《桥梁桩基础课程设计》任务书与指导书
广州大学土木工程学院
2015.10
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桥梁桩基础课程设计任务书
一、桩基础课程设计题
我国某公路桥梁采用桩柱式桥墩，初步拟定尺寸如下图1所示。其上部结构为25米预应力混凝土装配式T梁。桥面（行车部分）宽7米，两边各0.5米人行道。设计荷载为公路Ⅰ或ⅠⅠ级（自选），行人荷载为3.5 kPa。
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常水位低水位
一般冲刷线局部冲刷线35.9
39.5
44.5
41.0
4.51.5 1.5
13.4
1.3
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粒比重G=2.70g/3cm ，天然含水量%21=ω，液限%7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。标高25m 以下桩侧及桩底土均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容量γ=19.5kN /m 3，土粒比重G=2.70g/3cm ，天然含水量%8.17=ω，液限%7.22=l ω，塑限%3.16=p ω。
3、桩身材料：桩身采用C25混凝土浇注，混凝土弹性模量αMP E h 41085.2?=，所供钢筋有Ⅰ级钢和Ⅱ级纲。
4、计算荷载
⑴ 一跨上部结构自重G=2350kN ； ⑵ 盖梁自重G 2=350kN
⑶ 局部冲刷线以上一根柱重G 3应分别考虑最低水位及常水位情况； ⑷ 汽—20：
双孔布载，以产生最大竖向力； 单孔布载，以产生最大偏心弯矩。
支座对桥墩的纵向偏心距为3.0=b m （见图2）。计算汽车荷载时考虑冲击力。 ⑸ 挂—100
双孔布载，以产生最大竖向力； 单孔布载，以产生最大偏心弯矩。 ⑹ 人群荷载：
双孔布载，以产生最大竖向力；
单孔布载，以产生最大偏心弯矩。
⑺水平荷载（见图3）
制动力：H1=22.5kN；
盖梁风力：W1=8kN；
柱风力：W2=10kN。采用常水位并考虑波浪影响0.5m，常水位按45m计，以产生较大的桩身弯矩。W2的力臂为11.25m。
⑷用2#图纸绘出桩的钢筋布置图。
二、应交资料
1、桩基础计算书
2、桩基础配筋图
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3、桩基础钢筋数量表
桥梁桩基础课程设计指导书(仅供参考)一、恒载计算（每根桩反力计算）
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1、上部结构横载反力N1
2、盖梁自重反力N2
3、系梁自重反力N3
4、一根墩柱自重反力N4
5、桩每延米重N5（考虑浮力）
二、活载反力计算
1、活载纵向布置时支座最大反力
⑴、公路I、II级
Ⅰ、车道荷载，集中力布置位置在墩顶；
Ⅲ、车道荷载，集中力布置位置在支座顶；
⑵、人群荷载
1q——人群荷载集度l——跨径Ⅰ、单孔布载R=ql
2
Ⅲ、双孔布载R=ql
2、柱反力横向分布系数 的计算
柱反力横向分布影响线见图5。
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7
0.50.5
1
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组合Ⅰ：R= 1N +2N +（1+u ）汽
?∑i i y P + 人
?ql 2
1
（汽车、人群单孔布载） ⑵、计算桩顶（最大冲刷线处）的竖向力0N 、水平力0Q 和弯矩0M
0N = m ax R +3N + 4N （常水位） 0Q = 1H + 1W + 2W
0M = 14.71H + 14.051W + 11.252W + 0.3活max R 活max R ——活载产生的竖向力的较大者。
四、钻孔灌注桩单桩承载力及强度计算 1、单桩承载力计算 桩长计算：
设最大冲刷线以下桩长为h ，一般冲刷线以下桩长为h 3，单桩最大竖向力为： V=1N +2N +3N +4N （低水位）+活N +
2
1qh 活N ——计算柱顶最大垂直反力时活载产生的较大值
q ——桩的集度（考虑浮力） 单桩容许承载力：
∑-+)3(][2
1
3200h K A m l U z i i γσλτ i l ——各层土的厚度
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i τ——各层土的极限抗剪强度
2K ——查表2-5
z γ——土的容重（多层土时取加权平均值） U ——桩周长
A ——桩底面积
λ——查表3-9 0m ——表3-10
[0σ]——查表2-3
p
l p l w w w w I --=
l I ——液性指数 w ——天然含水量 l w ——液限 p w ——塑限
γ
)
1(0w G e +=
0e ——天然孔隙比 G ——土粒比重 γ——容重
6.33+=h h
令：最大竖向力与单桩容许承载力相等。解出桩长h 从而确定h 值 2、钻孔桩强度复合
⑴、确定桩的计算宽度1b 和变形系数α
kd k k b f 01= 0k k f 及——查表3-18 k =1（桩间影响系数）d ——桩径
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5
1
EI
mb =α m ——查表3-16 EI =0.67h h I E ⑵、最大冲刷线以下深度z 处桩截面上的弯矩z M 计算
m m z B M A Q M 00
+=
α
根据z z α=- h h α=-
(4≥h α时按4考虑)，查附表3、附表7得m A 、m B ，按上式计算不同深度α
-
=
z
z 处的z M 并按比例绘出桩身弯矩图，求出最大弯矩所在位置m ax z 、最大弯矩值m ax M 及相应轴力N （计算轴力N 时桩自重考虑浮力并按一半考虑，同时应减去摩阻力）。
⑶、计算纵向力j N 、计算弯矩j M 的确定 计算纵向力j N ：
14.12.1Q
G j S S N '+= 或 11.12.1Q G j S S N ''+= i G Uz qz N N N N S τmax max 21
21)(4321-++++=常水位
人汽N N S Q
+='1 挂N S Q =''1 i i y P u N ∑+=汽汽（?)1 ql N 人人?2
1
= ∑=i y P N 挂挂?
当汽车荷载效应占总荷载效应50%及以上时，G S 、1Q S 的系数不再得高，否则应按规定提高，见规范134P 。
计算弯矩j M ：
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213.13.11.1Q Q
G j S S S M +'+= 2Q S ——制动力、盖梁风力、墩柱风力产生的弯矩。恒载弯矩G S 为零。
相对偏心矩：j
j N M e =
⑷、桩的计算长度p l 的确定
4>=ah h 故有：)4
(7.00α
+
=l l p
0l ——局部冲刷线至墩柱顶的距离
⑸、偏心矩增大系数η值的计算
b
h h e p
j c I E l N γ
αγη1011
2
-
=
25.1==s c γγ 砼、钢筋材料安全系数
95.0=b γ 构件工作条件系数（偏心受压取0.95）
143.03.01
.00
e ++
=
d
e α 故：00
e e η=' ⑹、桩截面强度复核
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设cm a 0.7=（砼保护层厚度）
a r r g -= ，r
r g g =
（取0.9）， r ——桩半径
25 # 砼： a a MP R 5.14= Ⅰ级钢筋：a g MP R 240=
桩截面按0.2%含筋率配置钢筋，取定钢筋数量后计算实际采用的配筋率μ。强度复核： 按下列公式采用试算法进行计算
r R C AR gR D BR e g
a g
a μμ++='0
假定ξ值，查附表3.1得A 、B 、C 、D 值，代入上式计算'0e 值。如计算的'0e 值与已知的'
0e 值相等或接近，则相应的A 、B 、C 、D 值即为计算采用值，否则应重新假定ξ值，查表得A 、B 、C 、D 值，再计算
'
0e 值，直至满足要求为止。
用满足要求的A 、B 、C 、D 值进行承载力j N 和j M 的计算
g s b a c b j R r C R Ar N 22μγγ
γγ+=
g s
b a
c b j R gr D R Br M 33μγγ
γγ+=
当计算的承载力j N 、j M 分别大于计算纵向力j N 和计算弯矩j M 时，强度得到满足，否则应重新进行截面或配筋设计。