某桥梁桩基础设计计算

一、设计资料 1、地址及水文

河床土质：从地面（河床）至标高32.5m为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30m；河床标高为40.5m，一般冲刷线标高为38.5m，最大冲刷线为35.2m，常水位42.5m。 2、土质指标表一、土质指标

类型 软塑粘土 地基系数m 极限摩阻力T 40 内摩擦角 20 容重

12 密实粗砂 120 38 12 3、桩、承台尺寸与材料

承台尺寸：7.0m×4.5m×2.0m。拟定采用四根桩，设计直径1.0m。桩身混凝土用20号，其受压弹性模量Eh=2.6×104MPa 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：

N05659.4KN、

H00298.8KN、

M03847.7KNm

1.0m）自重每延米为：

恒载及二孔活载时：

N6498.2KN。桩（直径

q1.0241511.78KN/m

故，作用在承台底面中心的荷载力为： 恒载及二孔活载时：

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，一般冲刷线以下深度

1为h3，则：Nh[p]Uliim0A{[0]k22(h23)}

2当两跨活载时： 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

现取h=9m，桩底标高为26.2m。桩的轴向承载力符合要求。具体见如图1所示。 三、桩顶及最大冲刷线处荷载Pi、Qi、Mi、M0、Q0、P0 ＜一＞、参数计算 1、桩的计算宽度b1 又：

L11.5m:h13(d1)6m:n2:b0.6

：故：

2、桩的变形系数5mb1 EI桩在最大冲刷线以下深度h=9m，其计算长度为： 故按弹性桩计算。 3、桩顶刚度系数1、

2、3、4值计算

42.524.91m2

A按桩中心距计算面积，0已知：hh0.48994.4014，取用4。

3由已知资料和查附表得：

2EIxm0.107EIQEIxQ0.031EI、m、

4、计算承台底面原点O处位移0、b0、0

n240.031EI0.124EIn340.107EI0.429EI(n3)2(0.429EI)20.184(EI)2<二>计算作用在每根桩顶上的作用力竖向力： 水平力： 弯矩： 校核：nQi所以：

pi Qi Mi。

474.7298.8KNH298.8KN

<三>计算最大冲刷线处桩身弯矩M0水平力Q0及轴向力P0。

Q074.7KN、P02810.870.7853.3152849.73KN

四、最大弯矩Mmax及最大弯矩位置Zmax的计算 由设计规范查表得： 所以：MmaxM0Km105.001.972207.06KNm

五、桩顶纵向水平位移验算

桩在最大冲刷线处水平位移x0和转角0：

Q0M0x03Ax2BxEIEI74.71052.440661.62100320.489EI0.489EI符合规范要求。 2.644103m2.644mm6mm所以桩顶纵向水平位移 水平位移容许值[]0.525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=2.132处，次处设计最大弯矩为M设计最大弯矩为：

j207.06KNm，

由截面强度的计算公式：

取以上两式的临界状态分析，整理得： 现拟定采用20号钢筋，I级钢筋，Ra1、计算偏心距增大系数

11MPa、Rg240MPa

4.0l0.53.3因h4.4014.0，故桩的计算长度p50740mm，

0.489长细比

lp57405.7407，可不考虑纵向弯矩对偏心距的影响，取d10001。

2、计算受压区高度系数 设g=0.9则rggr0.90500450mm。

NubRAr2bRgCr2cs11B500A76.50.950.952211A500240C500 240C76.5D450、1.251.255500B841.5A2090000A45600000C18360C108000D现采用试算法列表计算，见下表：

A B C D 0.96 2.5890 0.4011 2.3359 0.6847 -0.00088 531710 240810 33RaBrAe0RgCe0Dgr0.97 2.6158 0.3865 2.3690 0.6590 0.002726 30.98 2.6424 0.3717 2.4012 0.6339 0.007353 30.99 2.6685 0.3566 2.4324 0.6094 0.013435 31.00 2.6943 0.3413 2.4627 0.5856 0.021637 3576110 632810 706710 806110 240810 240810 240810 240810 3333 1.963 2.127 2.336 2.609 2.976 由计算表可见，当=0.97时，计算纵向力Nu与设计值Nj之比较为合理，故取=0.97，=0.002726为计算值。 3、计算所需纵向钢筋的截面积 现选用10φ18，Ag混凝土净保护层

25.45cm2，布置如图2 所示。

20c6050mm25mm纵向钢筋间净距为256mm>80mm。

2<二>对截面进行强度复核 由前面的计算结果 实际配筋率

1、在垂直与弯矩作用平面内 长细比

lpd5.7407，故纵向弯曲系数1。

混凝土截面积为Ahd24785398mm2，实际纵向钢筋面积

Ag2545mm2，则在垂直于弯矩作用平面内的承载力为：

2、在弯矩作用平面内

同样采用试算法可得，当0.98时(e0)78.99mm，与设计的

e076.5mm很接近，故取0.98为计算值。在弯矩作用平面内的承载力

Nu为bRaAr2bRgCr2cs0.950.95112.6424(500)22402.36900.007353(500)2 1.251.256327.73KNNj2708KN桩截面符合强度要求。 七、承台结构设计计算

承台（见上图）的有效高度为：h01、承台受冲切验算

200203177cm

a0x1000.565

桩边冲切，计算冲跨比：0xh0177250y0.1410.2，取0.2

h0177计算冲切系数：

a0y0x0.840.841.098 0x0.20.5650.22[0x(bca0y)0y(hca0x)]hpfth0取hp1.0，则：2[0.565(10.25)2.100(21.5)]1.011001.77

32371.04KN2810.87KN满足要求。 桩向上冲切，

c1c2150cm;a1x100cm;a1y0.25cm;所以，

0.560.560.7321x计算冲切系数： 1x0.20.5650.2取hp1.0，所以： 满足要求。 3、抗剪承载力计算

ax1000.565 ax100cm,ay25cm，所以，xh017725y0.141，取0.2。h177cn，剪切承载力截面高度

0h0177影响系数hs1.0。 所以抗剪承载力满足要求。

ay4、承台受弯承载力计算

选用3228钢筋，间距为17+29×14+17cm，则实际钢筋=197.02cm，混凝土保护层为5cm，沿X轴方向布置。

选用3128钢筋，间距为23cm，则实际钢筋=190.86cm 2 ，混凝土保护层为5cm，沿X轴方向布置。

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