桥梁基础桩基础设计.docx

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1、桥梁基础桩基础设计 $ 1. 初步拟定桩长 桩基础采用高桩承台式摩擦桩，根据施工条件，桩拟采用直径d=，以冲抓锥施工。桩群布置经初步计算拟采用6根灌注桩，为对称竖直双排桩基础，埋置深度初步拟定为h=。桩长初步拟定为18m ，桩底标高为。 2桩群结构分析 承台底面中心的荷载计算 永久作用加一孔可变作用（控制桩截面强度荷载）时： 407469.8 5.6 2.025.043490()N kN =+?= ￥ 358.60() H kN = 4617.30358.60 2.05334.50()M kN =+?= 永久作用加二孔可变作用（控制桩入土深度荷载）时： 46788.009.8 5.6 2.02

2、5.049532()N kN =+?= 单桩桩顶荷载计算 桩的计算宽度1b 对于 1.0d m 时： 1(1)f b K K d =+ 式中：f K 桩形状换算系数，对于圆形截面，取； d 桩直径，取； K 平行于水平作用方向的桩间相互影响系数： 已知：12L m = ； 13(1) 6.6h d m =+= ； 22,0.6n b =； 对于110.6L h 故按弹性桩计算 ， 桩顶刚度系数1、2、3、4值计算 已知：0 6.69,11.31l m h m = ；12= (根据公桥基规钻挖孔桩采用12 =)， 2 2 21.2 1.13()4 4 d A m ?= = = 630012000

3、011.31 1.35710(/)C m h kN m =?=? 22 2 0 1.240tan 11.31tan 21.14242 4d A h m ?=+?=?+?= ? ?,易知该值大于相 邻底面中心距为直径所得的面积，故按桩中心距计算面积，故取：220 3.28.044 A m = ?= 1 176 00016.6911.311121 1.13 2.5510 1.357108.04h l h AE C A -?+?=+?+?+ ? ? 621.923100.925KN m EI =?= 已知：7.02h h =（4），取h =4，000.62 6.69 4.15()l l m =?=

4、( 查教材桥梁基础工程附表17、18、19得：Q x = m x = m ?= 所以 33 20.620.055680.0133Q EIx EI EI =?= 22 30.620.164980.0634m EIx EI EI =?= 40.620.658530.408m EI EI EI =?= 计算承台底面原点O 处位移0a 、0b 、0 对于竖直桩，且各桩的直径相同时： 01434907836.0460.925N b n EI EI = =? * 24131 02 222 24131 ()16.66358.600.38045334.56116.42 0.079816.660.1447()(

5、)n i i n i i n x H n M EI EI a EI EI EI EI n n x n =+?+?= = =?-?+- 2302 222 241310.07985334.50.3804358.60429.57 0.079816.660.1447()()n i i n M n H EI EI EI EI EI n n x n =+?+?= = =?-?+- 计算作用在每根桩顶上作用力i P 、i Q 、i M ： 竖向力：1007884.10() 7836.04429.57()0.925( 1.6)661 2.57() i i kN P b x EI kN EI EI ?=+=?=

6、? ? 水平力：20306116.42429.57 0.01330.063454.11()i Q a EI EI kN EI EI =-=? -?= 弯矩：4030429.576116.42 0.4080.0634212.52()i M a EI EI kN m EI EI =-=?-?=-? $ 校核： 654.11324.66()358.60()i nQ kN H kN =?= 1 3(7884.106612.57) 1.66(212.52)4828.22()5334.50() n i i i i x p nM kN m kN m =+=?-?+?-=?1 3(7884.016612.57

7、)43490.01()43490.00()n i i np kN kN =?+= 最大冲刷线深度处荷载计算 从单桩桩顶荷载计算中，已得出计算最大冲刷线深度荷载所需要的数据，计算如下： 弯矩 00212.5254.11 6.69149.48()i i M M Q l kM m =+=-+?=? 水平力 054.11()Q kN = 竖向力 07884.10 1.13 6.69(2510)7997.50()P kN =+?-= 最大冲刷线深度下沿桩长度方向弯矩、水平压应力的计算 桩身最大弯矩处及最大弯矩的计算： 由：z Q =0 得：0 0.62149.48 1.71354.11 Q M C Q

8、?= = = 由 1.713Q C = 且h =4 取h =，查教材基础工程附表13得 max 0.813Z = 故 max 0.813 1.31()0.62 Z m = = 又由max Z = 及7.02h =4 取h =，查教材基础工程附表13得m K = max 01.296149.48193.73 (kN m)m M K M =?=?=? 最大冲刷线深度下沿桩身长度方向弯矩、水平压应力的计算： 采用无量钢法计算，由h =，所以用摩察桩公式计算： 0z m m Q M A M B = + 00z Q Q Q Q A M B =+ 其中 54.11 87.27()0.62 Q kN = =

9、 0Q = 0M = . m A 、m B 、Q A 、Q B 的值查教材基础工程附表3、4、7、8 ，计算如下表： 【 : 桩顶纵向水平位移验算： 】 桩在最大冲刷线处水平位移0x 和转角0?的计算： 由 Z =0 7.02h =4 取 h =4 查教材基础工程附表1、2、5、6 得： x A = A ?= x B = B ?= 00 032x x Q M x A B EI EI = + 3727 54.11149.48 2.44066 1.62100.62 2.04100.10180.62 2.04100.1018 = ?+? 30.57106m mm =? 1x 故桩顶水平位移满足要求

10、/ 3桩身截面配筋及截面强度校核 各种参数及系数的计算 最大弯矩发生在最大冲刷线以下max 1.31z m =处，该处max 193.73M kN m =? 计算桩最大弯矩控制截面的轴向力 0max max 1 2 j i ik N p q l q z q c z =+?+?-? 式中 j N 控制截面的轴向力； i p 单桩桩顶最大竖向力，已求出7884.10i p kN =； q 桩每延米的自重（包括浮力），()2 1.2251016.964 q kN ?= ?-=； ik q 桩周土摩阻力标准值，已知500ik q kPA = c 冲抓锥成孔面周长， 1.3 4.08()c d m =?

11、= 所以，计算得： 0max max 1 5333.60()2 j i ik N p q l q z q c z kN =+?+?-?= 计算偏心距 0193.73 0.0363()36.3()5333.60 j j M e m mm N = = = . 桩的半径r=1200/2=600mm ，对于C20混凝土，保护层取80 g a mm =， 则 520/520/6000.867 s mm g r r =s r 桩的长细比：018 /151.2 L d = =，所以，应考虑偏心距增大系数 1000222022000.2 2.7/0.2 2.736.3/11200.288 181.150.01

12、 1.150.0111.2 111(/)1(18/1.2)0.2881 2.428 1400/140036.3/1120 e h L h L h e h ?=+=+?=-? =-?=+ =+?=? 故考虑偏心距增大系数后的偏心距为： 0 2.42836.388.14()e e mm =?= 计算配筋率 采用C20混凝土，钢筋拟采用HRB335钢筋，即：9.2cd f MPa = ；280sd f MPa = 计算受压区高度系数，根据经验公式得： 0 cd sd f Ae Br f Dgr Ce -=?- 22 u cd sd N Ar f C r f =+ 采用试算法列表计算，根据规范，系数A

13、 、B 、C 、D 查附表所得： 由表中计算可见，当0.85=时，计算纵向力u N 与设计值j N 相近，且大于设计值。 且强度不要求配筋.现按构造要求取：0.2%=。 , 配筋并绘制基桩构造及钢筋布置图 钢筋的面积为： 221.20.2%2261.944 S A mm = ?= 现选用9根18=的HRB335钢筋，钢筋的面积为：S A =22902 mm ； 、 实际配筋率为： 32 2290 2.021012022 -= =? 绘制图形 桩基础圆截面配筋图 桩基础正截面配筋图 & 对截面进行强度复核 在垂直于弯矩作用平面内 长细比0/18/1.215l d =，故稳定系数0.83?=； 混凝土截面积为22/41130400c A d mm =，实际纵向钢筋面积2 2290S A mm =，则 在垂直于弯矩作用平面的承载力为： 0.9()u cd c sd s N f A f A ?=+ | 0.90.83(9.211304002802290)=?+? 8247.54(5333.60)kN N kN = 在弯矩作用平面内 0cd sd cd sd Bf D gf e r Af C f += ?+ 以下采用试算法列表计算，各系数查规范得： ) 有计算表可见，当0.98=时，0()88.31e mm =，与设计的088.14e mm =很接近，故取0.98=为计算值、