【高铁跨河混凝土桥桩基础设计计算案例1500字】

高铁跨河混凝土桥桩基础设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u16361高铁跨河混凝土桥桩基础设计计算案例 1150451.1桩基布置 1217681.2荷载计算 2145041.3桩长计算 3158071.4桩身内力计算 323081.4.1桩身计算宽度 462181.4.2变形系数 4217951.4.3任意深度桩身内力 4257971.5桩基配筋及强度复核 542991.6裂缝验算 6132271.7受压稳定性验算 6284531.1.1桩顶水平位移验算 6178111.1.2地面处桩身水平位移 61.1桩基布置图8-1桩基布置图本设计采用钻孔灌注桩基，单桩是摩擦桩，桩身材料采用C45混凝土，混凝土弹性模量Ec=3.45×104Mpa，I=0.745m4,钻孔灌注桩直径初步拟定为3.0m，墩和桩通过横系梁连起来，按照截面面积10%配置构造钢筋计算。灌注桩按m法设计计算。1.2荷载计算盖梁自重（半）：（22.80×10-14.80×6）×1.5×24/2=2505.6KN每延米灌注桩自重：3.14×3.0²×24/2=339.12KN/m桩顶作用力垂直力：N1=（23365.46+2505.6）/2=12953.53KN水平力：H1=411.78/2=205.89KN弯矩：M1=（4941.36+205.89×1.5）/2=2625.10KN·m1.3桩长计算剪力摩擦桩桩长经验公式：(式8-1）(式8-2）式中，[P]单桩轴向容许承载力（KN）；Li各土层厚度（m）；各土层与桩侧摩阻力标准值(kpa)；[σ]柱底地基上的承载力基本容许值,取3500kpa；h桩端的埋置深度(m)；k2允许承压力的深度修正系数，取3.0；γ2桩端以上各土层的加权平均重度；修正系数，取0.85；m0—清底系数，取0.80；U—桩的周长(m)，钻孔桩的桩径增大0.05m,；—桩底支承面积,根据地质质料：橫系梁底至地面：淤泥质黏土：，,亚黏土：，,黏土：，，砂土：，,桩端以上土层加权重度：假设桩的入土深度：12.0＜h＜15.0，通过计算得γ=10KN/m³各土层桩侧摩阻力总和：=680KN/m单桩轴向容许承载力：令，h=14.5m桩长：,取16m所以，桩身埋深h=14.6m1.4桩身内力计算1.4.1桩身计算宽度圆形截面计算宽度：（8-3）形状换算系数,1.4.2变形系数桩的变形系数：(8-4）通过查表得到：m=3500Kpa/㎡，=0.9×3.45×104×0.745=2.313×107所以α=0.22/m+通过计算得到：h’=0.22×14.6=3.21＞2.5,属于弹性桩1.4.3任意深度桩身内力（1）地面处桩身作用力垂直力：水平力：弯矩：（2）任意深度桩身内力桩身弯矩：(8-5）其中，H0/α=935.86KN，M0=2913.35KN·m桩身水平力：(8-6）其中：=205.89KN，=640.94KN·m桩身内力计算结果如下表：表8-1桩身内力计算表ZAMBMAHBHMzHz0.70.150.1970.9980.956-0.0283091.89171.892.060.560.5010.9650.702-0.1693280.250.002.90.640.6460.9130.458-0.2713264.45-79.404.40.970.7620.7740.102-0.4132961.06-243.717.21.580.6140.407-0.388-0.4491760.35-367.6711.12.440.1930.076-0.361-0.191402.04-196.75据上表，Z=2.06，HZ=0，MZ最大值弯矩为3280.25KN·m1.5桩基配筋及强度复核（1）弯矩最大处Z=2.06m桩身内力值==3280.25KN·m（2）截面配筋设计桩基采用C45混凝土，=21.1Mpa,选用直径为40mm的HRB335钢筋，=280Mpa，保护层厚初步设计为70mm，直径40mm的钢筋为44.5mm假设墩柱为偏心受压构件，计算长度L0=16m，L0/d=5.3，需要考虑偏心距增大初始偏心距：偏心距系数增大公式：(8-7）通过计算得到：=2907.75mm=0.430＜1（8-8）=1.145＞1，取ζ2=1(8-9）偏心距增大系数：=1.170计算偏心距：=289.540mm因此rs=1500-70-44.5/2=1407.75mm，g=rs/r=0.94按构造最小配筋率=0.5%配筋，则所需钢筋截面面积=35325㎜²(8-9）选28根直径为40mm的HRB335钢筋，实际钢筋面积A=35185mm²,钢筋间距=632mm(8-10）（3）承载力复核实际配筋率ρ=0.005，假设ζ=1.13，查表得到系数A=2.8876，B=0.2132，C=2.5902，D=0.4624，将其带入计算公式求偏心距，要求所求偏心距与实际值偏差在2%以内，假定ζ即为所求。=91.68mm（8-11）（8-12）通过计算，e0〞=162.74mm，符合偏差要求=13854.54KN＞=11682.29KN(8-13）=1736.73KN＞=1631.80KN·m(8-14）计算结果，截面承载力满足要求1.6裂缝验算圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件裂缝宽度可以依照下面的公式计算得出，计算裂缝宽度小于等于0.2mm。（8-15）（8-16）通过计算求得σss=72.06Mpa,Wfk=0.18mm，验算满足要求1.7受压稳定性验算钻孔灌注桩受压稳定性验算公式：(8-17）其中，[P]=9342.52KN,Ac=3.14×1500²=7.07×106mm²,As’=35185mm²构件计算长度：=0.7×(1.4+4/0.22)=13.706m，=4.569＜7,ψ=1.0受压稳定性验算合格.1.1.8横向稳定性验算 桩的水平容许承载能力和桩侧土性质、桩的抗弯强度和桩身产生的水平位移有很大关系，桩的横向稳定性验算通过验算桩的水平位移和验算桩的抗弯强度完成。Z=2.06m处弯矩最大，且小于桩身容许弯矩。本设计只需要验算桩的水平位移，即