桥台桩基础设计计算书

?根底工程?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：梁栋学号：20072202125班级：路桥09-1上交日期：2021年6月19日成绩：桥台桩根底设计计算书荷载计算〔一〕恒载恒载可以为桥台自重，桥台上土自重和上部恒载组成1、桥台局部桥台局部划分块如图1.1图1.2所示，分别计算自重，土重。22143591168710图1.1桥台分块图1.2桥台分块桥台自重计算表表序号计算式竖直力对基底中心轴偏心弯矩备注1×××25弯矩正负值规定如下：逆时针取“+〞号；顺时针方向取“－〞号2××××253×××254××××255(1.2－0.05)×××256×××257(0.85－0.05)×××2×258[(1.1－0.05)××]××2591×××2×2510(4－1)250011×××4×2517820012×××25×689100合计2〕承台及上部填土重力计算图1.3承台及上部填土分块图1.4承台及上部填土分块承台上外表到台帽之间填土的平均高度：根底上部填土重力计算表序号计算式竖直力P〔kN〕对基底中心轴偏心e(m)弯矩M(kN)1×××23387．092×××3××41×××4〕×51×××4〕×2995005×××006×××7××××8×××910×××3×00合计3〕上部恒载计算由图可知该桥由2根边梁，15根中梁和上部铺装组成，那么其自重为即为桥台的上部恒载。=〔〕∕2=23kN〔二〕、土压力计算：土压力按台背竖直，即ε=0,填土分成两层：上层：天然级配沙砾h1=φ=40°，ε=0，δ==20°，β=0，下层：原土h2=c=30，=16°，1、台后填土外表无活载时土压力计算＝arctan〔tan°将两层土的重度内摩擦角按土层厚度进行加权平均，得：＝＝＝台后填土自重引起的主动土压力:式中：——墙后填土重度的加权平均值〔〕；H――土压力作用的高度，9.726m；B――土压力作用的宽度，18.7m；――主动土压力作用系数。土压力作用系数如下：＝＝＝式中：――墙后填土内摩擦角的加权平均值；――墙背与竖直线之间的夹角；――墙背与填土间的摩擦角；――填土面与水平面之间的倾角；――主动土压力作用系数。台后填土自重引起的主动土压力:水平分力：＝作用点与根底底面的距离：水平方向土压力对基底形心轴的弯矩：竖向分力：＝＝kN与根底底面的距离：竖直方向土压力对基底形心轴的弯矩：台后填土外表有汽车荷载时土压力计算由汽车荷载换算成等代的均布土层厚度式中：――破坏棱体长度，；H――桥台高度，取10.226m；――破坏棱柱体滑动面与水平面之间的夹角。===破裂棱柱体长度：×＝m在破坏棱体范围内布满均布荷载：＝3×140×2×＝将车辆荷载转换为等效土层，厚度为：＝＝＝台背在填土连同破坏接体上车辆荷载作用下的引起的土压力：水平方向的分力=作用点与根底底面中心的距离：水平方向土压力对基地形心轴的弯矩：竖向分力：＝＝kN与根底底面的距离：竖直方向土压力对基底形心轴的弯矩：土体自重产生的侧向土压力：水平方向土体自重产生的土压力：竖直方向土体自重产生的土压力：3．台前溜坡填土自重对桥台前侧面的主动土压力在计算时，以根底前侧边缘垂线作为假想台背，土外表的倾斜度以溜坡坡度为1:1.5，算得β°，那么根底边缘至坡面的垂直距离为主动土压力系数：＝＝主动土压力为：水平方向的分力=作用点与根底底面中心的距离：水平方向土压力对基地形心轴的弯矩：竖向分力：＝＝kN与根底底面的距离：竖直方向土压力对基底形心轴的弯矩：〔三)、支座活载反力计算按以下情况计算支座反力：第一，桥上有汽车及人群荷载，台后无活载；第二，桥上有汽车及人群荷载，台后也有汽车荷载，而重车在台后填土上；第三，桥上无活载，台后有汽车荷载。下面分别予以计算。1、桥上有汽车荷载及人群荷载，台后无活载〔1〕汽车及人群荷载反力在桥跨上的汽车荷载布置如图1.5所示：图1.5〔尺寸单位m〕支座反力：人群荷载支座反力：支座反力作用点离基底形心轴的距离：对基底形心轴的弯矩：)×1.48=1537.7〔2〕汽车荷载制动力车道荷载的均布荷载标准值应满布于是结构产生最不利效应的同号影响线上，而集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线的峰值处。而集中荷载标准值只作用于在左侧的平板橡胶支座上，那么由一个设计车道上由汽车产生的制动力标准值按?公路桥涵设计通用标准?规定的车道荷载标准值在加载长度上计算得总重力的10%计算其单车道制动力：×19.46+215〕×kN<165KN对于端部桥台设滑板橡胶支座的简支梁桥台，应计的制动力为：×165=148.5KN2汽车及人群均有荷载满跨布置集中荷载中集中荷载P=215布置在最大影响线峰值出车辆荷载后轮反力为后台那么支座反力为KN人群引起的支座反力对基底形心轴的弯矩：)×1.48=1537.7×165=148.5KN〔四〕支座摩阻力计算滑动支座摩擦系数取f=0.05，那么支座摩阻力：=×kN支座摩阻力与承台底面的竖直距离：

支座摩阻力与承台底面形心轴的弯矩：kN.m〔方向按荷载组合需要来确定〕对于埋置式桥台不计汽车荷载冲击力，同时从以上对制动力和支座摩阻力的计算结果说明，支座阻力大于制动力。因此在以后的附加组合中，以支座摩阻力为控制设计。四．荷载组合根据实际可能发生的组合，应按五种情形进行荷载组合，对应三种情况，即：桥上有活载，台后无汽车荷载；桥上有活载，台后也有汽车荷载；桥上无活载，台后有汽车荷载。荷载组合根本公式：式中：——承载能力极限状态下作用根本组合的效应组合设计值；——结构重要性系数，该桥为中桥，取=1；————汽车荷载效应的分项系数，取=1.4；——在作用效应组合中除汽车荷载效应外的其它可变作用效应的分项系数，人群荷载分项系数取1.4，——在作用效应组合中除汽车荷载效应外的其它可变作用的组合系数。〔一〕台后有汽车，台前无汽车〔1〕主要组合竖直力×〔4917.49+11878.99+23×××1184.76+××=26kN水平力×-1×=3719.44kN弯矩×〔2346.15+2818.56+3495.45〕+0.7××165×-1×9663.7+×〔3198.85+484.46〕-1×××=7〔2〕附加组合主要组合+支座摩阻力：竖直力=26kN水平力=××118.09=3835.168kN弯矩=××1087.14=主要组合+汽车驱动力：竖直力=26kN水平力=××=3832.95kN弯矩=××=〔二〕桥上有活载，台后也有汽车荷载〔1〕主要组合竖直力××××1200.06+××=26kN水平力×××〔2870.53-2833.77〕=3656.02kN弯矩×〔2346.15+2818.56+2361.79〕+0.7××165×-1×9845.92+×〔3240.162+484.46〕-1×××=7227.84〔2〕附加组合主要组合+支座摩阻力：竖直力=26kN水平力=××118.09=3771.75kN弯矩=××1087.14=主要组合+汽车驱动力：竖直力=26kN水平力=××=3769.53kN弯矩=××=8272.84〔三〕桥上无活载，台后有汽车荷载竖直力×〔4917.49+11878.99+23××=24kN水平力×××〔2870.53-2833.77〕+××118.09=3771.75kN弯矩×〔2346.15+2818.56+2361.79〕-9845.92+×〔3240.162+484.46〕-1×=7227.84荷载组合竖直力〔kN〕水平力〔kN〕弯矩〔kN.m〕一26二26三26四26五2五种荷载组合的汇总表如表1.3所示，荷载组合的计算结果说明：对地基承载力验算，以荷载〔一〕〔二〕中的组合最为不利；稳定性验算时，水平力以荷载〔一〕中的组合最不利，弯矩以荷载〔三〕中的组合最不利。综上所述，最不利的荷载组合如下:=26kNkN二、桩根底设计桩径取1.2m，--为密实的砾类土，拟定桩长27m.〔一〕计算桩顶1．桩的计算宽度查教材表3—18得=0.9mn=2时，那么×××1.2=2.桩-土的变形系数查教材表3—16得查?根底工程?教材表4-1得，在0—0.5m的范围内，m=18MN/m4—3m的范围内，m=14MN/M4桩在最大冲刷线以下深度24m，那么其计算长度：×27=1m属于弹性桩，按弹性桩计算.3.计算桩顶刚度系数式中：=综上所述：=桩的换算深度：，取。查附表得。4．计算承台底面中心处的位移、、=5．计算各桩桩顶所受作用力、、竖向力:=EI×(水平力:=弯矩:=校核：三桩根底强度验算1、单桩承载力演算式中U——桩的直径，本桩采用冲击钻，钻头增大80mmA---桩底截面积，。[p]==kN＞=44kN故桩长满足要求确定桩长Pi++qh=〔1460+1504.5+180〕[450+521]求得：=桩长：0.5+16+4.5+m.，所以桩长24米满足要求。2、桩内力及位移计算=-81KNmQI=47KN=44KN3、计算最大冲刷线以下深度Z处桩截面上的弯矩MZ及水平压应力σzx内力汇总表=a(kn.m)00400818144444444图1.5内力汇总图kN4、桩顶纵向水平位移验算桩在最大冲刷线处的水平位移和水平位移转角：查附表1，得查附表5，得<6mm查附表2，得=-1.62100 +9查附表6，得=-桩顶纵向水平位移：水平位移容许值：mm＜，所以桩顶纵向水平位移符合要求5.桩身截面配筋的验算〔1〕配筋的计算最大弯矩截面在Z=2.4m处，此处设计的最大弯矩为恒载平安系数1.2，活载平安系数1.4，最大承载力：由截面强度计算公式得取以上两式的临界状态分析，整理得现拟定采用C20混凝土，HRB钢筋，，。计算偏心距增大系数因，故桩的计算长度长细比，可不考虑纵向弯曲对偏心距的影响，取。计算受压区高度系数设g=0.9，那么受压区高度系数ξξABCD443750855264由计算表可知，当ξ=0.64时，计算纵向力与设计值之比拟为合理，故取ξ=0.64，=0.00572为计算值。③计算所需纵向钢筋的截面积现选用832，，钢筋布置如图1.7所示：1212φ28图1.7钢筋布置示意图〔单位mm〕混凝土保护层厚度,纵向钢筋间净距为〔2〕对截面进行强度复核由前面的计算结果可知：，，实际配筋率：①、在垂直于弯矩作用平面内混凝土截面面积实际纵向钢筋截面面积那么垂直于弯矩作用平面内的承载力在弯矩作用平面内采用图表法列表计算受压区高度系数ξξABCD309309309由计算表可知，当ξ=0.64时，计算得到的偏心距与设计值之比拟为合理，故取ξ为计算值。在弯矩作用平面内的承载力综上所述，桩截面符合强度要求。四、承台设计及强度验算1、桩顶处的局部受压验算式中——承台内一根桩承受的最大计算轴向力kN，，其中结构重要性系数，荷载组合系数=0.8，结构平安系数1.2；——材料平安系数；——混凝土抗压强度，取11mpa；——局部承压时提高系数，——局部受压时计算面积，当C＞2r时，取2r；当局部受压面积边缘至构件边缘的最小距离C＞2r时，取最小值；——承台内基桩横截面的面积，。所以，在承载力验算公式中。左边==右边=左边右边，满足要求，所以承台不需要配筋。2、桩对承台的冲剪验算式中——承台受压冲剪，破裂椎体平均周长；——承台内桩顶周长，——承台顶面受桩冲剪后预计破裂面周长〔m〕,桩顶承台冲剪破裂线按向上扩张。台顶面受桩计算冲剪后预计锚固长取700mm，桩伸入承台150mm——混凝土抗剪极限强度；求得满足要求3.-+承台抗剪及抗剪强度验算验算如下两个危险截面如以下图：图1.8危险截面图对截面I-I，将该局部简化为图示的梁，图1.9I-I截面简化图对I-----I面求矩有根据?标准?，钢筋混凝土受弯构件的受拉钢筋配筋率不得小于45，且不小于2.45==1.7〈2设配筋率