某大学桥梁基础工程课程设计

桥梁基础工程课程设计姓 名：xxx学 号：xxx班 级：xxx指导老师：xxx设计时间：xxx目录第一章概述1第一节 工程概况和设计任务1第二节 工程地质和水文地质资料6第三节 设计依据7第二章基础类型的比选8第三章浅基础的设计与检验9第一节地基持力层的选择9第二节荷载计算9第三节浅基础承载力检算13第四节地基沉降的检验15第四章 桩基础方案设计17第一节 地基持力层的选择17第二节 荷载计算17第三节 基础尺寸的拟定23第五章桩基础技术设计26第一节桩基础的平面分析26第二节横向荷载下单桩的内力和位移计算30第三节 桩身截面配筋34第三节 单桩轴向承载力检算36第四节 墩台顶的水平位移检算36第五节 群桩基础的承载力和位移检算3739第六节 单桩基底最大竖向应力及侧面土抗力检算38第七节 群桩的沉降检验.第六章初步组织施工设计43第一节 基础的施工工艺流程44第二节 主要施工机具46第三节 主要工程数量和材料用量48桩基础附图第四节 保证施工质量的措施50第一章 概述第一节 工程概况和设计任务1、 工程名称某I级铁路干线上的特大桥（单线）。2、 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图12全桥总布置图3、 支座及墩台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 本人承担第五号桥墩的设计与检算。主要设计为浅基础和桩基础，并进行方案的比选，从中选出一个经济可行的最佳方案。桥墩为实心圆端形桥墩，地面标高为1156.21m，线路桥面的标高为1178.12m。图13圆端形桥墩构造图图14空心桥墩构造图第二节 工程地质和水文地质资料1、 工程地质本段线路通过构造剥蚀低中山区、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土取值，W2泥岩和W2砂岩为微风化泥岩和微风化砂岩。新黄土不需要考虑湿陷性。2、 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，局部冲刷线1118.30m。该桥所在地区的基本风压为800Pa。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）桥梁基础工程课程设计指导书（6）桥梁基础工程，西南交通大学岩土工程系编第二章 基础类型的比选根据荷载的大小和性质、地质和水文地质条件、料具的用量价格（包括料具的数量）、施工难易程度、物质供应和交通运输条件以及施工条件等等，经过综合考虑后决定以下四个可能的基础类型，进行比较选择，采用最佳方案。表2.1 方案比较表基 础 类 型方 案 比 较浅基础一般指基础埋深小于基础宽度或深度不超过5m的基础。建筑物的浅平基多用砖、石、混凝土或钢筋混凝土等材料组成，因为材料的抗拉性能差，截面强度要求较高，埋深较小，用料省，无需复杂的施工设备，因而工期短，造价低，但只适宜于上部荷载较小的建筑物。低承台桩基稳定性较好，但水中施工难度较大，故多用于季节性河流或冲刷深度较小的河流，航运繁忙或有强烈流水的河流。位于旱地、浅水滩或季节性河流的墩台，当冲刷不深，施工排水不太困难时，选用低承台桩基有利于提高基础的稳定性。高承台桩基当常年有水，且水位较高，施工不易排水或河床冲刷较深，在没有和不通航河流上，可采用高承台桩基。有时为了节省圬工和便于施工，也可采用高承台桩基。然而在水平力的作用下，由于承台及部分桩身露出地面或局部冲刷线，减少了及自由段桩身侧面的土抗力，桩身的内力和位移都将大于低承台桩基，在稳定性方面也不如低承台桩基。沉井沉井基础占地面积小，施工方便，对邻近建筑物影响小，沉井内部空间还可得到充分利用。沉井法适用于地基深层土的承载力大，而上部土层比较松软，易于开挖的地层。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，地下水及地表水对普通混凝土不具侵蚀性。五号桥墩所处位置无流水，施工较容易，综合以上原因所以不采用高承台桩基础和沉井基础，优先选用浅基础和低承台桩基础进行检算。考虑到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，这里将桩基础拟选用钻孔灌注桩，选用摩擦桩。第三章 浅基础的设计与检验第一节 地基持力层的选择一、 地基持力层的确定持力层的选取应该分为两步，第一步选取最小的持力层埋深（考虑持力层的性质、水流的冲刷、冻结等）；第二步从最小埋深中选择一个埋深较浅，压缩性较好的土层作为持力层。本桥墩处地下水位在地下40m左右，选择的持力层不必那么深，所以暂时不考虑冲刷的影响。按照铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5-2005）规定：一般情况下基础的最小埋置深度为2m。同时考虑到持力层土体为新黄土，承载力较小，所以选择埋深为4.5m。做三层台阶，每层1.5m。最上面的刚性角取35度，下面两层为45度。那么基础底面为13.5m 11.1m 的矩形面。整个桥墩的高度（顶面到底面）为21.91m。图3-2 基底土层情况图图3-1 浅基础布置图第二节 荷载计算一、 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N1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）顶帽重量图3-3 顶帽布置图顶帽体积V2-1 =120.352=1.4m3 V2-2= 4.22+5.92.7+ 0.05=0.59m3V2-3= 62.8+5.92.7+ 0.05=0.82 m3V2-4=0.42.86=6.72m3V2-5= 5.62.4+2.14.5+ 1.4=15.94m3V2=25.477 m3顶帽重量N2 =钢筋混凝土V2=2525.477=636.92kN（3）墩身重量墩身体积V3-1 =(2.42.1+2.43.036)19.66/2=128.25m3 V3-2=V大圆锥- V小圆锥=102.963 m3V3=231.214 m3图3-4 墩身布置图墩身重量N3 =钢筋混凝土V3=23231.214=5317.92kN（4）基础重量承台体积V4=(7.55.1+10.58.1+13.511.1)1.5=409.72m3承台重量N4 =钢筋混凝土V4=23409.725=9423.68kN（5）基础台阶上土体重量台阶上土体体积V5=13.511.13-7.55.11.5-10.58.11.5=264.6m3台阶上土体重量N5 =土V5=15.5264.6=4101.3kN（6）水浮力由于没有水的影响，所以没有浮力作用。（7）作用在基底上的恒载 N恒=N1+N2+N3+N4+N5=3436.85+636.92+5317.92+9423.68+4101.3=22916.67kN2、 活载（1）列车竖向静活载a、单孔重载：根据M=0，可得支点反力R1为 R1=1/329225.2(25.2/2-0.35)+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=663.75kN?mb、单孔轻载：根据M=0，可得支点反力R2为 R2=1/329225.2(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=1521.98kNR2对基底x-x的力矩M活2为 M活2=0.351521.98=532.69kN?mc、 双孔重载：根据 = 确定最不利荷载位置x，本桥梁为等跨梁，故G1=G2，G1和G2分别为左右两跨上的活载重量， G1=2205+92(32.7-7.5-x)=3418.4-92x G2=92(30-32.7+7.5+x)+8032.7-30-(32.7-7.5-x)=2673.5+12x由G1=G2得x=7.162m。则支点反力R3、R4R3= 52209.812+9218.03823.331=1547.2kNR4= 9211.96226.369+8020.73810.019=1426.3kN作用在基底上的竖向活载为 N活3=R3+R4=1547.2+1426.3=2973.52kN M活3=0.35(1547.2-1426.3)=42.32kN?md、双孔空车荷载：支点反力R5=R6=1/232.710=163.50kN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。二、 附加力计算（1） 制动力（或牵引力）a、 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)=341.84kNH1对基底x-x轴的力矩：MH1=341.84(4.5+21.91+0.4)=9164.73kN?mb、 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（或牵引力）H2-2=10%8032.7-(30-18.39)+9230-(32.7-7.5-6.81)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=341.84kNH2对基底x-x轴的力矩：MH2=341.84(1181.25-1122.72+0.192+2)=9164.73kN?m（2） 纵向风力风荷载强度：W=K1K2K3W0=1.111.2800=1.06kPa 其中K1根据长边迎风的圆端形截面L/b1.5,由课本表28查得为1.1，K2根据轨顶离地面的高度小于20m，取K2=1，K3根据桥址所处地形为构造剥蚀山区，河谷阶地，河流峡谷区，所以K3取1.2。顶帽风力： H3-1=WA=11.32kN H3-1对基底xx轴的力矩MH3-1为 MH3-1=11.32(0.5+19.55+4.5)=279.15kN?m墩身风力 H3-2=WA=102.77kN H3-2对基底xx轴的力矩MH3-2为 MH3-2=102.767(19.66/2+3)=1318.50kN?m纵向风力在承台底产生的荷载H3=H3-1+H3-2=11.32+102.767=114.09kN MH3=MH3-1+MH3-2=279.15+1318.5=1597.65kN?m（3）流水压力表3.1浅基础底面荷载统计表 因为该桥墩不处于水流中，所以流水压力为0活载布置图示单孔重载双孔重载单位N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)主力恒载22916.70.00.0022916.70.00.0活载1896.40.0663.82973.50.042.3附加力制动力0.0341.89164.70.0341.89164.7风力0.0114.11597.60.0114.11597.6第三节 浅基础承载力检算一、 地基强度检算（1）地基承载力的修正 = 0+k11(b-2)+ k22(h-3)=150+0+1.515.5(4.5-3) =184.88kPa（2）基底截面特性基底面积A=11.113.5=149.85m2截面模量W = =277.22m3（3）作用在基底上得荷载单孔重载：N=22916.672+1896.42=24813.09kNM=663.75+9164.73+1597.65=11426.13kN?mmax= + =165.586+41.217=206.803 0kPa双孔重载：N=22916.672+2973.52=25890.19kNM=663.75+9164.73+1597.65=10804.70kN?mmax= + =172.774+38.97=211.744 0kPa二、 基底偏心距检算采用主力+附加力、单孔轻载、常水位：N=22916.672+1521.98=24438.65kNM=532.69+9164.73+1597.65=11295.07kN?me=0.6=0.6 =1.11me = =0.461.5 满足基础滑动稳定性要求（2） 抗倾覆的检验：Kc= = =16.081.3 满足基础倾覆稳定性要求第四节 地基沉降的检验采用恒载分层总和法求解hc=b(2.5-0.4lnb)=11.1(2.5-ln11.1)=17.1m，hmax=0.4b=4.4m共分成五层，第一层为新黄土(3.4m)；第二层为新黄土(3.5m)；第三层为新黄土(3.5m)；第四层为W3泥岩(3.3m)；第五层为W3泥岩(3.4m)。N恒载=22916.672kNP0= - h=152.93-4.515.5=83.13kPaa= =6.75m，b= =5.55m 表3.2浅基础沉降计算表层次深度(zi)i(,)zii-zi-1i-1(zii-zi-1i-1)(zii-zi-1i-1)13.4m0.24340.827637.211mm26.9m0.21980.689130.983mm310.4m0.18830.441719.860mm413.7m0.16380.28570.792mm517.1m0.14320.20470.568mm89.414mm偏于安全取修正系数为s=0.685Sz=s=61.25mm341.84kN故双孔重载时采用的制动力（或牵引力）为 H2=341.84kNH2对基底x-x轴的力矩：MH2=341.84(1181.25-1122.72+0.192+2)=9164.73kN?m（2）纵向风力风荷载强度W=K1K2K3W0=1.111.2800=1.056kPa 其中K1根据长边迎风的圆端形截面L/b1.5,由西南交通大学岩土工程系版桥梁基础工程表28查得为1.1，K2根据轨顶离地面的高度小于20m，取K2=1，K3根据桥址所处地形为构造剥蚀山区，河谷阶地，河流峡谷区，所以K3取1.2。顶帽风力 H3-1=WA=11.32kN H3-1对基底xx轴的力矩MH3-1为 MH3-1=11.32(0.5+19.55+4.5)=279.15kN?m墩身风力 H3-2=WA=102.767kN H3-2对基底xx轴的力矩MH3-2为 MH3-2=102.767(19.66/2+3)=1318.5kN?m纵向风力在承台底产生的荷载H3=H3-1+H3-2=11.32+102.767=114.087kN MH3=MH3-1+MH3-2=279.15+1318.5=1597.65kN?m（3）流水压力 因为该桥墩不处于水流中，所以流水压力为0。表4.1桩基础底面荷载统计表四、 荷载组合活载布置图示单孔重载双孔重载单位N(kN)H(kN)M(kN.m)N(kN)H(kN)M(kN.m)主力恒载13071.70.000.0013071.70.000.00活载1896.420.00663.752973.520.0042.32附加力制动力0.00341.849164.730.00341.849164.73风力0.00114.081597.650.00114.081597.65（1）单桩轴向承载力检算最不利荷载组合为纵向主+附，双孔重载。（2）墩台顶的水平位移检算最不利荷载组合为纵向主+附，单孔重载或双孔重载。（3）桩身截面配筋检算最不利荷载组合为纵向主+附，单孔重载。（4）群桩基础承载力检算最不利荷载组合为纵向主+附，双孔重载。第三节 基础尺寸的拟定一、 承台尺寸确定墩身底面尺寸：5.443.04。承台平面尺寸：108。承台厚度：承台采用C30混凝土，厚度定为2m。承台底面标高：1178.12-21.91-2=1154.21m。承台底面入土：1156.21-1154.21=2m。二、 桩长和桩径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。初步拟定桩长为18m。三、 确定桩数及其平面布置 1、 单桩轴向容许承载力的确定p= Ufili+m0A 选择冲击锥，成孔桩径1.5+0.08=1.58m，U=1.583.14=4.96m各土层极限摩阻力：新黄土 f1=60kPa，l1=8.4m，W3泥岩 f2=100kPa，l2=9.6m，钻孔灌注桩桩底支撑力折减系数m0，由于W3泥岩土质较好，但考虑上覆较厚的新黄土可能坍塌，经查西南交通大学岩土工程系版桥梁基础工程表38，取为0.5。h10d，所以=0+k22 (4d-3)+ k22 (6d)，W3泥岩参数按碎石取，物理状态为中密，所以地基允许承载力深度修正系数k2=5，k2= k2=2.5。A=d2/4=1.77m2 = =17.9kN=0+k22 (4d-3)+ k2(6d)=400+517.9(41.5-3)+2.517.9 (61.5)=1071.25kPap= Ufili+m0A=0.54.96608.4+1009.6+0.51071.251.77=4578.78kNN恒=3436.85+636.92+5317.92+232108=13071.69kN作用于承台底面的最大竖向力N=N恒+N活=13071.69+2973.52=16045.21kN估算桩数n= = =4.21，取n=6。钻孔灌注摩擦桩的中心距不应小于2.5倍成孔直径，2.5d=3.75m。各类桩的承台板边缘至最外一排桩的净距当桩径d1m时，不得小于0.5d，且不得小于0.25m；当桩径d1m时，不得小于0.3d，且不得小于0.5m。对于钻孔灌注桩，d为设计桩径。布桩形式和承台尺寸图第五章 桩基础技术设计第一节 桩基础的平面分析一、 b0、m、的确定b0=0.9(d+1)k桩间净距l0=2.25m，计算深度h0=3(d+1)=7.5m，n=3，C=0.5 k=C+1-C0.6?l0h0=0.5+0.52.250.67.5=0.75b0=0.9(1.5+1)0.75=1.69m假设为弹性桩，hm=2(1.5+1)=5m在5m范围内只有一层新黄土。所以m=10000kN/m4C30受压弹性模量Eh=3.2107kPaI=d4/64=0.25m4，EI=0.8EhI=6.4106kN?m= = =0.31h=6.84m2.5m，所以应按弹性桩设计。二、 单桩刚度系数计算钻孔灌注桩=0.5，桩在地面以上长度l0=0m；桩在地面以下长度l=18m；内摩擦角取所穿越土层平均值= =33.13d0 = d+2ltan =1.5+218 tan =6.743.75m故A0= d20 =11.04m2C0=mh= 5000018=90000kN/m31= =3.48106kN/ml0=0，l=0.3818=6.844查表得YQ=1.064，YM=0.985，M=1.4842=3 EIYQ =0.3136.41061.064=3.74105kN/m3=2 EIYM =0.3126.41060.985=9.10105kN/m4=EIM =0.316.41061.484106=3.61106kN/m三、 群桩刚度系数计算B0=B+1=10+1=11mh=2，Ch=210=20MPa/mbb=n1=63.48106=2.088107 kN/maa=n2+ =63.74105+ =2.46106 kN/ma=-n3+ =-69.10105+ =-5.313106 kN/m=n4+n1x2+ =63.61106+43.481063.752+ =2.176108 kN/m 四、 桩顶位移及次内力计算1、 荷载组合为纵向主+附，双孔重载竖向力N=13071.69+2973.52=16045.21kN 水平力H=341.84+114.09=455.93kN对承台x-x轴力矩M=8310.13+1466.58+42.32= 9819.03kN?m（1）计算承台位移 承台竖向位移b0= = = 7.6810-4m 承台水平位移a= = =2.9910-4m 承台转角= = =5.2410-5rad（2）计算桩顶位移及内力 桩顶竖向位移b1i=b0+x1i=7.6810-4+3.755.2410-5=9.6410-4mb2i=b0+x2i=7.6810-4-3.755.2410-5=5.7110-4m 桩顶水平位ai=a=2.9910-4m 桩顶转角i=-=-5.2410-5rad 桩顶处轴向力 Ni = -1x1i= -3.755.2410-53.48106=1990.4kNNi = = =2674.2kNNi = +1x1i= +3.755.2410-53.48106=3358.0kN 桩顶处横向力 Qi=a2-3=2.9910-43.74105-5.2410-59.10105=64.14kN 桩顶处力矩 Mi=4-a3=5.2410-53.61106-2.9910-49.10105=-82.93kN?m2、 荷载组合为纵向主+附，单孔重载竖向力 N=13071.69+1896.42=14968.11kN 水平力 H=341.84+114.09=455.93kN对承台x-x轴力矩M=8310.13+1466.58+663.75=10440.46kN?m（1）计算承台位移 承台竖向位移 b0= = =7.1710-4m 承台水平位移a= = =3.0510-4m 承台转角= = =5.5410-5rad（2）计算桩顶位移及内力 桩顶竖向位移b1i=b0+x1i=7.1710-4+3.755.5410-5=9.2510-4mb2i=b0+x2i=7.1710-4-3.755.5410-5=5.0910-4m 桩顶水平位移ai=a=3.0510-4 桩顶转角,i=-=-5.5410-5 桩顶处轴向Ni= + 1x1i= -3.755.5410-53.48106=1771.7kNNi= = =2494.7kNNi= + 1x1i= +3.755.5410-53.48106=3217.7kN 桩顶处横向力 Qi=a2-3=3.0510-43.74105-5.5410-59.10105=63.66kN 桩顶处力矩 Mi=4-a3=5.5410-53.61106-3.0510-49.10105=-77.56kN?m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纵向主+附，双孔重载产生的单桩内力及位移。水平力Q0=Qi=64.14kN对承台x-x轴的力矩M0=Mi+Qil0= -82.93+64.140= -82.93kN?ml=0.3118=5.582.5,故可用简捷算法。1、 任意深度y处桩身横向位移 Xy=Q03EIAx+M02EIBx=1.82610-4Ax-8.9710-5Bx X0=1.82610-42.441-8.97410-51.621=3.0110-4m2、 任意深度y处桩身转角 y=Q02EIA+M0EIB=6.9410-5A-3.4110-5B 0=6.9410-5(-1.621)-3.4110-5(-1.751)= -5.2810-5rad3、 任意深度y处桩身截面上的弯矩 My=Q0AM+M0BM=168.79AM-82.93BM4、 任意深度y处桩身截面上的剪力 Qy=Q0AQ+M0BQ=64.14AQ-31.51BQ5、 任意深度y处桩侧土的横向压应力 xy=Q0b0A+2M0b0B=4.817A-2.267B表5.1 My和xy计算表6、 My和xy列表计算如下yyAMBMMyABxy00.00 0.00 1.00 -82.93 000.000 0.10.26 0.10 1.00 -66.05 0.2280.1450.770 0.20.53 0.20 1.00 -49.51 0.4240.2581.458 0.30.79 0.29 0.99 -33.48 0.5880.3422.057 0.41.05 0.38 0.99 -18.14 0.7210.42.566 0.51.32 0.46 0.98 -3.55 0.8250.4352.988 0.61.58 0.53 0.96 9.76 0.9020.453.325 0.71.84 0.59 0.94 22.14 0.9520.4473.572 0.82.11 0.65 0.91 33.32 0.9790.433.741 0.92.37 0.69 0.88 42.99 0.9840.43.833 12.63 0.72 0.85 51.46 0.970.3613.854 1.12.89 0.75 0.81 58.58 0.940.3153.814 1.23.16 0.76 0.77 64.43 0.8950.2633.715 1.33.42 0.77 0.73 68.93 0.8380.2083.565 1.43.68 0.77 0.69 72.15 0.7720.1513.376 1.53.95 0.76 0.64 74.28 0.6990.0943.154 1.64.21 0.74 0.59 75.14 0.6210.0392.903 1.74.47 0.71 0.55 75.24 0.54-0.0142.633 1.84.74 0.69 0.50 74.24 0.457-0.0642.346 1.95.00 0.65 0.45 72.40 0.375-0.112.056 25.26 0.61 0.41 69.88 0.294-0.1511.759 2.25.79 0.53 0.32 63.26 0.142-0.2191.180 2.46.32 0.44 0.24 54.62 0.008-0.2650.639 2.66.84 0.36 0.18 45.41 -0.104-0.290.156 2.87.37 0.27 0.12 35.62 -0.193-0.295-0.261 37.89 0.19 0.08 26.27 -0.262-0.284-0.618 3.59.21 0.05 0.01 7.45 -0.367-0.199-1.317 410.53 0.00 0.00 0.00 -0.432-0.059-1.947 故Mmax=75.24kN?m，y=4.47m；max=3.854kPa，y=2.63m。My(kN?m)y（m）My(kN?m)弯矩分布曲线xy (kPa)应力分布曲线xy (kPa)y（m） Xy(mm)桩侧位移曲线y（m）Xy(mm)第三节 桩身截面配筋单桩的内力计算得知：Mmax=75.24kN?m ， Nmin=1990.4kN，Nmax=3358.0kN一、 计算偏心距初始偏心距e0= = =0.038m1=0.2+2.7=0.2+2.7=0.2712=1.15-0.01 =1.15-0.01 =1. 0941 , 2=1 l0=8.4m , k=0.8 , lp=k(l0+2)=0.8(8.4+2)=8.32m=1+12()2=1+0.2711()2=1.23e=e=1.230. 038=0.0467m二、 基础配筋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%3.1415002/4=8831.25mm2,选用2024的级钢筋，As=9043.2mm2，取净保护层厚度as=60mm，采用对称配筋，则主筋净距为： -24= -24=188.89120mm,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,主筋应配到4/处以下2m处（约为9.47）,取其长度为10m，则主筋总长为12m。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。三、 判断大小偏心n= = =7,换算截面面积：mA0= +nAs=1829552.4mm2换算截面惯性矩 I0=R44+12nAsrs2=3.1475044+ 1279043.2(750-60-12)2=2.6291011mm4核心距k= = =191.5937.8mm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、 应力检算小偏心构件，全截面受压 c=NA0+MyI0=3358.01031829552.4+75.241067502.6291011=2.05MPab=9.4MPa s=nNA0+MI0(y-as)=43358.01031829552.4+75.241062.6291011(750-60-12)=8.12MPab=195MP 应力检算合格。五、 稳定性检算桩计算长度 lp=8.32m，d=1.5m，lc/d=5.5477查表取得=1.0，m=12.4 c= = = 1.79MPac=7.6MPa稳定性满足要求。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=4578.78kN，摩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)1.2P在双孔重载时，轴向力最大，最不利荷载组合为纵向主+附N=3358.0kN , G=3.141.521825/4=794.8kN3358.0+3.141.52(25-17.9)18/4=3583.71.24578.78=5494.54kN通过验算。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），且0的计算按墩身最小截面计算，偏安全考虑。 x0=3.00210-4m，0= -5.2810-5，l0+h=23.91m, =3.00210-4+5.2810-523.91+3.0510-4 =1.87mm=5L=518=21.2mm,通过验算。第五节 群桩基础的承载力和位移检算一、 桩的重量桩的体积V桩=63.141.5218/4=190.76m3桩的重量N桩=25190.76=4769kN二、 土的重量= =33.13土体范围尺寸a=L0+d+2ltan(/4)=7.5+1.5+218tan(33.13/4)=14.24m.b=B0+d+2ltan(/4)=3.75+1.5+218tan(33.13/4)=10.49m.土的体积V土=14.2410.49(18+2)-190.76-1082=2636.79m3土的重量N土=2636.7917.9=47198.54kN三、 基础检算 竖向力N=16045.21+4769+47198.54=68012.75kN对承台中心力矩M=10440.46kN?m桩基底面面积A=14.2410.49=107.42m2桩基底面截面模量 W=14.24210.49/6=354.52m3将基础视为实体基础进行检算 NA+MW= + =662.6kPa=1071.25kPa（的计算见第25页）第六节 单桩基底最大竖向应力及侧面土抗力检算一、 基底最大竖向压应力计算本设计属于非岩石地基上的桩，且4/=10.53mh=18m，所以不检算基底应力，只按下式进行检算：N+G=3358.0+4769/6=4152.8kN1.2P= 5494.54kN当主力+附加力作用时，轴向允许承载力可提高20%。通过验算。二、 基础侧面横向压应力检算因为构件侧面土的最大横向压应力发生在y=2.63m处，yh/3=6m,所以按下式进行检算： xmax12KyKp-Ka+2c(Kp+Ka).式中：xmax为深度y处的横向压应力，为10.0kPa；土的容重，为17.2kN/m3；c土的黏聚力，为16.8kPa；1