墩台与基础课程设计.doc
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学号
墩台与基础课程设计
设计说明书
桩柱式桥墩钻孔灌注摩擦桩及端承桩设计
（公路-II级，净7+2×1.0m，跨径L=16m）
起止日期：
2013年12月30日至2014年1月8日
学生姓名
班级
成绩
指导教师
土木工程学院
2014年1月6日
目录
第一部分摩擦桩设计 2
一、设计资料 2
二、荷载计算 2
三、桩长计算 6
四、桩的内力计算 6
五、桩顶水平位移计算 9
六、桩身配筋计算 10
第二部分端承桩设计 13
一、设计资料 13
二、荷载计算 13
三、单桩承载力的计算 17
四、桩身内力计算 18
五、嵌固深度计算 20
六、桩顶水平位移计算 20
七、桩身配筋计算 21
参考文献 24
第一部分摩擦桩设计
一、设计资料
1.设计标准以及上部构造
设计荷载：
公路—Ⅱ级；
桥面净宽：
净—7+2×1.0m；
标准跨径:
Lk=16m，梁长15.96m，计算跨径15.5m；
上部构造：
装配式钢筋混凝土简支T梁桥设计。
2．水文地质条件
各土层地质情况及有关钻孔灌注桩桩基设计参数见附表一。
3．材料
钢筋：
盖梁主筋用HRB335钢筋，其他均用R235钢筋；
混凝土盖梁、墩柱用C30，系梁及钻孔灌注桩用C25。
4．桥墩尺寸
二、荷载计算
1.一孔主梁恒载
主梁
集度（KN/m）
梁长（m）
自重（KN）
1（4）
21.06
15.96
326.43
2（3）
22.02
15.96
341.31
合计
667.74
2.其他恒载计算
盖梁自重：
墩身自重：
系梁自重：
3.单根桩顶承受的恒载
（二）活载计算
1.顺桥向活载计算
①单孔单列汽车
单孔双列车
②双孔单列汽车
双孔双列车
③单孔单侧人群
双侧人群
④双孔单侧
⑤双孔双侧
双孔荷载对墩柱产生最大竖向力，单孔荷载产生墩柱最大弯矩
2.双柱反力横向分布计算
汽车荷载如图所示
①汽车单列非对称布载
②汽车双列非对称
③人群单侧非对称布载
④人群双侧对称布载
3活载计算
①汽车及人群双孔布载产生最大支反力，即产生最大墩柱垂直力
编号
荷载情况
最大垂直反力（KN）
最小垂直反力（KN）
1
横向分布
横向分布
2
汽车荷载
单列车
0.957
356.85
0.043
16.03
3
双列车
0.620
462.38
0.38
283.39
4
人群荷载
单侧行人
1.37
65.35
-0.37
-17.649
5
双侧行人
0.5
47.7
0.5
47.7
②汽车及人群单孔布载产生的最大偏心矩，即产生的最大墩柱底弯矩
布载情况
水平力H
竖向力B
垂直力
1号墩柱底弯矩
1号墩柱底弯矩
单孔单列
228.03
0.957
0.043
281.51
12.65
70.38
3.16
单孔双列
456.06
0.620
0.38
364.76
223.56
91.19
55.89
单孔单侧人群
23.85
1.37
-0.37
32.68
-8.825
8.169
-2.206
单孔双侧人群
47.7
0.5
0.5
23.85
23.85
5.963
5.963
制动力
45
力臂
267.75
267.75
盖梁风力
1.125
5.85
5.85
墩柱风力
1.05
2.336
2.336
以上力的单位均为kN，弯矩的单位为kN·m,制动力、盖梁风力、墩柱风力分别乘各自相应的力臂，人群产生的反力不计冲击系数。
其中冲击系数，表中0.25为支座中心到墩柱中心的距离，从桥梁工程设计资料中查得。
三、桩长计算
由于河床为多层土质，需要通过试算确定桩长。
四、桩的内力计算
1.桩的计算宽度
2.桩的变形系数
当基础侧面地面或局部冲刷线以下深度内有三层土时，将三层土的比例系数换算成一个m值
按弹性计算
3作用在局部冲刷线处的H0，M0计算
4.单位“力”作用在局部冲刷线处的，桩柱在该处产生的变位计算
取ah=4
5.局部冲刷线处变位计算：
6.局部冲刷线以下深度各截面内力计算：
Z
0.2
0.56
-0.00133
-0.00013
0.99999
0.2
585.36
0.4
1.23
-0.01067
-0.00213
0.99974
0.39998
600.97
0.6
1.69
-0.036
-0.0108
0.99806
0.59974
605.52
0.8
2.25
-0.08532
-0.03412
0.99181
0.79854
595.46
1.0
2.82
-0.16652
-0.08329
0.97501
0.99445
570.94
1.4
3.94
-0.45515
-0.31933
0.86573
1.35821
485.86
1.8
5.07
-0.95564
-0.86715
0.52997
1.61162
373.20
2.2
6.20
-1.69334
-1.90567
-0.27087
1.57538
259.52
2.6
7.32
-2.62126
-3.59987
-1.87734
0.91679
166.47
3.0
8.45
-3.54058
-5.99979
-4.68788
-0.89126
106.61
3.5
9.86
-3.91921
-9.54367
-10.3404
-5.85402
81.05
4.0
11.27
-1.61428
-11.73068
-17.9186
-15.0755
91.78
桩身弯矩图
从表中知
7.对最大弯矩修正
修正后的最大弯矩
五、桩顶水平位移计算
水平位移容许值为，符合要求。
六、桩身配筋计算
1Mmax对应的轴向力组合设计值为
2.按偏心受压构件进行配筋计算
、、
主筋采用HRB335级钢筋。
配筋率
ξ
A
B
C
D
ρ
Nu
0.20
0.3244
0.2628
-1.5296
1.4216
-0.00166
2137254.043
0.21
0.3481
0.2787
-1.4676
1.4623
-0.00172
2265030.014
0.24
0.4219
0.3259
-1.2911
1.5697
-0.00186
2654493.586
0.29
0.5526
0.4011
-1.0194
1.7086
-0.00196
3320056.669
0.40
8.8667
0.5414
-0.4749
1.8801
-0.00146
4873007.388
0.50
1.1735
0.6271
0
1.9081
0.000279
6468918.75
0.70
1.8102
0.6523
1.1294
1.4402
0.0205
13155277.94
0.90
2.4215
0.4828
2.0181
0.8704
-0.1009
-14589008.24
1.00
2.6943
0.3413
2.3082
0.6692
-0.0677
-6587248.458
当ξ=0.21时，Nu大于设计值Nd时的ρ即为装的纵向配筋率故取
主筋选用16根公称直径为25的HRB335钢筋
实际配筋率
箍筋采用螺旋箍筋R235级，直径8mm,螺旋筋的间距S=200mm
ξ
A
B
C
D
0.21
0.3481
0.2787
-1.4676
1.4623
1.9468
0.3
0.5798
0.4155
-0.9675
1.7313
0.7465
0.5
1.1735
0.6271
0
1.9018
0.50697
0.59
1.4589
0.6635
0.4485
1.8052
0.4041
0.6
1.4908
0.6651
0.5021
1.7856
0.3982
0.65
1.6508
0.6651
0.808
1.6343
0.3456
0.67
1.7147
0.6615
0.943
1.5534
0.32187
0.70
1.8102
0.6523
1.1294
1.4402
0.2942
当时，与设计值接近，取该ξ计算
第二部分端承桩设计
一、设计资料
1.设计标准以及上部构造
设计荷载：
公路—Ⅱ级；
桥面净宽：
净—7+2×1.0m；
标准跨径:
Lk=16m，梁长15.96m，计算跨径15.5m；
上部构造：
装配式钢筋混凝土简支T梁桥设计。
2．水文地质条件
各土层地质情况及有关钻孔灌注桩桩基设计参数见附表一。
3．材料
钢筋：
盖梁主筋用HRB335钢筋，其他均用R235钢筋；
混凝土盖梁、墩柱用C30，系梁及钻孔灌注桩用C25。
4．桥墩尺寸
二、荷载计算
1.一孔主梁恒载
主梁
集度（KN/m）
梁长（m）
自重（KN）
1（4）
21.06
15.96
326.43
2（3）
22.02
15.96
341.31
合计
667.74
3.其他恒载计算
盖梁自重：
墩身自重：
系梁自重：
4.单根桩顶承受的恒载
（二）活载计算
1.顺桥向活载计算
①单孔单列汽车
单孔双列车
②双孔单列汽车
双孔双列车
③单孔单侧人群
双侧人群
④双孔单侧
⑤双孔双侧
双孔荷载对墩柱产生最大竖向力，单孔荷载产生墩柱最大弯矩
3.双柱反力横向分布计算
汽车荷载如图所示
①汽车单列非对称布载
②汽车双列非对称
③人群单侧非对称布载
④人群双侧对称布载
4.活载计算
①汽车及人群双孔布载产生最大支反力，即产生最大墩柱垂直力
编号
荷载情况
最大垂直反力（KN）
最小垂直反力（KN）
1
横向分布
横向分布
2
汽车荷载
单列车
0.957
356.85
0.043
16.03
3
双列车
0.620
462.38
0.38
283.39
4
人群荷载
单侧行人
1.37
65.
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