1、0 桥梁基础工程课程设计 目录目录 第一章 概述 2 1 第一节工程概况和设计任务 2 第二节工程地质和水文地质资料 . 7 第三节设计依据 8 第二章 方案设计 . 9 第一节地基持力层的选择 . 9 第二节荷载计算 9 第三节基础类型的比选 . 16 第四节基础尺寸的拟定 . 17 第三章 技术设计 . 19 第一节桩基础的平面分析 . 19 第二节横向荷载下单桩的内力和位移计算 24 第三节桩身截面配筋 27 第三节单桩轴向承载力检算 29 第四节墩台顶的水平位移检算 30 第五节群桩基础的承载力和位移检算 . 31 第六节单桩基底最大竖向应力及侧面土抗力检算 30 第四章 初步组织施工
2、设计 . 33 第一节基础的施工工艺流程 33 第二节主要施工机具 36 第三节主要工程数量和材料用量 . 37 第四节保证施工质量的措施 38 2 第一章第一章 概述概述 第一节工程概况和设计任务第一节工程概况和设计任务 1 1 工程名称工程名称 某 I 级铁路干线上的特大桥（单线） 。 2 2 桥跨及附属结构桥跨及附属结构 桥跨由 38 孔 32m 后张法预应力混凝土梁【图号：专桥（01）2051】组成， 该梁全长 32.6m，梁高 2.65m，跨中腹板厚度 0.18m，下翼缘梁端宽 0.88m，上 翼缘宽 1.92m，为分片式 T 梁，两片梁腹板中心距为 2.0m，桥梁跨中纵断面示 意如
3、图 11 所示。每孔梁的理论重量为 2276 kN，梁上设双侧人行道，其重量 与线路上部建筑重量为 35.5kN/m。 梁缝 10cm， 桥墩支承垫石顶面高程 1178.12m， 轨底高程 1181.25m，全桥总布置见图 12。 图 11 桥梁跨中纵断面示意图 3 1234 567 8910 1112 131415 16 171819 1076 1081 1086 1091 1096 1101 1106 1111 1116 1121 1126 1131 1136 1141 1146 1151 1156 1161 1166 1171 1176 1181 1186 1191 地面高程 里 程 1
4、178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.12 DK12+748.26 DK12+780.96 DK12+813.66 DK12+846.36 DK12+879.06 DK12+911.76 DK12+944.46 DK12+977.16 DK13+009.86 DK13+042.56 DK13+075.26 DK13+107.96 DK13+140.66 DK13
5、+173.36 DK13+206.06 DK13+238.76 DK13+271.46 DK13+304.16 DK13+336.86 DK12+715.56 1166.40 1161.75 1161.16 1160.10 1156.21 1153.99 1152.22 1147.68 1144.61 1142.32 1139.41 1134.82 1136.78 1133.94 1133.36 1130.19 1125.91 1124.84 1123.83 2021 27222324 2526 37282930313233343536 1076 1081 1086 1091 1096 110
6、1 1106 1111 1116 1121 1126 1131 1136 1141 1146 1151 1156 1161 1166 1171 1176 1181 1186 1191 地面高程 里 程 1178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.121178.12 DK13+369.56 DK13+402.26 DK13+598.46 DK13+434.96 DK13+467.66 DK13+
7、500.36 DK13+533.06 DK13+565.76 DK13+925.46 DK13+958.16 DK13+631.16 DK13+663.86 DK13+696.56 DK13+729.26 DK13+761.96 DK13+794.66 DK13+827.36 DK13+860.06 DK13+892.76 38 1124.02 1120.41 1127.49 1122.15 1121.61 1121.40 1122.04 1123.04 1166.93 1133.43 1136.02 1141.66 1145.37 1147.99 1152.42 1156.93 1161.0
8、8 1163.92 图 12 全桥总布置图 3 3 支座及墩台支座及墩台 4 桥墩采用圆端形桥墩【图号：叁桥（2005）4203】和空心桥墩【图号：叁 桥（2005）4205】2 种，其中 1#6#、33#37#采用圆端形桥墩，7#32#采用空 心桥墩。圆端形桥墩支承垫石采用 C40 钢筋混凝土，顶帽采用 C30 钢筋混凝 土，墩身采用 C30 混凝土，圆端形桥墩构造图见图 13。空心桥墩支承垫石 采用 C40 钢筋混凝土，顶帽采用 C30 钢筋混凝土，墩身采用 C30 混凝土，空 心桥墩构造图见图 14。 桥梁支座采用 SQMZ 型铸钢支座【图号：通桥（2006）8057】 ，支座铰中 心至
9、支承垫石顶面的距离为 40cm。 4 本人承担的基础设计任务本人承担的基础设计任务 本人承担 16 号桥墩基础的设计与检算，桥墩为空心桥墩，地面高程为 1130.19m。 5 图 13 圆端形桥墩构造图 585 35 5010012010050855 H 140 42 : 1 40 2020560 基础 600 210/2 85 240 5 210/2 5010012010050855 355200535 280 105240105 210 450 600 35100100355 280 H14040 2020240 基础 210 42 : 1 240d/2d/2 C30混凝土 d 平面I-I
10、截面 II 正面 侧面 35 5 6 5 120 3510012010035 1205 h=H-350350 50 50 60 50 50 300 5 5 5 75200755 640 5 5 h=H-350350 50 60 50 H 35 35 360 180280180 640 360 8020080 160100 120 100160 -截面 平面 半正面半侧面半I-I截面半-截面 I I 80:1 80:1 45:1 45:1 50 50 300 图 14 空心桥墩构造图 7 第二节工程地质和水文地质资料第二节工程地质和水文地质资料 1 1 工程地质工程地质 本段线路通过构造剥蚀低中
11、山区、河谷阶地、河流峡谷区等地貌单元，大 部分穿行山前缓坡，地形起伏大，海拔在 10001500m，地形起伏大，相对高 差 100200m，山顶覆盖新黄土或风积砂，沟谷发育。 根据岩土工程勘察报告，大桥地层自上而下依次为新黄土、白垩系泥岩夹 砂岩，河谷处主要为冲积砂及砾石土，各桥位的地层分布详见钻孔柱状图（图 15 为 22 号桥墩所在图） 。各地层的主要物理、力学参数见表 11。场地勘 察未发现滑坡、岩溶、断层、破碎带等不良地质现象。 表 11 地层的主要物理、力学参数 注：W4 泥岩为全风化泥岩，相关的参数按照黏性土取值，W3 泥岩和 W3 砂岩为强风化泥岩和强风化砂岩，相关的参数按照碎石
12、土取值，W2 泥岩 和 W2 砂岩为微风化泥岩和微风化砂岩。 名称 天然 重度 颗粒 重度 天然含 水量 塑限液限 压缩 模量 黏聚力 内摩 擦角 单轴饱和 抗压强度 物理状态 基本承 载力 桩周土的极 限侧阻力 kN/m3kN/m3%MPakPa o MPakPakPa 新黄土15.526.514.911247.415.423硬塑15060 W4泥岩18.726.024.713.5289.216.825软塑21050 粉砂17.226.39.61628稍密19045 中砂17.926.310.53432稍密24055 圆砾土18.426.38.25240稍密30080 W3泥岩2012042
13、中密400100 W3砂岩2220045中密600120 W2泥岩235006节理较发育900130 W2砂岩2480015节理较发育1200150 8 新黄土不需要考虑湿陷性。 2 水文地质水文地质 本区蒸发量远大于降水量，为贫水地区，地下水量一般不大且埋藏较深， 局部地段有泉水出露。按其赋存条件可分基岩裂隙水、第四系孔隙潜水。地下 水主要靠大气降水补给，局部受地表水补给。其排泄路径主要为蒸发。地下水 及地表水对普通混凝土不具侵蚀性。 地表河流为常年流水，设计频率水位 1122.60m，设计流速 1.8m/s，常水位 1121.50m，流速 1.2m/s，一般冲刷线 1119.50m，局部冲
14、刷线 1118.30m。 该桥所在地区的基本风压为 800Pa。 第三节设计依据第三节设计依据 （1）铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5-2005） （2）铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1-2005） （3）铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005） （4）铁道第三勘察设计院编铁路工程设计技术手册桥涵地基和基础 （5）西南交通大学岩土工程系编桥梁基础工程 （6）桥梁基础工程课程设计指导书 9 第二章第二章 方案设计方案设计 第一节地基持力层的选择第一节地基持力层的选择 一一 地基持力层的确定地基持力层的确定 由 16 号桥墩钻孔柱状图知，地
15、面以下土层依次为新黄土、W3 泥岩、W3 砂 岩、W3 泥岩、W2 泥岩。本桥墩高度为 47.53 米，对地基压力大，则地基容许 承载力也应达到比较大的数值，排除用新黄土与 W2 泥岩作为持力层的方案。 W3 砂岩基本承载力为 600kPa，W3 泥岩基本承载力为 400kPa，选择基本承载力 达的 W3 泥岩作为持力层。 第二节荷载计算第二节荷载计算 一一 桥墩及承台尺寸桥墩及承台尺寸 墩身高H = 1178.12 1130.19 0.4 2 = 47.53m, 基础底部标高取至地表 1130.19m，承台底部标高 1128.19m。 桥墩底面尺寸 l = 6.4 + 2 47.53 45
16、= 8.512m b = 3.6 + 2 47.53 45 = 5.712m. 8.512 + 2 2 tan45 = 12.512m，5.712 + 2 2 tan45 = 10 9.712m , 根据桥墩底面尺寸和刚性角要求取承台尺寸为12 8 2。 二二 主力计算主力计算 1 恒载 （1）由桥跨传来的恒载压力 等跨梁的桥墩， 桥跨通过桥墩传至基底的恒载压力 1 N为单孔梁重及左右孔 梁跨中间的梁上线路设备、人行道的重量，即 NI=2276+35.5(32.6+0.1)=3436.85KN, （2）顶帽重量 顶帽体积2=120.352=1.4m3 顶帽重量N2=钢筋混凝土V2=251.4=
17、35KN （3）墩身重量 墩身体积V3-1=2.83.63.5+1.823.5=70.89m3 S1=2.83.6+1.82=20.259m2 S2=2.81.556+0.778*0.778=6.258m2 S2=2.82.578+1.2892=12.348m2 S2=2.84.379+2.192=27.329m2 S2=2.85.712+2.8562=41.619m2 S2=2.82.578+1.2892=12.348m2 3 1 m982.1104)619.41259.20619.41259.20( 3 53.47 V 3 2 m586.4)438.12258.6438.12258.6(
18、3 5.0 V 11 3 3 m334.786)329.27*438.12329.27438.12( 3 53.40 V 3 321 m48.649VVVV 墩身重量N3=混凝土V3=14938.04KN （4）承台重量 承台体积V4=1282=192m3 承台重量N4=混凝土V4=23192=4416KN （5）承台上覆土体重量 因为承台顶部在局部冲刷线上，所以覆土重量不用考虑。 N恒=N1+N2+N3+N4=22825.89kN 2 活载 （1）列车竖向静活载 1 单孔重载 图 3-1 单孔重载加载图示 根据M=0.可得支点反力1为 R1=1/32,9225.2(25.2/2-0.35)+
19、2205(32.7-0.35-3)-=1896.42KN 作用在基底上的竖向活载为 N活 I=RI=1896.42KN 令基底横桥方向中心轴为x x轴，顺桥方向中心轴的y y轴，则R1对基 底x x的力矩M活 I为 M活 I=0.351896.42=663.61KNm 12 2 单孔轻载 图 3-2 单孔轻载加载图示 支点反力2为 R2=1/32,9225.2(25.2/2-0.35+7.5)+2205(3-0.35)-=1521.98KN 作用在基底上的竖向活载为 N活 2=R2=1521.98KN R2对基底x x的力矩M活 2为 M活 2=0.351521.98=532.69KNm 3双
20、孔重载 图 3-3 双孔重载加载图示 根据G1/L1=G2/L2确定最不利荷载位置x， 本桥梁为等跨梁， 故G1=G2， 1和 2分别为左右两跨上的活载重量， G1=2205+92（32.35-7.5-x）=3386.2-92x G2=92,30-(32.35-7.5-x)-+80*32.7-,30-(32.35-7.5-x)-+=2677.8+12x 由G1=G2得x = 6.81m。则支点反力R3、R4为 R3=1/32*,92(32.35-7.5-6.81),32.35-1/2(32.35-7.5-6.81)- +2205（3+6.81）-+=1547.23 13 R4=1/32*,92
21、11.96(20.74-0.35+11.96/2) +8020.74(20.74/2-0.35)-=1426.72KN 作用在基底上的竖向活载为 N活 3=R3+4=1547.23+1426.72=2973.51KN M活 3=0.35(1521.98-1426.72)=42.33KNm 4双孔空车荷载 图 3-4 双孔轻载加载图示 支点反力R5=R6=1/232.710=163.5kN 作用在基底上的竖向活载为 N活 4=R5=R6=163.52=327KN R5、R6对基底的力矩M活 4= 0。 （2）离心力 直线桥离心力为 0。 （3）横向摇摆力 横向摇摆力取为100kN，作为一个集中荷
22、载取最不利位置，以水平方向垂 直线路中心线作用于钢轨顶面。 （4）活载土压力 桥墩两侧土体已受扰动，活载土压力为 0。 三三附加力计算附加力计算 （1） 制动力（或牵引力） 14 1单孔重载与单孔轻载的制动力（或牵引力） H1=10%,2205+92(32.7-7.5)-=341.84 kN H1对基底 x-x 轴的力矩： MH1=341.84(47.53+0.4+2)=17068.07kN.m 2 双孔重载的制动力（或牵引力） 左孔梁为固定支座传递的制动力（或牵引力） H2-1=10%,2205+92(32.35-7.5-6.81)-100%=275.97KN 右孔梁为滑动支座传递的制动力（
23、或牵引力） H2-2=10%*80,32.7 (30 18.04)-+92,30-(32.35-7.5-6.81)-+50%=137.98KN 传到桥墩的制动力（或牵引力） H2=275.97+137.98=413.95KN341.84KN 故双孔重载时采用的制动力（或牵引力）为 H2=341.84KN H2对基底 x-x 轴的力矩： M2= 341.84 (47.53 + 2 + 0.4) = 17068.07kN.m （2）纵向风力 1 风荷载强度 W=K1K2K3W0=0.8 1.37 1.2 800=1.052kPa 其中1根据长边迎风的圆端形截面 l b 1118.30(局部冲刷线局
24、部冲刷线), 打入桩适用于稍松至中密的沙类土、粉土和流塑、软塑的粘性土；震动下 沉桩适用于沙类土、粉土、粘性土和碎石类土；桩尖爆扩桩硬塑粘性土以及中 密，密实的沙类土、粉土；钻孔灌注桩可用于各类土层，岩层；挖孔灌注桩可 用于无地下水或少量地下水的土层。根据地质条件，这里选用钻孔灌注桩钻孔灌注桩，选 用摩擦桩摩擦桩。 第四节基础尺寸的拟定第四节基础尺寸的拟定 一承台尺寸确定一承台尺寸确定 墩身底面尺寸：8.512 5.712 承台平面尺寸：12 8 承台厚度：承台采用 C30 混凝土，厚度定为 2m。 承台底面标高：1178.12-0.4-47.53-2=1128.19m， 二二桩长和桩径桩长和
25、桩径 18 钻孔灌注桩的设计桩径一般采用 0.8m、 1.0m、 1.25m、 1.5m， 不宜小于 0.8m. 这里初步拟定桩径为 1.5m。 桩长范围为11.8-2.43=9.37m 4。 故A0= 4 d02=12.57m2 C0=mh=60000 27 = 1620000 1= 1 0+ + 1 00 =3.48106 al0=0，al=0.42432=11.194 查表得YQ=1.064,YM=0.985,M=1.484 2= 3EIYQ= 0.4143 6.4 106 1.064 = 4.83 105, 3= 2EIYM= 0.4142 6.4 106 0.985 = 1.08 1
26、06, 4= EIYM= 0.414 6.4 106 1.484 = 3.93 106, 三群桩刚度系数计算三群桩刚度系数计算 21 0= B + 1 = 12 + 1 = 13, h=2,= 15000 2 = 30000 bb=n1=63.48106=2.088107 aa=n2+=64.83105=2.898106 a=-n3=-61.08106=-6.48106 =n4+n12=63.93 106+43.4810642=2.463108 aa= aa+ B0Chh 2 =3.29106 a=a+B0Ch 2 6 = 6.22106 =+ B0Ch3 12 =2.47108 四桩顶位移及
27、次内力计算四桩顶位移及次内力计算 1 荷载组合为纵向主+附，双孔重载 水平力H = 341.84 + 373.55 = 715.39kN 竖向力N = 22825.89+2973.51=25799.4kN 对承台 x-x 轴力矩M = 26710.38 + 42.33 = 26752.71kN m （1）计算承台位移 1 承台竖向位移 0= bb = 25799.4 2.088107 = 1.24 10;3m 2 承台水平位移 a= H-aM aa-2a = 2.47108715.39+6.2210626752.71 3.291062.47108-(6.22106)2 =4.4310-4m 3
28、 承台转角 = aaM-aH aa-2a = 3.2910626752.71-6.22106715.39 3.291062.47108-(6.22106)2 =1.1910-4 22 （2）计算桩顶位移及内力 1 桩顶竖向位移 b1i=b0+x1i=1.2410-3+41.1910-4=1.7210-3m b2i=b0+x2i=1.2410-3-41.1910-4=7.6410-4m 2 桩顶水平位移 a= a = 4.4310-4m 3 桩顶转角 = = 1.1910-4, 4 桩顶处轴向力 N1i= N n +x1i1= 25799.4 6 +41.1910-43.48106=5956.3
29、8kN, N2i= N n = 25799.4 6 =4299.9kN N3i= N n +x3i1= 25799.4 6 -41.1910-43.48106=2643.42kN, 5 桩顶处横向力 Qi=a2-3=4.4310-44.83105-1.1910-41.08106=85.45kN, 6 桩顶处力矩 Mi=4-a3=1.1910-43.93106-4.4310-41.08106=-10.77kNm 2 荷载组合为纵向主+附，单孔重载 水平力H = 341.84 + 373.55 = 715.39kN 竖向力N = 22825.89+1896.42=24722.31kN 对承台 x-
30、x 轴力矩M = 17068.07 + 9642.31 + 663.75 = 27374.13kN m （1）计算承台位移 1 承台竖向位移 23 b0= N bb = 24722.31 2.088107 =1.1810-3m 2 承台水平位移 a= H-aM aa-2a = 2.47108715.39+6.2210627374.13 3.291062.47108-(6.22106)2 =4.4810-4m 3 承台转角 = aaM-aH aa-2a = 3.2910626752.71+6.22106715.39 3.291062.47108-(6.22106)2 =1.1910-4 （2）计
31、算桩顶位移及内力 1 桩顶竖向位移 b1i=b0+x1i=1.1810-3+41.1910-4=1.6610-3m b2i=b0+x2i=1.1810-3-41.1910-4=7.0410-4m 2 桩顶水平位移 a= a = 4.4810-4m 3 桩顶转角 = = 1.1910-4, 4 桩顶处轴向力 N1i= N n +x1i1= 24722.31 6 +41.1910-43.48106=5776.87kN, N2i= N n = 24722.31 6 =4120.385kN N3i= N n +x3i1= 24722.31 6 +41.1910-43.48106=2463.91kN,
32、5 桩顶处横向力 Qi=a2-3=4.4810-44.83105-1.1910-41.08106=87.86kN, 6 桩顶处力矩 Mi= a3 4=4.4810-41.08106 1.1910-43.93106= 16.17kNm 24 第二节横向荷载下单桩的内力和位移计算第二节横向荷载下单桩的内力和位移计算 计算采用的荷载组合为常水位时，纵向主+附，单孔重载产生的单桩内力 及位移。 水平力Q0=Qi=87.86kN 对承台 x-x 轴的力矩M0=Mi+Qil0=16.17+144.040=16.17kNm l = 0.414 27 = 11.19 2.5,故可用简洁算法。 1 任意深度 y
33、 处桩身横向位移 Xy= Q0 3EI Ax+ M0 2EI Bx=1.93510-4Ax+1.4710-5Bx X0=1.93510-42.441+1.4710-51.621=4.96210-4m 2 任意深度 y 处桩身转角 y= Q0 2EI A+ M0 EI B=8.0110-5A+6.1010-6B 0=8.0110-5(-1.621)+6.1010-6(-1.751)=-1.40510-4 3 任意深度 y 处桩身截面上的弯矩 My= Q0 AM+M0BM=212.22AM+16.17BM 4 任意深度 y 处桩身截面上的剪力 Qy=Q0AQ+M0BQ=87.86AQ+6.69BQ
34、 5 任意深度 y 处桩侧土的横向压应力 xy= Q0 b0 A+ 2M0 b0 B=6.98A+0.532B 6 My和xy列表计算如下 25 ay y Am Bm My A B xy 0 0 0 1 16.17 0 0 0 0.1 0.241546 0.1 1 37.392 0.228 0.145 1.66858 0.2 0.483092 0.197 0.998 57.945 0.424 0.258 3.096776 0.3 0.724638 0.29 0.994 77.61678 0.588 0.342 4.286184 0.4 0.966184 0.377 0.986 95.95056
35、 0.721 0.4 5.24538 0.5 1.207729 0.458 0.975 112.9625 0.825 0.435 5.98992 0.6 1.449275 0.529 0.959 127.7714 0.902 0.45 6.53536 0.7 1.690821 0.592 0.938 140.8017 0.952 0.447 6.882764 0.8 1.932367 0.646 0.913 151.8573 0.979 0.43 7.06218 0.9 2.173913 0.689 0.884 160.5139 0.984 0.4 7.08112 1 2.415459 0.7
36、23 0.851 167.1957 0.97 0.361 6.962652 1.1 2.657005 0.747 0.814 171.6907 0.94 0.315 6.72878 1.2 2.898551 0.762 0.774 174.2272 0.895 0.263 6.387016 1.3 3.140097 0.768 0.732 174.8214 0.838 0.208 5.959896 1.4 3.381643 0.765 0.687 173.4571 0.772 0.151 5.468892 1.5 3.623188 0.755 0.641 170.5911 0.699 0.09
37、4 4.929028 1.6 3.864734 0.737 0.594 166.0111 0.621 0.039 4.355328 1.7 4.10628 0.714 0.546 160.3539 0.54 -0.014 3.761752 1.8 4.347826 0.685 0.499 153.4395 0.457 -0.064 3.155812 1.9 4.589372 0.651 0.452 145.4641 0.375 -0.11 2.55898 2 4.830918 0.614 0.407 136.8843 0.294 -0.151 1.971788 26 2.2 5.31401 0
38、.532 0.32 118.0754 0.142 -0.219 0.874652 2.4 5.797101 0.443 0.243 97.94277 0.008 -0.265 -0.08514 2.6 6.280193 0.355 0.175 78.16785 -0.104 -0.29 -0.8802 2.8 6.763285 0.27 0.12 59.2398 -0.193 -0.295 -1.50408 3 7.246377 0.193 0.076 42.18738 -0.262 -0.284 -1.97985 3.5 8.454106 0.051 0.014 11.0496 -0.367
39、 -0.199 -2.66753 4 9.661836 0 0 0 -0.432 -0.059 -2.79655 故 Mmax=174.8214kN.m，y=3.14m；max=7 8 kPa，y=2.18m。 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 00.511.522.533.544.5 My ay 桩身弯矩分布图 27 第三节桩身截面配筋第三节桩身截面配筋 由单桩的内力计算得知：Mmax=378.65 kNm,Nmin=2463.91kN,Nmax=5956.38kN 一一 计算偏心距计算偏心距 初始偏心距：e0= M Nmin = 378.65 24
40、63.91 =0.154 偏心距放大系数= 1 1- KN 2EhIh/lc2 其中，影响系数 = 0.1 0.2:e0/ + 0.6 = 0.1 0.2:0.108/1.5 + 0.6 = 0.93 计算长度：= 0.5(0+ 4/) = 0.5(0 + 4/0.93) = 2.151 主力+附加力，所以 K=0.6。 = 1 1- 0.62463.91 0.9328106/2.1512 = 1.0008， e = e0= 1.0008 0.154=0.154, 二二 基础配筋基础配筋 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 -4-202468 ay
41、xy 桩侧土横向压应力分布 28 根据灌注桩构造要求，桥梁桩基主筋宜采用光圆钢筋，主筋直径不宜小于 16mm，净距不宜小于 120mm，且任一情况下不得小于 80mm，主筋净保护层 不应小于 60mm。 在满足最小间距的情况下， 尽可能采用单筋、 小直径的钢筋， 以提高桩的抗裂性， 所以主筋采用 I 级钢筋。 桩身混凝土为 C25， 根据 桥规 规定，取min=0.5%,则 As,min=minAc=0.5%15002/4=8835.7mm2, 选用 2024 的级钢筋，As=9047.8mm2，取净保护层厚度as=60mm， 采用对称配筋，则主筋净距为： 2R 20 -d= 2(750-60
42、-12) 20 -24=189mm120mm, 桩与承台的联结方式为主筋伸入式，桩身伸入承台板 0.1m，主筋伸入承 台的长度 （算至弯钩切点） 对于光圆钢筋不得不小于 45 倍主筋直径 （即 1080mm） ， 取 1200mm,箍筋采用8200mm，为增加钢筋笼刚度，顺钢筋笼长度每隔 2m 加 一道18 的骨架钢筋。 桩身截面配筋如设计图纸。 29 三三 判断大小偏心判断大小偏心 n= Es Ec = 2.1105 3104 =7,换算截面面积：A0= d2 4 +nAs=1830480.5mm2 换算截面惯性矩 I0= R4 4 + 1 2 nAsrs2= 7504 4 + 1 2 79
43、047.8(750-60-12)2=2.6311011mm4 核心距k= I0 A0y = 2.6311011 1830480.5750 =191.62mm108mm 故属小偏心构件。小偏心构件，竖向力越大越不利，故应取 Nmax。 四四 应力检算应力检算 小偏心构件，全截面受压 c= N A0 + My I0 = 5956.38103 1830480.5 + 1.0008378.65106750 2.6311011 =4.33MPa,b-=13.8MPa 五五 稳定性检算稳定性检算 桩计算长度lc=2.151m, d=1.5m, lc/d=1.4347 查表取得 = 1.0，m = 12.4
44、 c= N (Ac+mAs) = 5956.38 1(1767146+12.49047.8) =3.17MPa,c-=7.6MPa 稳定性满足要求。 第三节单桩轴向承载力检算第三节单桩轴向承载力检算 单桩的轴向允许承载力应按土的阻力和桩身材料强度进行检算。 按土的阻力计算单桩允许承载力 P， 上面已经计算出P= 8480.12kN， 摩 30 擦桩桩顶承受的轴向压力加上桩身自重与桩身入土部分所占同体积土重之差， 不得大于按土压力计算的单桩受压容许承载力，当主力+附加力作用时，轴向 允许承载力可提高 20%，所以 N+(G-Apl)1.2,P-. 在双孔重载时，轴向力最大，最不利荷载组合为纵向主
45、+附（双孔重载） N = 5956.38kN G = 3.14 1.52 27 25/4 = 1192.82kN =11.615.5:2.320:6.122:720 27 =18.52kN/3 N+(G-Apl)=5956.38+(25 4 1.52 2)-（18.52 4 1.52 27）=6265.56kN1.26901.588=8281.91kN 检算合格。 第四节墩台顶的水平位移检算第四节墩台顶的水平位移检算 弹性桩墩台顶水平位移检算公式 =x0-0(l0+h)+0, 最不利荷载组合为纵向主+附（单孔重载） x0=4.96210-4m, 0=-1.40510-4, l0+h=51.93
46、m 由于无基础和墩台身变形引起墩台顶水平位移，所以0=0mm =x0-0(l0+h)+0= 4.96210-4+ 1.40510-451.93+0 =7.79mm,-=5L=527=25.98mm, 检算合格。 31 第五节群桩基础的承载力和位移检算第五节群桩基础的承载力和位移检算 一一 桩的重量桩的重量 桩的体积V桩=61.5227/4=286.28m3 桩的重量N桩=25286.28=7156.94kN 二二 土的重量土的重量 =(2311.6+422.3+456.1+427)/27=34.51. 土体范围尺寸 a=L0+d+2ltan(/4)=8+1.5+227tan(34.51/4)=
47、17.69m. b=B0+d+2ltan(/4)=4+1.5+227tan(34.51/4)=13.69m. 土的体积V土=17.6913.69(27+2)-286.28-2128=6544.83m3 土的重量N土=6544.8318.52=121210.25kN 三三 基础检算基础检算 最不利荷载组合为纵向主附（双孔重载） 竖向力： N=恒+活+土+桩=22825.89+2973.51+121210.25+7156.94=154166.59kN 对承台中心力矩M=26752.71kNm 桩基底面面积A=17.6913.69=242.18m2 桩基底面截面模量W=13.69217.69/6=552.57m3 将基础视为实体基础进行检算 N A + M W = 154166.59 242.18 +
