某桥梁桩基础设计计算详解Word文档格式.docx

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4、荷载情况

上部为等跨25m的预应力梁桥，混凝土桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为：

恒载及

一孔活载时：

为=5659.4册、工=298.8AW、工M。

=3847.7/GV<

m恒载及二孔活载时：

工N（）=649&

2KN。

桩（直径i.om）自重每延米为：

=£

XLO_X15=1178KW/也

4

故，作用在承台底面中心的荷载力为:

工N二5659.4+（7.0x4.5x2.0x25）二7234.4KN

工H二

二298.8KN

=3847.7+298.8x2.0二4445.3KN

恒载及二孔活载时：

=649&

2+（7・0x4.5x2.0x25）=8073.4A7V

桩基础采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩

二、单桩容许承载力的确定

根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式，初步反算桩的长度，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h,—般冲刷线以下深度为包,则：

=工也+加0人{［久］+32（鸟-3）}

当两跨活载时：

8073.21

N.=3.3x11.78+—xl1.78/z

/?

42

计算［p］时取以下数据：

桩的设计桩径1.0m,冲抓锥成孔直径为1.15m,桩周长

X12

u=ttx\.15=3.6m,A==0.485,，兄=0.7

m0=0.9,K2=6.0,［久］=55QKpa,y2=l2KN/m2

Qi=40Xp“，「2=120®

“，

[p]=-3」6x[2.7x40+（/?

—2.7）x120]+0.70x0.9x0.785x2

[550+6.0x12x（/?

+3.3-3）]二Nk=2057.17+5.89

h=8.78m

现取h二9叫桩底标高为26.2mo桩的轴向承载力符合要求<

>

具体见如图1所示。

■-常水位

\/\d

、gJ河床

承台

一般冲刷线

sr~7r~c

•・2・•i"

.丿

最大冲刷线

2620

纵桥向断面

横桥向断面

三、桩顶及最大冲刷线处荷载£

、Qi、、00、几

＜一＞、参数计算

1、桩的计算宽度勺

b{=K广K°

・K・d=0.9x（〃+1）K=0.9x（l+1）K=1・8K

又：

厶=1.5/7：

:

]\-3（d+1）=6/71\n-2\b-0.6

故:

”「l-bf厶「1-0.61.5

K=bx二-=0.6Hx=0.767

0.6hA0.66

•・4=0.99x0.767=1.38

42

血_m}hx+ni2（2h}+/?

2）/?

2_8x10’x2.7+25x10“x（2x2.7+1.3）x1.3

=17.25x10‘KN/"

F

E=0.67Ea=0.67x2.6x10’KN/加2

7ZY/4

I=——=0.049W

64

桩在最大冲刷线以下深度h=9m,其计算长度为:

h=ah=0.489x9=4.401>

2.5

故按弹性桩计算。

3、桩顶刚度系数卩、02、03、值计算

j/rd2

1（、=3.3m;

h—9m\g=—;

A=——=0.785m2

24

Co=10m0=10x25xl03=2.5xl05/CA^/m3

i3.3+-x9[

p==[2+r1

/（）+3h10.785x2.6xl072.5x10〉x4.91

aeQ）A）

=8.355x10s=0,911El

已知：

4,取用4。

Zo=6z/（）=0.489x3.3=1.614

由已知资料和查附表得：

=0.262564;

^=0.448403;

^=1.063181

Pq=&

EIxq=0.03IE/、pm=a2Elxm=0.107E/、pm,=ccEI（/）m=0.520£

7

4、计算承台底面原点0处位移Q。

、b（）、0（）

N7234.41851.42

=——==

np}4x0.977£

/El

m

斤门+口工#=4%o.5OE/+0.977E/x4xl.252=8.185E/

i=l

np2=4x0.03IE/=0.124£

/m/?

3=4x0.107£

/=0.429E/（Hy93）2=（0.429£

/）2=0.184（E/）2

（%4+。

1工斤）日+np3M

=

np2（“4+□》#）—（np3）2

i=\

8」85Elx298.8+0.429E/x4445.3_52299.66

0.124EIx8.185EZ-0.184（EZ）2~EI

_np2M+np3H_

Po=扁—：

=

np2（“4+Q1工彳）一Sc）2

0,124EZx4445.3+0.429E/X298.8_820.80

0.124E/x8.185EZ-0.184（EZ）2"

El

＜二＞计算作用在每根桩顶上的作用力卩‘QiA"

。

竖向力：

Pi=A00+兀0。

）=09T1EIX［兰芋±

1・25X聖罗

ElE1

水平力:

=74.7KN

弯矩:

“ncsci820.80csrr5299.66

M,=O0（）一Q〃0o=0520EIx——0.107EZx―——

ElEl

=—141.50KN•加

校核：

nQ.=4x74.7=298.8/^=^H=298.8AW

f无Pi+nMt=2x（2810.87-806.33）x1.25+4x（-141.50）i=l

=4445.3^/7?

=工M=4445.3^/71

£

np.=2x（2810.87+806.33）=7234.4KN=^M=7234.4KN/=1

＜三＞计算最大冲刷线处桩身弯矩水平力0（）及轴向力人。

M（）=Mj+Qh=-141.50+74.7x3.3=105.00KNm

Qo=74.7KN、^=2810.87+0.785x3.3xl5=2849.73KN

四、最大弯矩及最大弯矩位置Zn疵的计算

a=0・489、ah=0.489x9=4.401

-0.489x105.00

Co=——==0.687

°

Go74.7

由设计规范查表得：

&

Z=1.043、Z=^^=2.132、=1.972

0.489

所以：

Mniax=M0Km=105.00x1.972=207.06KN%

五、桩顶纵向水平位移验算

桩在最大冲刷线处水平位移X。

和转角血：

4=244066,B,=1.62100,观=—1.62100,爲=—1.75058

车4+叫仗

a3EIa2EI

747105

=—x2.44066+—x1.62100

0.489£

/0.489-E/符合规范要求。

=2.644x10一m=2.644mm<

6mm

观=孕—短+如坊

0a2EI°

aEI°

=x（―1.62100）+105x（-1.75058）=-1.027x10』rad

0.4892£

Z0.489EZ

鶉■鳥爲。

广lgxl0f=l・042〃

=-8.97xl0_4m=-0.897m

Mil_-141.50x3.33

2EI~2x8.588xl05

所以桩顶纵向水平位移

=（2.644+1.027x12.3+1.042-0.897）x10-3

=15.43x10-3=15.43加加

水平位移容许值[a]=0.5^25=2.5cm,符合要求。

六、桩身截面配筋的计算

＜一〉、配筋的计算

最大弯矩截面在z二处，次处设计最大弯矩为Mj=2（yi.06KNm,设计

最大弯矩为:

M=2849.73+1x2.132x11.78—40x3.61x2.132x1

丿22

=2708.36KN

由截面强度的计算公式：

N.<

^RAr2+^RCur2

NjXrt细二

二qMW况RqBJ+NrDyg/

YeYs

取以上两式的临界状态分析，整理得:

C（g）-Dgr

现拟定采用20号钢筋，I级钢筋，心=HMPa、R=240MPa

1、计算偏心距增大系数

=207X）6=765wwN」270.39

=50740〃〃〃，

40\

因a/?

=4.401>

4.0,故桩的计算长度％=0.5x[3.3+6而

1卩5740「杯r

长细比7=Tooo=5,740<

7,可不考虑纵向弯矩对偏心距的影响’取2、计算受压区髙度系数

=1x76.5=76.5mm、r=~="

=500mm

22

JB—Ag）

RgCg）-DgF

11Bx500-A76.5

=x

设g二则r.=gr=0.90X500=450mm

N,=NraT+NrCp"

Yc人

240Cx76・5-Dx450、=J^xllxAx（500）2+罟x240C“（500）2

=2090000A+45600000C/7

5500B-84L5A

18360C-108000P

现采用试算法列表计算，见下表:

A

B

C

D

卩

N“

5317X1O3

5761X103

6328XlO3

7067XlO3

8061XlO3

X

2408X10*

2408xlO3

2408XlO3

%

•

由计算表可见，当：

二时，计算纵向力““与设计值之比较为合理，故取

匚=,“二为计算值。

3、计算所需纵向钢筋的截面积

A>

=purr-0.002726xx（5OO）2=2141m/?

?

2

现选用10<