桥梁双柱式桥墩下部结构设计

某桥梁下部结构设计TOC\o"1-5"\h\z一、设计资料 3\o"CurrentDocument"1、设计标准及上部构造 3\o"CurrentDocument"2、水文地质条件 3\o"CurrentDocument"3、材料 34、桥墩尺寸 4\o"CurrentDocument"5、设计依据 4\o"CurrentDocument"二、盖梁计算 4（一）荷载计算 41、上部结构永久荷载 42、盖梁自重及作用效应计算 5\o"CurrentDocument"3、可变荷载计算 64、双柱反力Gi计算所引起的各梁反力 13\o"CurrentDocument"（二）内力计算 14\o"CurrentDocument"1、恒载加活载作用下各截面的内力 142、盖梁内力汇总 16\o"CurrentDocument"（三）截面配筋设计与承载力核算 17\o"CurrentDocument".正截面抗弯承载力验算 17\o"CurrentDocument".斜截面抗剪承载能力验算 18\o"CurrentDocument".全梁承载力校核 19\o"CurrentDocument"三桥墩墩柱计算 19（一）荷载计算 19.恒载计算: 19\o"CurrentDocument".汽车荷载计算 20、双柱反力横向分布系数计算 21\o"CurrentDocument".荷载组合 22（二）截面配筋计算及应力验算 23.作用于墩柱顶的外力 23\o"CurrentDocument"2、作用于墩柱底的外力 23\o"CurrentDocument"3、截面配筋计算 23\o"CurrentDocument"四、钻孔灌注桩的设计计算 25（一）荷载计算 251、一孔恒载反力（图12） 25\o"CurrentDocument"2、盖梁恒重反力 25\o"CurrentDocument"3、系梁恒重反力 26\o"CurrentDocument"4、一根墩柱恒重 26\o"CurrentDocument"5、灌注桩每延米自重 261/35TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument".可变荷载反力 267、作用于桩顶的外力，图13 27\o"CurrentDocument"（二）桩长计算 27（三）桩的内力计算（m法） 281,桩的计算宽度b： 28\o"CurrentDocument".桩的变形系数a： 293地面以下深度Z处桩截面的弯矩Mz与水平压应力的计算： 29\o"CurrentDocument"（四）桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算 30（五）墩顶纵向水平位移验算 32.桩在地面处的水平位移和转角（x°,°）计算 32.墩顶纵向水平位移验算 342/35某桥梁下部结构设计一、设计资料1、设计标准及上部构造(1)设计荷载：公路-II级；人群荷载：3.0kN/m2(2)桥面净空：净7+2义0.75(人行道)(3)跨径：标准跨径：16m；主梁全长：15.96m；计算跨径：15.5m(4)上部结构：图(5)桥面铺装:桥梁桥面铺装由上至下为:沥青混凝土厚2cm,25号混凝土垫层(6〜12cm),桥面横坡为：1.5%。(6)人行道和栏杆荷载：人行道宽为0.75m时取5kN/m,人行道宽为1.5m时取8.5kN/m。(7)横隔梁设置：跨径13m桥梁以下，横隔梁设置3道，跨径13m桥梁以上，横梁设置5道，横梁宽度为15cm,高为100cm。平均布设。2、水文地质条件冲刷深度：2.5m地质条件：密实细砂夹砾石：地基承载力400kPa按无横桥向水平推力(漂流物、冲击力、水流压力等)及纵桥向风荷载3、材料钢筋：盖梁主筋用HRB335钢筋，其它均用R235钢筋；混凝土：混凝土、墩柱用C30,系梁及钻孔灌注桩用C25；3/354、桥墩尺寸：如下图（尺寸单位：cm）5、设计依据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD60-2004）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）《基础工程》王晓谋主编人民交通出版社《结构设计原理》（第二版）叶见曙主编人民交通出版社《桥梁工程》（第二版）邵旭东主编人民交通出版社一盖梁计算 、vIJI（一）荷载计算1、上部结构永久荷载 见表1.表1每片边梁自重（kN/m）每片中梁自重（kN/m）一孔上部结构自重”2每一个支座怛载反力（kN）1、5号2、4号3号1、5号2、4号3号16.24517.02517.0251295.26349.483125.89131.944/35

2、盖梁自重及作用效应计算见表2。（1/2盖梁长度）图1（尺寸单位：cm）盖梁自重产生的弯矩、剪力效应计算 表2截面编号自重（kN）弯矩(kN/m)剪力（kN）V左V右1-1q1=0.5X0.5X1.2X25+0.5X0.5X1.2X25=9.75M=-7.5X”-2.25i 2X°L5=-2.253-9.75-9.752-21,„ 、q=-(0.8+1.1)X220.5X1,2X25=14.25Mj-0.5X1X1.2X25X0.5-1X0.6X21.2X25X1=-10.503-24.00-24.003-3q3=0.6X1.1X1.2X25=19.80M3=-0.5X1.0X1.21X25X1.1-2X0.6X1.0X1.2X25X(1 0.(-+0.6)-19.8X—-43.8069.305/35

=-30.844-4q4=0.5X1.1X1.2X25=16.50MJ131..1X0.5-(19.8+16.5)X12-15X1.6-9X(3+=-0.3152.8052.805-5q5=1.6X1.1X1.2X25=52.80MJ131..1X21-(19.8+16.5+52.8)2.7X--15X3.2-9X1(3+27)=41.9600则.q+q+q+q+q=113.10kN3、可变荷载计算（1）可变荷载横向分布系数计算：荷载对称布置时用杠杆法，非对称布置用偏心受压法。。公路-II级a、单车列，对称布置（图3）时：刀刃=0TOC\o"1-5"\h\z--“="=_x0.5625=0.2814 2丑=1xQ4375+0.4379）=0.43752区双车列，对称布置（图4）时：n="=1x0.5632=0.26561 5 2="=1x(0.4375+0.4379)=0.43752 4 26/3531xQ5938+0.5938)=0.59382c、单车列，非对称布置（图5）时：由n=-土ea/Ga2）已知n—5，e=2.1，iniza2—2x(1.62+3.22)—25.6i12.1x3.2―0.463――0.463―0.331TOC\o"1-5"\h\z5 25.612.1x1.6―—+ 5 25.6n3-5-0.21n—_-0.131—0.0694 51n—_-0.263―-0.063557/350,46880.40620,53120,59380,59383期0,40620,5312图40,46880.40620,53120,59380,59383期0,40620,5312图4小双车列，非对称布置（图5）时:已知：n=5,e=0.55,Za.2=25.6x(50.55x3.225.6)=0.5382x0.55x1.6x(50.55x3.225.6)=0.5382x0.55x1.625.6)=0.4682x150.4丑=2x(1—0.034)=0.3324 55—0.069)5—0.069)=0.2628/35②、口、 q人=0.75x3.0kN/m=3.25a两侧有人群，堆成布置时：（图6）n刃=1.422n刃=-0.422n=01■?图1■?图6b，单侧有人群，对称布置时，图6.已知：n=5，e=3.875，Zai2=25.613.875x3.2则:=0.684=一+ 则:=0.684i5 25.69/35=0.44213.875x=0.442=_+ TOC\o"1-5"\h\z5 25.6n=1-0.242=-0.04251n=--0.484=-0.2845①公路-II级图7双孔布载单列车时:B=15.5x2x7.875+168=290.063KN2双孔布载双列车时:2B=2x290.063=580.126KN单孔布置单列车时：B=15.5x7.875+168=229.031KN2单孔布载双列车时：2B=2x229.031=458.062KN10/35②人群荷载，图8单孔满载时：B=2.25x1x1.00x15.5=17.44KN1 2双孔满载时：B1二B2=17.44KNB1+B2=34.88KN（3）可变荷载横向分布后各梁支点反力（计算的一般公式为R=B、）各梁支点反力计算表3荷载横向分布情况 公路-I级荷载（kN）人群荷载（kN）计算 横向分 单孔 双孔单孔 双孔方荷载布系数B R BR BR B R1 2法布置n1 21=0 0 0n=0.281单列n2=0.4375229. 64.36 29081.513行车n4=0-281 031 100.20.06126.90n=05 64.36 3 81.500 011/35

对称布置双列行车H=0.2656H=0.4375H=0.5938H=0.4375H5=0.2656458.062121.66200.40272.00200.40121.661179.5312.68514.86700.62514.86312.68人群荷载n=1.422n=-0.422J=03n=-0.422n4=1,42217.4424.80-7.360-7.3624.8034.8849.60-14.70-14.749.60非对称布置单列行车n=0.4631n=0.3312n=02003n=0.0694n=-0.0635229.031106.0475.8145.8115.80-14.43290.06143.3096.0158.0120.01-18.27双列行车n=0.538n=0.4682n=0.4003n=0.332n5=0.262458.062246.44214.37183.22152.08120.01580.126312.11271.50232.05192.60151.99人群荷载n=0.684n1=0,422n=0.200n3=-0.0424n=0.28417.4411.937.713.49-0.73-4.9534.8860.5337.3417.70-3.7325.13(4)各板永久荷载、可变荷载反力组合：计算见表4,表中均取用各板的最大值，冲击系数计算：14+8一„-=11cm=0.11mh=■■12/35

Oil I3(16-018)x0.11x-^-+0.18x1.3x—%= (1.6-0.18)X0.1fTolijX-□ =0p4118m=^(1.6-018)x0.113+(1.6-0A8)x0.11xfo.4118-^^1+其中；।混凝土的E=3.0:E压一叮,"乂源X①(侬3_7"则f=・・・.• •''1.5HZ，：二」匚: 。.”：即冲击系数1+N=1+0-332=L332表4各梁永久何载，可变荷载基本组合计算表编号荷载情况1号梁R2号梁R3号梁R4号梁R5号梁R①恒载251.80263.89263.89263.89251.80②双列对称205.85339.09460.23339.09205.85③双列非对称415.73361.64309.09256.55202.45④人群对称49.60-14.720-14.7249.60⑤人群非对称23.8615.426.98-1.46-9.9⑥1.2①+1.4②+0.8④630.03779.62960.99779.62630.03⑦1.2①+1.4②+0.8⑤609.44803.73966.57790.23582.43⑧1.2①+1.4③+0.8④923.86811.19749.39664.06625.27⑨1.2①+1.4③+0.8⑤903.27835.30754.98674.67577.674、双柱反力Gi计算（图9）所引起的各梁反力 表5：双柱反力（计算 表5何载组合情况计算式反力I13/35

（kN）组合⑥ 1——(630.03*5.3+779.62*3.7+960.99公路-II级双列对称 4.2 1890.14*2.1+779.62*0.5—670.03*1.1)人群对称=1890.14组合⑦ 1——(609.44*5.3+803.73*3.7+966.57公路-II级双列对称 4.2 1901.92*2.1+790.23*0.5—582.43*1.1)人群非对称 1QmQ9=1901.92组合⑧ 1——(923.86*5.3+811.19*3.7+749.39公路-11级双列非对称 里2 2170.44*2.1+664.06*0.5—625.27*1.1)人群对称二2170.44组合⑨ 1——(903.27*5.3+835.30*3.7+754.98公路-11级双列非对称 里2 2182.21*2.1+674.67*0.5—577.67*1.1)人群非对称 91a991=2182.21Rl R2 R3 R4 R516fl怕n16A16rl11111 口34535年——图9,即偏载左边的立柱反力最大（G1>G2）,并由荷载组合⑨时控制设计。此时G=2182.21kN，G=1603.34kN（二）内力计算1、恒载加活载作用下各截面的内力（1）弯矩计算（图9）截面位置见图9,为求得最大弯矩值，支点负弯矩取用非对称布置时的数值，跨中弯矩14/35取用对称布置时数值。各截面弯矩计算式为：M=01-1M =-Rx0.50M33二-R1x1.10M44=一R]x1.60+G]x0.5M55=一R]x3.2-R2x1.6+G]x2.1各种荷载组合下的各截面弯矩计算见表6各截面弯矩计算表6墩柱反 梁支座反力 各截面弯矩荷载组力(kN) (kN)合情况 G1 R1 R2 截面截面3-3截面4-42-2截面5-5组合⑥ 1890.14630.03 779.62 -315.02-693.03 -62.98双列对称705.81组合⑦ 1901.92609.44 803.73 -301.72-670.38 -24.14双列对称757.86组合⑧ 2170.44923.86 811.20 -461.93-1016.25 -392.96双列非对称303.65组合⑨ 2182.21903.27 835.30 -451.64-993.60 -354.13双列非对称(2)相应于最大弯矩时的剪力计算一般计算公式为：截面1-1：V左=0,V右=-Rj截面2-2：V左二V右二-R]；截面3-3：V左=-RjV右=GjRj355.7015/35

截面4-4：'，1i=G-RV=G-R-R；截面5-5：=G1-R1-R2, V右=G1-R1-R2-R3。计算值见表7：各截面剪力计算 表7荷载组合情况墩柱反力（kN）梁支座反力（kN）各截面剪力也心①-①②-②②-③③-④④-⑤R1R2R3V左V右V左V右V左V右V左V右V左V右组合⑥1890630.779.960-63-63-630.-63012601260480.480.4-480.1403620.0.00.003.03.11.11499.59933组合⑦1901609.803.960-60-60-609.-60912921292488.488.7-477.9244736.9.49.444.44.48.48755.825744组合⑧2170923.811.740-92-92-923.-92312461246435.435.3-314.4486269.3.83.886.86.58.58388.013966组合⑨2182903.835.750-90-90-903.-90312781278443.443.6-311.2127304.3.23.227.27.94.94644.3498772、盖梁内力汇总（表8）表中各截面内力取表6和表7中的最大值，按表8可绘制内力计算的包络图盖梁内力汇总表表8内力截面号①① ②②②-③③-④④-⑤弯矩M自重 -2.25 -10.50-30.84-0.3141.9616/35

（kN/M）M荷载0-461.93-1016.25-392.96757.86M计算-2.25-472.43-1047.09-393.27799.82剪力（kN）V自重左-9.75-24.00-43.8052.800右-9.75-24.0069.3052.800V荷载左0-923.86-923.861246.58435.38右-923.86-923.861246.58435.38-314.01V计算左-9.75-947.86-967.661299.38435.38右-933.61-947.861315.88488.18-314.01（三）截面配筋设计与承载力核算采用C30混凝土，主筋选用HRB335,色22,采用C30混凝土，主筋选用HRB335,f=13.8MPa，f=280MPa，cdsdftd=1.39MPa1.正截面抗弯承载力验算0dcdxfsdA=于cdbA=』sfsd以下取③-③截面作配筋设计，其它截面雷同。以下取③-③截面作配筋设计，其它截面雷同。已知：bh已知：bh120x110cm，Md=-1047.09KN•=1.0=1.0h=110—5=105cm0(x(x1050I1.0义1047.06义106<13.8义1200化简后为:8.28x2—17388x+1047060=0解方程得x=62.05mm<&bh=0.56x1050=588mm17/35

fbx二"f^sd13.8xfbx二"f^sd2803669.81mm2用12e22钢筋，其根数n=%=3669,81=9.65根，实际选用3669.81mm2A380.1s112x380.1x100%=0.346%该截面实际承载力Mu为:280x100%=0.346%该截面实际承载力Mu为:280x4561.2x(1050I62.05'二1301.37kN•m>Mu=1047.09就正截面承载能力与配筋率而言，配筋设计满足《公预规》要求。其它截面的配筋设计如表9所示。各截面配筋量计算表 (表9)截面号M(kN.m)所需钢筋面积As(mm^)所需钢筋(根数)实际选用含筋率(%)根数A， 2A(mm①-①-2.25-622810.266②-②-472.431628.174.28830410.241③-③-1047.093669.819.651038010.302④-④-393.271352.313.56830410.241⑤-⑤779.822711.657.131038010.3022,斜截面抗剪承载能力验算按《公预规》5.2.10条要求，当截面符合：y0Vd<0.50x10-3a2f'『'(kN)可不进行斜18/35截面抗剪承载力计算，仅需按《公预规》9.3.13条构造要求配置箍筋。式中：a2——预应力提高系数，本例取a2=1.0；乙一一混凝土抗拉设计强度，本例取fsd=1.39MPao对于①-①截面：0.5X10-3a2ftdbh0=0.5x10一3x1.0x1.39x1200x750=625.50kN对于②-②截面一⑤-⑤截面：0.5x10-3a2fteb'=0.5x10-3x1.0x1.39x1200x1050=875.70N按《公预规》规定：0.51x10-3jfJh=0.51x10-3v130x1200x1050=3520kN>YJd=1315.88kN故按构造配置箍筋和斜筋。▲二A门门6rn/p_▲二A门门6rn/p_8eg8铿3.全梁承载力校核已知h=1050mm,。=280MPa，一根主筋色22所能承受的弯矩值为：M=。xAxz0 s lss，其中z=0.92h0=966mm，代入后得Ml=280x380.1x996=102.8(kN.m)据此绘制弯矩包络图和全梁承载力校核图，如下图所示。四桥墩墩柱计算墩柱一般尺寸见图2,墩柱直径为100cm，用30号混凝土，R235级钢筋。(一)荷载计算.恒载计算：(1)上部构造恒载，一孔总重:1295.26kN(2)盖梁自重(半根梁重):113.10kN19/35(3)横系梁重：M弁"7二，门二—56kN(4)一根墩柱自重：3.1416，".：.、；；,「、L68.72kN作用墩柱底面的恒载垂直力为：N=1x1295.26+68.72=716.35kN恒22.汽车荷载计算荷载布置及行驶情况见前述图，由盖梁计算得知：(1)公路-II级。单孔荷载单列车时：B]=0,B2=229.03kN,B]+B2=229.03kN相应的制动力：T=229.03x2x0.1=45.8kN按照《公预规》4.3.6条规定公路-II级汽车制动力不小于90kN,故取制动力90kN。双孔荷载单列车时：B]=61.03kN,B2=229.03kN,B]+B2=290.06kN相应的制动力：T=290.06x2x0.1=58.01kN<90kN，故制动力取90kN⑵人群荷载①单孔行人(单侧)B]=0,B2=17.44kN,B]+B2=17.44kNKN②双孔行人(单侧)B]=17.44kN,B2=17.44kN,B】+B2=34.88kN汽车荷载中双孔荷载产生支点处最大反力值，即产生最大墩柱垂直力；汽车荷载中单孔荷载产生最大偏心弯矩，即产生最大墩柱低弯矩。20/353、双柱反力横向分布系数计算(汽车荷载位置见图10):(1)单列车时:210+2101八 =1.0420双列车时:55+210=0.631420n2=1—0.631=0.36921/35(2)人群荷载单侧:387.5+2104201.423%=1—1.423=—0.423双侧： n172:0.54.荷载组合(1)最大最小垂直反力计算，见下表10可变荷载组合垂直反力计算 表10编号荷载状况最大垂直反力(KN)最小垂直反力(KN)“1的(1+u)1“2的(1+u)21公路-II级单列车1.0386.36002双列车0.631487.590.369285.133人群荷载单侧1.42339.17-0.423-14.754双侧0.534.880.534.88表中汽车荷载已经乘以冲击系数(1+口=1332)(2)最大弯矩时计算(单孔)见表11可变荷载组合最大弯矩计算(单孔) 表11编号荷载情况墩柱顶反力计算式Bn(1+u)1垂直力(KN)水平力H(KN)对柱顶中心弯矩(KN-m)B1B2B]+B20.25(B1-B2)1.1H1上部与盖梁-436.92002单孔双列车458.06x0.631X1.332385.000385.004596.2549.53人群单孔双侧69.76X色534.88-34.88-8.72-表内水平力由两墩柱平均分配。22/35（二）截面配筋计算及应力验算1.作用于墩柱顶的外力（图11）（1）垂直力：最大垂直力：N=436.92+487.59+39.17=963.68kN最小垂直力：（需要考虑与最大弯矩值相适应）Ni=436.92+385.00+34.88=856.80kN（2）弯矩：M=96.25+49.5+8.72=154.47kN•m（3）水平力：图112、作用于墩柱底的外力N = 963.68+68.72= 1032.4KNN i = 856.80+68.72= 925.52KNM = 154.47+45*3.5 =311.97kN3、截面配筋计算已知墩柱选用C30混凝土，采用12业16R235钢筋，久二24.13cm2,则纵向钢筋配筋率23/35A2413p=i=——A2413p=i=——f-=0.31%，兀r2 兀xt。/偏心增大系数：取"=9=1.0；(1)双孔荷载，按最大垂直力时墩柱顶按轴心受压构件验算，根据《公预规》5.3.1条：由于l/Qr)=2义3.5/Q义0.5)=7<7，故不计0yNyN<0.9焉A+f'A)cd sds0.9^1A+f'A')=0.9x1x(3.8x0.785x106+280x2413^cd sds=10357.78kN>yN=963.68kN0d满足规范要求。(2)单孔荷载，最大弯矩时，墩柱顶按小偏心受压构件验算:Nd=856.80kNMd=154.47kN•me=L=154.47=0.18m=180mm0N856.80dl/Qr)=2x3.5/Qx0.5)=7<70n=1.0,^e=1.0x180=180mm根据《公预规》5.3.9条偏心受压构件承载力计算应符合下列规定:yN<Ar2f+Cpr2f'TOC\o"1-5"\h\z0d cd sdyNe<Br3f+Dpgr3f,0d0 cd sdBf+Dpgfe=_cd d-r0Af+Cpfcd sd设且=0.88,代入f=13.8MPa、f/=280MPa后，经整理得cd sd二13.8B+0.764D

e0—13.8A+0.868C,按《公预规》提供的附录C表C.0.2"圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数”表。经试算查的各系数A、B、C、D为24/35

设Z=0.8,A=2.1234,B=0.5898,C=1.6381,D=1.1212代入后-146.4mm-196.5mm-179.3mme_13.8代入后-146.4mm-196.5mm-179.3mme0—13.8x2.1234+0.868x1.6381乂'当Z=0.7,A=1.8102,B=0.6559,C=1.0692,D=1.4769代入后e_13.8x0.6559+0.764x1.4769x05%-13.8x1.8102+0.868x1.0692乂'代入后当Z=0.73,A=1.9052,B=0.6386,C=1.2987,D=1.3358代入后TOC\o"1-5"\h\ze_13.8x0.6386+0.764x1.3358 05代入后e0-13.8x1.9052+0.868x1.2987乂'则取Z=0.73,即Ar2f+Cprzf,-1.9052x5002x13.8+1.2987x0.0031x280x5002cd sd-6855kN>y0Nd=856.80kNBr3f+Dpg「f,=(0.6386x13.8+1.3358x0.0031x0.88x280)x5003cd sd-1229(kN.m)>y0Nde0-856.80x0.18-154.22(kN.m)墩柱承载力满足规范要求。五钻孔灌注桩的设计计算钻孔灌注桩的直径为1.20m,用C25混凝土，@16R235钢筋。由地质资料分析设计宜采用钻孔灌注桩基础。灌注桩按m法计算，设m值为10X104kN/mM密实细沙夹砾石)桩身混凝土受压弹性模量E=2.60X104MPa(一)荷载计算每一根桩承受的荷载为：1、一孔恒载反力(图12)N-1x1295.26-647.63kN1 22、盖梁恒重反力N2-1313.10kN25/353、系梁恒重反力N=1x56=28kN3 24、一根墩柱恒重N4=68.72kN作用于桩顶的恒载反力N恒为：N恒=N1+N2+N3+N4=857.45kN5、灌注桩每延米自重q=1x1.22x（25-10）=16.95kN/m （已扣除浮力）46.可变荷载反力（1）两跨可变荷载反力N5=487.59kN（公路-II级）N，5=39.17kN（人群荷载）（2）单跨可变荷载反力N6=385.00kN（公路-II级）N，6-34.88kN（人群荷载）（3）制动力T=45kN,作用点在支座中心，距桩顶距离为（1x0.042+1.1+3.5）=4.621m2（4）纵向风力：无横桥向水平推力及纵桥向风荷载，可不予考虑风力。26/35

7、作用于桩顶的外力，图13图12图13Nmax857.457、作用于桩顶的外力，图13图12图13Nmax857.45+487.59+39.171384.21kN（双孔）Nmin857.45+385.00+34.881277.33kN（单孔）H=45kN单跨可变荷载时:，，x0.25=240.92N•m6M=N6x，，x0.25=240.92N•m68.作用与地面处桩顶上的外力N=1384.21+16.95=1401.16kNN.=1277.33+16.95=1294.28NH0=45kNM0=240.92+45*1.0=285.92N•m（二）桩长计算由于地基土层单一，用《公路桥规》确定单桩轴向受压承载力容许值经验公式反算桩长，该桩埋入局部冲刷线以下深度为h一般冲刷线以下深度为h^则27/35N=h]=1Ukt1+Am九｛[。]+kyQ—3)ha2 iipoao22 3i=1式中：u一桩周长，考虑用冲抓锥钻孔灌注，成孔直径不变，则U=1.2X兀=3.77mTi一桩壁摩阻力，按表值取为70k''%一土层厚度(m)m0-考虑孔底沉淀厚度影响系数，取为0.8；A一桩底截面积，A=兀R2=1.13m2；九一考虑桩入土深度影响的修正系数，取为0.7；[。0]一桩底土层容许承载力，取[。°]=400kp；y—土层的重度，取y=11.8kN/m3(已扣除浮力)；22带入得：[N]=1]3.77X(2.5+h)x70]+0.7x0.8x1.13x[400+4x11.8x(2.5+h-3)]桩底2L 」 L 」=603.9+166.31h最大垂直力为：N=1384.21+2.5X16.95+0.5X16.95h=1426.59+8.48h即1426.59+8.48h=603.9+166.31h1426.59-603.9故h=1二口”1 =5.21(m)取h=6m,即地面以下桩长为8.5m,由上式反求：[N]=166.31x8.5+603.9=2017.45kN>NMAx=1426.59+8.48x6=1477.47kN可知，桩的轴向承载力满足要求。(三)桩的内力计算(m法)1,桩的计算宽度b：b1=kfG+1)=0.9(1.2+1.0)=1.98m28/352.桩的变形系数-:mb

\~EI式中:Eh=2,6x107KN/m2，I=0.0491xd4=0.102m4式中:受弯构件:EI=0.8EhI1000x1.98 _nqQq故:—0.393故:0.8x2.6x107x0.102ah=0.393x(6+2.5)=3.34>2.5可按弹性桩计算。3地面以下深度Z处桩截面的弯矩Mz与水平压应力’「的计算:已知作用于地面处桩顶上的外力为%=1401.16kNP与=45kN, M0285.92(/cNfm)①局部冲刷线下深度z处桩截面的弯矩Mzm=La+mbZam0m查表得，Mz计算列表如表12，桩身弯矩分布图14Mz计算列表 表12ZZ=aZH、=ahAmBmHA/aOmMBOmMZ003.340.000001.000000.00285.92285.920.250.103.340.099590.9997311.40285.84297.250.510.203.340.196700.9979722.52285.34307.861.020.403.340.375650.9852143.01281.69324.701.530.603.340.523480.9561359.94273.38333.322.040.803.340.632640.9089272.44259.88332.322.541.003.340.697240.8410879.83240.48320.323.311.303.340.726780.7124283.22203.70286.913.821.503.340.687460.6134778.71175.40254.125.092.003.340.582470.3452966.6998.73165.426.362.503.340.317850.1746836.3949.9486.347.633.003.340.095110.0267110.897.6418.538.913.503.340.000010.000020.000.010.0129/3510.184.003.340.000.00图14②桩身水平应力0zxTOC\o"1-5"\h\zaH-A a2M-o=—ozA+ ozBzxbxbxi iaH ,o=0.393x45/1.98=8.93bia2M ,=0.3932x285.92/1.98=22.30bi查表计算各值，计算见表13,桩身水平应力分布见图14。水平压应力计算0zx表13zZ=aZ H、=ah a b aH a2Mx x —zA —._0zBbxb1 1ozx0.000.00 3.34 2.61148 1.68126 0.00 0.000.000.510.20 3.34 2.75745 1.35274 4.92 6.0310.961.020.40 3.34 1.93748 1.06723 6.92 9.5216.441.780.70 3.34 1.462490.67948 9.14 10.6119.752.290.90 3.34 1.197080.48036 9.62 9.6419.262.801.10 3.34 0.92061 0.31141 9.04 7.6416.683.821.50 3.34 0.51217 0.07892 6.86 2.649.505.092.00 3.34 0.13789-0.082142.46 -3.66-1.207.633.00 3.34 0.28519-0.209377.64 -14.01-6.3710.184.00 3.34 0.00000 0.00000 0.00 0.00图140.00（四）桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算由上可知，最大弯矩发生在局部冲刷线以下，Z=1.53m处，该处M=878.5kN.M验算最大弯矩值z=1.97m处的截面强度，该处内力值为：M=333.32KN•mN=1401.16KN桩内竖向钢筋按0.2%配置，则30/35

兀—X1.22X0.2%=22.624Qmz)P=0.21%图3-30计算偏心距增大系数长细比:l+h3.5+6 1nr 22.78>17.50.417偏心增大系数:11400e/其中:——maxNmax出冬=0.238Qmz)P=0.21%图3-30计算偏心距增大系数长细比:l+h3.5+6 1nr 22.78>17.50.417偏心增大系数:11400e/其中:——maxNmax出冬=0.238m1401.16=0.6+0.88=1.48(m),h=2r=1.2me=0.2+2.7审0=0.2+2.7少二0.631.48故取C=1.15-0.01°.。1.二L07>1C2=1，・・・n1400x0.238/1.4811.2)20.63x1=1.18则 ne=1.18X0.238=281mm。31/35

按桥墩墩柱的计算方法，查《公预规》附