桥墩桩基础设计或4桥墩桩基础设计

1、设计题目：3#桥墩桩基础设计” 或“4#桥墩桩基础设计 院 系： 土木工程系 专 业： 年 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 郑 清 西南交通大学峨眉校区2014年 6月 20 日一、基本资料11、设计的任务及建筑物的性质和用途12、 由学号确定的数据资料2二、 高承台桩基地基和基础的设计与计算31、桩基设计3（一）、承台尺寸的决定3（二）、作用在承台底面重心处的荷载计算3（三）、桩的设计62、桩的内力及位移计算7（一）、桩的内力和变位计算7（二）、验算单桩轴向受压容许承载力9（三）、计算桩身弯矩9（四）、群桩承载力的检算103、承台验算12（一）、承台受剪验算12（二）、冲剪验算12(三

2、)、承台抗弯验算12一、基本资料1、设计的任务及建筑物的性质和用途设计任务：根据已有建筑物的图样，所受上部结构的荷载、地质和水文地质情况，遵照“中华人民共和国铁路桥涵地基和基础设计规范TB10002.52005”（公路桥涵设计通用规范JTG D602004）设计某铁路（公路）干线上跨越某河流的桥梁之1#号桥墩的地基和基础。建筑物的性质和用途：该桥梁为等跨度32M，梁全长32.6m，梁端缝0.1m，梁高3.0m，梁宽铁路按单线布置，公路按双线布置m，梁及上部体系自重按870KN计，简支箱梁支座中心距梁端距离0.75m，同一桥墩相邻梁支座间距1.6m。轨底至梁底高度为3.7m，采用盆式橡胶支座，支

3、座高0.173m，梁底至支座铰中心0.09m。桥面系为无渣桥面（公路不管有砟无砟），并设双侧人行道人行道宽1m，荷载定为3KN/m2，桥墩为混凝土实体桥墩，该桥位于直线平坡段上，与河流正交，该地区无流冰及地震，该河道不通航。该桥除了为铁路（公路）客货运服务外，亦为附近居民来往的通道。设计依“中华人民共和国铁路桥涵地基和基础设计规范TB10002.52005”（“公路桥涵设计通用规范JTG D602004”）进行设计，活载按铁路标准活载，即“中活载”或（公路标准荷载）。2、 由学号确定的数据资料本设计采用公路规范，圆形桩，承台标高为133.4m。设计图如下所示：二、 高承台桩基地基和基础的设计与

4、计算1、桩基设计（一）、承台尺寸的决定1、承台底面的标高 133.4m2、承台高度决定 按经验承台采用C30混凝土，厚度定为2m。3、承台平面尺寸的决定 由以上资料可得：墩身高9.8m，墩身坡1:20计算墩身底面的平面尺寸：底面长为：底面宽为：初步选定承台尺寸为：验算：满足材料刚性角的要求。（二）、作用在承台底面重心处的荷载计算1、部分荷载与浅基础相同，相同的不在写出计算过程。（1） 桥跨结构自重 （2） 墩帽重 (3) 墩身重单位体积重23KN/m3，则：墩身顶部面积 墩身底部面积 墩身体积 墩身重量 (4) 承台重单位体积重 25 KN/m3作用在承台底面总的垂直静载为： 竖向活载 由上次

5、计算结果得，（5） 浮力常水位浮力：桥墩所受浮力：高水位浮力：承台体积：墩身体积：高水位墩身截面面积 墩身底面面积 高水位墩身排水体积 桩浮力 高水位桥墩所受浮力： 2、附加力：、 汽车荷载制动力12车道制动力按布置在荷载长度内的一行汽车车队总重的10%计算。不得小于一辆重车的30%一行车队总重的10% 因此取一重车的30%计算一辆重车30% 、纵向风力 顶帽风力：P1=1.817 KN 墩身风力：常水位时：A= 高水位时： 承台风力： 3、作力系表(考虑主力和纵向的附加力)承台底面重心处荷载组合计算表水位高水位计浮力常水位计浮力N或HMN或HM主力竖向恒载6752.88506752.8850

6、竖向活载802.3240.69802.3240.69浮力-2479.25000附加力制动力901108.8901108.8顶帽风力1.81721.911.81721.91墩身风力11.1113.2236.064248.84承台风力10.2410.2410.2410.24N或M5075.9351494.867555.1851630.48H113.157138.121（三）、桩的设计1、桩材选择：根据本工程的特点，选择钢筋混凝土钻孔灌注桩。2、桩径：初步选定桩径为1.0m，成孔桩径1.05m。3、桩长和桩数的估算： 根据构造措施，桩中心距大于等于,设置6根桩，行列式排列，布置图如下：将桩地设置在良

7、好的土层中，设桩长L>10d，计算单桩允许承载力P： 然后根据 计算桩长。已知： 0=414.8 KPa， 查表m0取0.6，=1.3，则： h=10m桩总长l=10+6=16m,取l=16m2、桩的内力及位移计算（一）、桩的内力和变位计算1、决定桩的计算宽度b0 群桩：b0=0.9(d+1)k其中k为构件相互影响系数桩间净距L0=41=3m 构件局部冲刷线以下的计算深度 n=2，故c=0.6由于L0=3m<0.6h0=6m，所以故 b0=0.9(d+1)k=1.68 m2、计算桩基变形系数查表取m=20000 KN/m4， ， 则：因为，所以应该按弹性长桩设计。3、计算桩基中桩头

8、处的刚度系数 1 2 2 4 、 计算1已知条件：=0.5，L0=6m，h=10m，EA=，计算2 2 4 ，查表得：XQ= 0.1031 XM= 0.2469 M= 0.8016故：4、计算桩基总刚度系数ij 5、 计算承台座板竖直位移b、水平位移a、转角（二）、验算单桩轴向受压容许承载力由于桩端置于透水土中，计算桩身自重和与桩入土部分同体积的土重时均应考虑水的浮力，所以算得桩身自重 与桩入土部分同体积的土重 验算 1437.67+200.57-133.71=1504.53kN<1.2P=1.2´1636.96=1964.35kN因为是主力+附加力作用，所以单桩轴向受压容许承载力提高了20%。满足要求。局部冲刷线处桩身横向位移x0和转角j0。因桩下端在土层内，且ah >2.5，故x0和j0其中 系数Ax、Bx、Aj和Bj可根据y=0及ah =4.0查表4-3，得Ax=2.441，Bx=1.621， Aj=-1.621， Bj=-1.751算得（三）、计算桩身弯矩由公式可以得（四）、群桩承载力的检算桩基承载力的检算：将桩视为右图所示群桩实体基础：基底应力应满足右式：计算