×cot73.87=1.9m.作用在破坏棱柱体范围内的车辆荷载对于桥台的计算宽度B参照公路桥涵设计通

10、用规范取桥台的横向全宽 。如图2-4所示：2-4则B=17.5m，G=10.5KN/m×17.5m=183.75KN汽车的当代图层换算厚度he=其中r为桥台高度范围内的换算重度r(h1+h2)=(r2h2+r1h1+r1h1)h2+r1h1代入数值解得：r=20.7KN/m，代入上式则得he=0.27m则主动土压力EA=rH(H+2he)Ka其中：主动土压力系数Ka=0.357则EA=×20.7×6.61×(6.61+2×0.27) ×0.357=174.6KN/m4. 汽车制动力按公路桥涵设计通用规范规定，单车道汽车制动力按加载长度

11、上总重力的10计算，且因公路-1级汽车制动力的标准值不得小于16.5KN则单车道的汽车制动力：g=(10.5×19.46+215) ×10=41.9KN<165KN取G=165KN对于单向三车道的汽车制动力由相关规定，为单车道的2.34倍G=2.34G=2.34×165KN=386.1KN5. 支座摩阻力支座摩阻力=上部构造恒载×0.5×f根据支座类型取f=0.05则支座摩阻力G=19399.67KN×0.5×0.05=484.99175KN（三） 荷载组合计算rS=r(S+S+)该桥为三孔跨径，总长60m，单孔跨径2

12、0m，为中桥，设计安全等级为二级，故。永久作用分项系数为，汽车荷载效应的分项系数，对于人群荷载及其他可变作用效应的分项系数为，永久作用与汽车荷载组合时，一种可变作用取组合系数，两种可变作用组合时，三种可变作用组合时，可变作用对结构承载力有利时取系数为1.4，有利时取1.0。承台底部受力情况如下表所示（弯矩逆时针为正）竖向力kN竖向力弯矩kn·m水平力kN水平力弯矩kN·m台重4195.32335.81200上部构造2361.793495.4400土重力11768.32328.900台后土侧压力1183.853196.922831.94-9628.59汽车荷载引起的土压力12

13、72.633436.13043.82-10732.4台前土压力154.44-422.38249486.214支座摩阻力00118.091087制动力00115.831066.22车道荷载支座反力795.6121177.5100人群荷载引起的支座反力165244.200 表3组合一：桥上有活载，台后无汽车荷载基本组合永久作用+可变作用（支座摩阻力）竖直力水平力弯矩永久作用+可变作用（制动力）竖直力水平力弯矩组合二：桥上有活载，台后也有汽车荷载基本组合 永久作用+可变作用（支座摩阻力）竖直力水平力弯矩基本组合 永久作用+可变作用（制动力） 竖直力水平力弯矩组合三：桥上无活载，台后有汽车荷载基本组合

14、 永久作用+可变作用（支座摩阻力）竖直力水平力弯矩荷载组合汇总表荷载组合竖向力kN水平力kN弯矩kN·m组合一永久作用+可变作用（支座摩阻力）262593848.888413.29永久作用+可变作用（制动力）262593845.458393.93组合二永久作用+可变作用（支座摩阻力）26251.834039.098082.16永久作用+可变作用（制动力）26251.834036.878064.71组合三永久作用+可变作用（支座摩阻力）25059.784085.285679.21 表4综上所述，最不利荷载组合为组合一：桥上有活载，台后无汽车荷载基本组合为永久作用+可变作用（支座摩阻力）

15、即 （六）确定桩长设计资料中21.0m38.0m为密实的砾类土，拟定桩长24m1、计算桩顶1) 桩的计算宽度计算 （注：基础工程公式4-6）形状换算系数，圆形截面取0.9受力换算系数，圆形截面取沿水平力H作用方向上的桩间净距桩在地下的计算深度-与一排中的桩数n有关的系数故桩的计算宽度2. 桩的变形系数查教材表316得弹性桩>，为地面以下范围内的系数。.范围内为杂填土. .范围内为黄色粉性土如下图所示： 图83. 计算桩顶刚度系数(注：基础工程4-37)式中：该承台为低桩承台钻孔灌注桩持力层为密实的砾类土，查表可知（注：基础工程4-3）0.5-16.5m为黄色粉性土其等代内摩擦角为：24m

16、范围内，土层的等效内摩擦角为：>故取桩的换算深度：（>） 取 低桩承台查基础工程附表得（注：基础工程4-39d）4计算承台底面中心处的位移、（注：基础工程4-44）（注：基础工程4-48）（注：基础工程4-49）5计算各桩桩顶所受作用力、竖向力 水平力 弯矩校核:符合规范要求。由于该桩位低桩承台，故桩顶受力（七）桩基强度验算1 验算单桩轴向承载力（注：基础工程4-76）第一层土为杂填土取第二层为黄色粉性土第三层为中密实砾类土第四层为密实砾类土桩径采用冲抓钻成孔，成孔直径，由于桩周土为透水性土，查基础工程表3-8得，沉淀土的厚度一般取，桩底持力层为密实的砾类土，故桩底处容许承载力桩底

17、以上土的换算重度<满足要求。2承台以下深度Z处桩截面上的弯矩 无量纲系数及由基础工程附表3.7查得 取=004010-954.6-954.60.5040.240.196960.99806238.8-952.75-713.951.00760.440.377390.98617457.34-941.398-484.0581.51130.640.539380.95861641.52-915.089-273.5692.01510.840.645610.91324782.38-871.779-89.3992.512140.723050.85089876.22-812.2563.973.00271.2

18、40.761830.77415923.22-739.003184.2174.5341.840.684880.49889829.96-476.24353.725.938240.614130.40658744.23-388.121356.1096.5492.640.354580.17546397.78-167.494230.2867.557340.193050.07595233.95-72.502161.4488.8163.540.050810.0135461.57-12.92548.64510.076440.000050.000090.061-0.0859-0.0249 表5 图90042.44

19、0661.6210000.5040.242.117791.2908856.179-31.32924.851.00760.441.802731.0006495.646-48.5747.0761.51130.641.502680.74981119.589-54.59364.9962.01510.841.22370.53727129.849-52.15777.6922.512140.970410.36119128.715-43.8384.8853.7781.540.466140.0628892.74-11.44681.2945.038240.14696-0.0757238.98618.37757.3

20、636.0452.440.00348-0.110381.10732.17433.2817.55734-0.08741-0.09471-34.7834.479-0.3018.8383.54-0.10495-0.05698-48.7224.2-24.5210.07644-0.10788-0.01487-57.2377.218-50.019 表6 图104桩顶纵向水平位移验算 桩在承台处水平位移和转角和(注：基础工程4-24)经查教材附表1、5得=(注：基础工程4-24)地面处的水平位移<，符合规范要求。桥台支座处水平位移容许水平位移>D，桥台支座处水平位移满足规范要求。5验算桩身材料截

21、面强度及配筋计算桩采用刚筋混凝土浇注主筋采用级钢筋，箍筋采用级钢筋验算材料最大弯矩（Z=0处）截面强度，此处弯矩轴向力（1）计算偏心距增大系数>桩的计算长度（1） 计算受压区高度系数配筋率为：（注：结构设计原理7-66）承载力以下采用试算法表计算，各系数查结构设计原理附表1-11x AB C D Nu(kN)N(kN) Nu/N0.721.87360.64371.2441.36970.000555701.94536.261.260.731.90520.63861.29871.33580.001285888.874536.261.30.741.93670.63311.35171.30280.002146097.534536.261.34 表7由计算表可见，当0.2%<<0.6%（3）计算所需纵向钢筋的截面积采用8F22（）实际配筋率混凝土保护层厚度取50mm>25mm纵向钢筋净距>，满足构造要求。箍筋根据构造要求采用10的钢筋，中距为200mm,在钢筋骨架上每2.0m设置一道加劲箍筋，加劲箍筋采用16的钢筋。（4） 截