铁路桥墩桩基础设计.docx
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铁路桥墩桩基础设计
铁路桥墩桩基础设计
LT
（5）桩对承台冲切（双线、纵向、二孔重载）；
（6）承台抗剪（双线、纵向、二孔重载）。
3、设计成果
（1）设计说明书；
（2）设计计算书；
（3）桩的平面及横断面布置图三、
指导教师评语
四、成绩
指导教师（签章）
年月日
一、设计资料
1、线路：
双线、直线、坡度4‰、线距5m，双块式2无石渣轨道及双侧1.7m人行道，其重量为44.4kN/m。
2、桥跨：
等跨L=31.1m无渣桥面单箱单室预应力混凝土梁，梁全长32.6m，梁端缝0.1m。
梁高3m，梁宽13.4m，每孔梁重8530kN，简支箱梁支座中心距梁端距离0.75m，同一桥墩相邻梁支座间距1.6m。
轨底至梁底高度为3.7m，采用盆式橡胶支座，支座高0.173m，梁底至支座铰中心0.09。
3、建筑材料：
支撑垫石、顶帽、托盘采用C40钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，桩身采用C25混凝土。
4、地质与水文资料
墩柱下地层情况及主要物理力学指标如下：
地层号
岩层名称
标高
厚度
基本
承载力
（kPa）
容重
（kN/m3）
内摩擦角
（°）
1-1
耕地
36.79～36.29
0.5
60
18
10
1-2
粉砂（中密）
36.29～23.31
12.98
200
19.5
18
1-3
粗砂（中密）
23.31～
未揭穿
400
20.5
22
地下水位高程为-50m。
5、标高：
承台底+33.31m。
6、桥墩尺寸：
如下图（单位：
cm）
7、
8、承台底外力合计：
1、双线、纵向、二孔重载：
N=17800.07kN，H=341.5KN，M=4671.75kN.m;
2、双线、纵向、一孔重载：
N=17334.94kN，H=341.5kn，M=4762.57kN.m
二、拟定尺寸
1、桩身采用C25混凝土。
2、设计桩径采用d=1.25m，选用钻孔灌注桩，采用旋转式钻头。
3、由设计资料，选用粗砂层为持力层，从承台底面到粉砂层底部深度为33.31m，取桩长l=20m。
桩底标高为3.31m，进入持力层10m。
4、估算桩数：
（按双线、纵向、二孔重载估算）
因为，桩侧土为不同土层，应采用各土层容重加权平均
查《铁路桥规》得，地基的基本承载力，
查《铁路桥规》得、钻孔灌注桩桩底支撑力折减系数：
各土层的极限承载摩阻力：
粉砂：
粗砂：
取，则估算桩数：
暂取n=8，验算后作必要调整。
5、桩在承台底面的布置
查《铁路桥规》，当时，最外一排桩至承台底板边缘的净距不得小于0.3d（设计桩径）且不得小于0.5m，且钻孔灌注桩中心距不应小于2.5成孔桩径，满足桩间距和和承台边到桩净距的前提下得到桩在承台底面的布置情况，如下图（单位：
cm）：
平面图（单位：
cm）：
断面图（单位：
m）：
三、承台底面形心处的位移计算
1、设计荷载：
双线、纵向、二孔重载：
N=17800.07kN，H=341.5KN，M=4671.75kN.m;
双线、纵向、一孔重载：
N=17334.94kN，H=341.5kn，M=4762.57kN.m
2、计算
（1）桩的计算宽度：
其中，，
其中
因此，
（2）计算基础变形系数
假定桩为弹性桩，则其计算深度：
对于弹性桩，范围内只有粉砂，查表则m的取值。
本设计中取
∴
而，则桩为弹性桩，假设成立。
3、计算单桩桩顶刚度
其中，
∴
又，取用4
查表有，
∴
4、计算承台底面形心处的位移a，b，β（一孔重载）
5、计算作用在每根桩顶上的作用力
竖向力:
水平力:
弯矩：
校核：
6、计算局部桩身顶弯矩、水平力及轴向力
，
7、计算桩身任意深度y处截面的弯矩及水平抗力
无量纲系数及可查表得，值计算列表如下，
0
0
0
1
0
-14.153
-14.153
0.2
0.584795322
0.197
0.998
25.950416
-14.124694
11.825722
0.4
1.169590643
0.377
0.986
49.661456
-13.954858
35.706598
0.6
1.754385965
0.529
0.959
69.684112
-13.572727
56.111385
0.8
2.339181287
0.646
0.913
85.096288
-12.921689
72.174599
1
2.923976608
0.723
0.851
95.239344
-12.044203
83.195141
1.2
3.50877193
0.762
0.774
100.376736
-10.954422
89.422314
1.4
4.093567251
0.765
0.687
100.77192
-9.723111
91.048809
1.6
4.678362573
0.737
0.594
97.083536
-8.406882
88.676654
1.8
5.263157895
0.685
0.499
90.23368
-7.062347
83.171333
2
5.847953216
0.614
0.407
80.880992
-5.760271
75.120721
2.2
6.432748538
0.532
0.32
70.079296
-4.52896
65.550336
2.4
7.01754386
0.443
0.243
58.355504
-3.439179
54.916325
2.6
7.602339181
0.355
0.175
46.76344
-2.476775
44.286665
2.8
8.187134503
0.27
0.12
35.56656
-1.69836
33.8682
3
8.771929825
0.193
0.076
25.423504
-1.075628
24.347876
3.5
10.23391813
0.051
0.014
6.718128
-0.198142
6.519986
4
11.69590643
0
0
0
0
0
无量纲系数及可查表得，值计算列表如下，水平抗力图也如下
0
0
2.441
1.621
0
0
0
0.2
0.584795322
2.118
1.291
10.04377895
-0.694573099
9.349205848
0.4
1.169590643
1.803
1.001
17.10003158
-1.077099415
16.02293216
0.6
1.754385965
1.507
0.75
21.43905789
-1.210526316
20.22853158
0.8
2.339181287
1.224
0.537
23.21734737
-1.155649123
22.06169825
1
2.923976608
0.97
0.361
22.99921053
-0.971111111
22.02809942
1.2
3.50877193
0.746
0.219
21.22566316
-0.706947368
20.51871579
1.4
4.093567251
0.552
0.108
18.32349474
-0.406736842
17.91675789
1.6
4.678362573
0.388
0.024
14.71949474
-0.103298246
14.61619649
1.8
5.263157895
0.254
-0.036
10.84045263
0.174315789
11.01476842
2
5.847953216
0.147
-0.076
6.970894737
0.408888889
7.379783626
2.2
6.432748538
0.065
-0.099
3.390605263
0.585894737
3.9765
2.4
7.01754386
0.003
-0.11
0.170715789
0.710175439
0.880891228
2.6
7.602339181
-0.04
-0.111
-2.465894737
0.776350877
-1.68954386
2.8
8.187134503
-0.069
-0.105
-4.580873684
0.790877193
-3.789996491
3
8.771929825
-0.087
-0.095
-6.188447368
0.766666667
-5.421780702
3.5
10.23391813
-0.105
-0.057
-8.713618421
0.536666667
-8.176951754
4
11.69590643
-0.108
-0.015
-10.24294737
0.161403509
-10.08154386
四、桩基检算
1、单桩承载力检算（按双孔重载计算）
则桩顶内力：
桩身C25混凝土容重
土平均重度
桩入土部分同体积土重：
则
其中，，故单桩轴向受压承载力满足要求。
2、群桩承载力检算（按双孔重载计算）
将桩群看作一个实体基础，则实体基础为一台体，台体底面由于内摩擦角（）较顶面放大（如图），底面尺寸：
桩自重：
桩侧土重：
故符合强度要求
五、承台强度检算
1、桩顶处的局部受压验算
由于承台的水泥型号是C30，而桩的水泥型号是C25，所以承台的局部
受压不需验算
2、承台冲切承载力验算
（1）、柱边冲切求得冲跨比和冲切系数
为自桩短边到最近桩边距离为自桩长边到最近桩边距离
因h=2500mm>2000mm,故
则
注:
（2）、角桩向上冲切，从角桩内边缘至承台外边缘距，
3、桩对承台的冲剪验算
取承台破坏锥体的有效高度为，则
，
又因为,,
所以
故满足抗冲切验算。
4、承台受剪切承载力验算
I-I截面：
按0.3计算
故剪切系数
Ⅱ-Ⅱ截面
按0.3计算
故剪切系数
5、承台受弯承载力计算：
设沿y方向布置的钢筋直径为28mm,则有：
选用9φ28，沿平行I-I截面方向均匀布置。
配置HR335级钢筋
。
选用5φ50，沿平行Ⅱ-Ⅱ截面方向均匀布置
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