桥梁基础工程课程设计

桥梁基础工程课程设计 桥梁基础工程课程设计资料 一、基本资料 1 地质及水文资料 河床土质为卵石土，粒径50-60mm约占60%，20-30mm约占30%，石质坚硬，孔隙大部分由砂填充密实， 卵石层深度达58.6m； 地基比例系数4/120000mkNm（密实卵石）； 地基承载力基本容许值01000afkPa； 桩周土摩阻力标准值kPaqik500； 土的重度320.00/kNm (未计浮力)； 土内摩擦角40。 地面(河床)标高69.50m；一般冲刷线标高63.54m；最大冲刷线标高60.85m；承台底标高67.54m；常水位标高69.80m，如图1。承台平面图如

纵桥向断面 横桥向断面

图1 桩基剖面图（单位：m） 图2 单位：m 2 作用效应 上部为等跨30m的钢筋混凝土预应力梁桥，荷载为纵向控制设计，作用于混凝土桥墩承台顶面纵桥向的荷载如下。 永久作用及一孔可变作用 (控制桩截面强度荷载) 时: ∑N=40746kN 358.60HkN(制动力及风力)

∑M=（竖直反力偏心距、制动力、风力等引起的弯矩)

永久作用及二孔可变作用(控制桩入土深度荷载)时: ∑N= 3 承台用C20混凝土，尺寸为××2.0m，承台混凝土单位容重325.0/KNm

。

4 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md2.1，以冲抓锥施工。 二、设计依据规范 1 公路桥涵地基及基础设计规范（JTG D63- ） 2 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62- ） 三、课程设计（论文）应完成的工作 设计满足要求的群桩基础，并形成图纸与计算文件。计算文件包括以下内容： 1. 据单桩容许承载力拟定桩长 2.群桩结构分析 （1） 计算桩顶受力 （2） 计算沿桩长度方向弯矩，水平压应力，并画出相应分布图 （3） 桩顶纵向水平位移验算 3. 桩身截面配筋并绘出基桩构造及钢筋图(横截面，立面)，进行桩截面强度校核 4. 按地基土的支承力确定和验算单桩轴向承载力 5. 承台计算 项目：局部受压、抗冲剪 6. 群桩基础承载力检验 7. 参考文献 (1)、王晓谋.基础工程.北京：人民交通出版社， (2)、中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62- ）.北京：人民交通出版社， (3)、叶见曙.结构设计原理. 北京：人民交通出版社， (4)、中华人民共和国行业标准.公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63- ）. 北京：人民交通出版社， (5) 江祖铭等主编.墩台与基础.北京：人民交通出版社，1994 设计计算 1.承台底面中心的荷载计算： 恒载加一孔荷载： 407462.05.69.8(2510)42392.4NKN 358.60HKN 4617.30358.601.04975.9MKNm 恒载加二孔荷载： 46788.002.05.69.8(2510)48434.4NKN 2. 桩长度的初步计算： 桩长的计算： 由于地基土层单一，用确定单桩容许承载力《公桥基规》经验公式初步反算桩长，设桩埋入最大冲刷线以下深度为h，一般冲刷线以下深度为3h， 则：



00223132hiiNpUlmAkrh

桩（直径）自重每延米q=21.2251016.964KN 2248434.41.211.267.5460.85251025106424hNh

=+

计算[P]时取以下数据：桩的桩径，冲抓锥成孔直径，桩周长U=

×=,A=21.24=2m,=,0m=,2k=10,0=1000KPa,

2r=10KN/3m(已扣除浮力)，=500KPa,因此得： [P]=

1

1.35000.70.81.13100010102.6932hh

 =+=+ 解得：h= 现取h= 3．群桩结构分析： 桩的计算宽度1b：

1b= 0fkkkd

已知：1L=2m；1h=3（d+1）=;n=2 'b=;

fk=;0k=1+1111.2d= ; '

'1

1

110.620.60.780.60.66.6bLkbh



 1b=0fkkkd=0.91.8330.781.21.54m 桩-土变形系数

C30混凝土的受压弹性模量43.010hEMPa，

则E=×73.010=7102m; 440.101764dIm

115571200001.540.5970.83.0100.1017mbmEI



桩在最大冲刷线以下深度h=,其计算长度则为： 0.59711.316.752.5hh，故按弹性桩计算。

桩顶刚度系数1、2、3、4植的计算

0l=;h=;12 (根据《公桥基规》钻挖孔桩采用12)，

A=24d=21.24=2m,63

0012000011.311.35710/cmhkNm

2220

1.240tan11.31tan21.142424dAhm



,按桩中心距计算 面积，故取：22

03.28.044Am

 6210

0076112.19510116.6911.31121.1313.0101.357108.04h

KNmlhAEcA



=0.8993EI

已知：6.75hh（＞4），取h=4，000.5976.693.99ll

查教材《基础工程》附表17、18、19得：Qx= mx= m= 3320.5970.059890.0127QEIxEIEI

2230.5970.173120.0617mEIxEIEI

40.5970.674330.4026mEIEIEI 计算承台底面原点O处位移0a、0b、0（单孔活载+恒载+制动力等）

01

42392.47856.660.8993NbnEIEI



2241160.40260.899361.616.23niinxEIEIEI



260.01270.0762nEIEI，360.06170.3702nEIEI，22230.1370()nEI

241310222224131()16.23358.600.37024975.96967.330.076216.230.1370()()niiniinxHnMEIEIaEIEIEIEInnxn









2302

222

241310.07624975.90.3702358.60465.500.076216.230.1370()()niinMnHEIEIEIEIEInnxn







计算作用在每根桩顶上作用力iP、iQ、iM： 竖向力：1007856.6465.57735.24()0.8993(1.6)6395.64ii

kN

PbxEIEIEIkN

水平力：20306967.33465.500.01270.061759.76iQaEIEIKNEIEI

弯矩：

4030465.506967.330.40260.0617242.47iMaEIEIKNmEIEI 校核：659.76358.56358.60inQKNHKN



13(7735.246395.64)1.66(242.47)4975.264975.9niiiixpnMKNmKNm

13(7735.246395.64)42392.6442392.4niinpKNKN 计算最大冲刷线处桩身弯矩0M，水平力0Q，及轴向力0P： 0M=0iiMQl=+×=KNm 0Q=

0P=+××(25-10)= 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： 桩身最大弯矩处及最大弯矩的计算： 由：zQ=0 得：000.597157.321.5759.76QMCQ2 由QC= 且h=＞4 取h=，查教材《基础工程》附表13得 maxZ= 故 maxZ=0.840.597= 又由maxZ= 及h=＞4 取h=，查教材《基础工程》附表13得

mK=  max0mMKM=×= KN·m 3.7.2 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=＞，因此用摩察桩公式计算：