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桥桥墩桩基础基础设计

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桥桥墩桩基础基础设计

TPMK standardization office [ TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18] 华东交通大学 课程设计（论文）

题目名称 某桥桥墩桩基础设计计算

院係） ____________ 土木建筑学院

专 业 ____________ 道路与铁道工程

班 级 _______________ 道铁2班

姓名 欧阳俊雄

2011年6月13日 至一2011年6月29曰 共丄周

指导教师：耿大新

教研室主任：李明华

资料收集

某桥梁上部构造采用预应力箱梁。标准跨径32m,梁长31.9m,计算跨径31.5m, 桥面宽13m,墩上纵向设两排支座，一排固定，一排滑动，桥墩采用圆端形实心墩， 平面尺寸形式如图1所示，墩高12m,计算墩顶变形时，不考虑墩身的挠曲。下部结 构采用钻孔灌注桩基础。

1、地质及地下水位情况：

河面常水位标高25.000m,河床标高为22.000m,—般冲刷线标高20.000m,最大 冲刷线标高l&000m处，一般冲刷线以下的地质情况如下：

序 名称 层厚 土层描述 天然重度 比例系数 推荐容许 极限摩阻

□

Y m 承载力［6 力n 1 淤泥

质粘

土 2.5m 灰色，流塑 16.5

kN/m3 2.5 MN/n? 50kPa 15 kPa

2 粘土 2.2m 黄色，可塑 17.5kN/m3 12.5

MN/m4 120 kPa 30 kPa

3 粉砂 3.7m 灰色，中密 17.3kN/m3 15 MN/m4 160 kPa 50 kPa

4 中砂 4.5m 灰色，中密 18.2kN/m3 23 MN/m4 220 kPa 60 kPa

5 卵石 >50m 黄色，中密 20.5kN/m3 1 lOMN/n? 500 kPa 100 kPa

2、设计荷载:

(1) 恒载：

桥面自重：Ni=1500kN+学号x20kN= 1500+16x20=1820kN

箱梁自重：Nz =6000kN+学号x40kN=6000+16x40=6610kN

桥墩自重：N3=3875kN

(2) 活载

—跨活载反力:N4 = 2835.75kN,在顺桥向引起弯矩:Mi =3334.3kN-m ；

两跨活载反力：

N5=5030.04kN+学号x5OkN=5O3O.O4+l6 x50=5930. 04kN\

(3) 水平力

制动力：Hi=300kN,对承台顶力矩6.5m ；

风力：H2=2.7 kN,对承台顶力矩4.75m

主要材料

承台采用C30混凝土，重度y=25kN/m\ yz=15kN/m3(浮容重)。 在班编号为20,所以桩基采用C30混凝土，HRB400级钢筋；

4、其它参数

结构重要性系数Ys°=l.l,荷载组合系数9=10,恒载分项系数YG=1.2,活载分项 系数YQ=1.4,风荷载屮=0.75,制动力：1.0

拟定承台尺寸:

假设承台的厚度为1.5叫根据圆端形实心墩的平面尺寸计算承台的长和宽

宽度：3 + 2x1.5x1= 6m

长度：6 +2x 1.5x1 =9m

三、拟定桩的尺寸及桩数:

1、 摩擦桩，桩身采用C30混凝土。

2、 由于6-l = 5d, d=1.25,所以设计桩径采用d= 1.25m,成孔桩径为1.30m,钻孔灌 注桩，采用旋转式钻头。

3、 画出土层分布图，选用卵石层为持力层，则取桩长1=22.5mo

4、 估算桩数：（按双孔重载估算）

估算公式：

据高等学校教材《基础工程（第四版）》（人民交通出版社）查表4-2可得

1=0.70,查表 4—3 得 m（）=0.9,

查表 2-24 有 k2=6.0

由于桩侧土为不同土层，应采用各土层容重加权平均，透水层采用浮容重，不透

水层采用天然容重Exl.O+l7.5x2.2 + "—H))x —亠―())川」“側曲

22.5

持力层为卵石，查表得[/e] = 650kPa, qik查表4—1得

名称 淤泥质粘土 粘土 粉砂 中砂 卵石

q 值 kPa 20 50 35 45

160

1 25

桩自重每延米口 =兀>< 上一xI5 = 1 & 4 kN 4

荷载组合计算:

(1)承台顶面

恒载+—孔活载

恒载+两孔活载

(2)承台底面

G=l. 5x6x9=1215

恒载+—孔活载

恒载+两孔活载

所以［北］=0.5x3. 92x (20x0. 5+50x2. 2+35x3. 7+45x4. 5+160x11. 1)

+0. 70x0. 9x1. 23x ［650+6. 0x10. 46x (20+2-3)］

=5805. 73kPa

一 c 27018.26 厶

侍■ 5805.73 '故取

当n二6, h二20m时，［向=5805.73>1.2x 翟逻=5403.6,桩的轴向受压承载力符合要

求，所以桩长设22.5,可以。7i = 桩的平面布置为如图所示:

经验证，桩间距符合相关规定

桩的断面布置如下图（纵向断面图、横向断面图）

四.桩的内力及位移计算

1 •桩的计算宽度bi 已知力=0・9,〃 = 1.25m, L\ — 2.5m Ji\ = 3(〃 +1) = 3x(1.25+1) =

6.75, n = 2 上2 = 0.6 2.桩的变形系数ex

桩在局部冲刷以下深度h=20m,其计算长度则为：

Ti = aJi = 0.486x 20 = 9.72 > 2.5,

已知：方=9・72>4、取用4

18,附表 19 得:/Q = 0.3610,/w = 0.0.5456,^/ = 1.16215 由公式3•桩顶刚度系数"P, p!H， Q111值计算 满足按弹性桩计算。

据高等学校教材《基础工程 （第四版）》（人民交通出版社）查附表17,附表 UZUL

0( 1250 2125 1250 2125 O S

1250

刿 O

CM

d

HL

4 •计算承台底面圆点O处位移

pini = a'EI/Q = 0.486' x 0.3610EI = 0.0413EI

aoN co. 0o pMH = orEI%M = 0.4862 x 0.5456E/ = 0.1286E/

pm, = aEI(psi = 0.486x 1.162\EI = 0.5642E7

5. 计算作用在每根桩顶上作用力Pi、Qi、 Mt

验证：Pmax + G = 4839.87 +1.23x20x(25-20.46) = 4951.55RN < [fa] = 5805.73RN, 所以桩的承载力满足要求，设计桩长合格。

校核：

nQi = 6x5.87 = 35.22kN a= 35.23kN

YxiPi + nMi = 3x(4839.87-4166.22)x1.875 + 6x25.9

=3944」8kN • m ~ 工M = 3945.65kN< m

工 nPi = 3x (4839.87 + 4166.22) = 27018.27RN a》N =27018.26kN

i-l -

6. 计算局部冲刷线处桩身弯矩Mo.水平力Q。及轴向力Po

7. 冲刷线以下深度z处桩截面的弯矩Mz及桩身最大弯矩Mmax

① •局部冲刷线以下深度z处桩截面的弯矩Mz计算

无量纲系数Aw、3M由附表3、附表7分别查的，血计算列表如下表

Mz计算列表

ZO=aZ Z Am Bm 12. 09Am 40. 76Bm Mz

0.0 0. 00 0 1 0. 00 40. 76 40. 76

0.2 0.41 0. 19696 0. 99806 2. 38 40. 68 43.06

0.4 0. 82 0. 37739 0. 98617 4. 56 40. 20 44. 76

0.6 1.23 0.52938 0. 95861 6. 40 39. 07 45. 47

0.8 1.65 0. 64531 0.91324 7. 80 37. 22 45.03

1.0 2. 06 0. 72305 0. 85089 8. 74 34.68 43. 42

1.2 2.47 0. 76183 0. 77415 9.21 31.55 40. 76

1.4 2. 88 0. 76498 0.68694 9. 25 28. 00 37. 25

1.6 3. 29 0. 73734 0. 59373 8.91 24.20 33. 11

1.8 3. 70 0. 68488 0.49889 8. 28 20. 33 28.61

2.0 4. 12 0.61413 0. 40658 7.42 16. 57 24. 00 校核正确 2.2 4. 53 0. 5316 0. 32025 6.43 13.05 19.48

2.4 4. 94 0.44334 0.24262 5. 36 9. 89

15. 25

2.6 5. 35 0. 35458 0.17546 4. 29 7. 15 11.44

2.8 5. 76 0. 26996 0. 11979 3. 26 4.88 8. 15

3.0 6. 17 0.19305 0. 07595 2. 33 3. 10 5.43

3.5 7. 20 0.05081 0.01354 0.61 0. 55 1. 17

4.0 8. 23 5E-05 9E-05 0. 00 0. 00 0. 00

其结果为下图

② .桩身最大弯矩Ntaax及最大弯矩位置计算 由小得:3詈=驾严®

由CQ = 3.371及24查附莉3得："0.630,所畑“般= 1.30(2

ZMmax = 0.630及方=4,查附表13得，KM = 1.05& Mmax = KMMO = 1.058x40.76 = 43.12kN• m

8•局部冲刷线以下深度z处横向土抗力內计算

= °」"八"7_+().4"" 4()./6 =】的 皂* +5.586ZBx p/A =-^ZAx + ZBx

bi bi 1.72 1.72

无量纲系数Ax、Bx由附表1、附表5分别查得，p泾计算列表如下

Pzx计算列表

Z0 Z Ax Bx 1. 657Ax 5. 586Z0Bx Pzx (kpa)

0.0 0. 00 2. 44066 1. 621 0. 00 0.00 0. 00

0.2 0.41 2.11779 1. 29088 0. 59 1.87 2. 46

0.4 0. 82 1. 80273 1. 00064 1.00 2.90 3.90

0.6 1.23 1. 50268 0. 74981 1.25 3.26 4.51

0.8 1.65 1.2237 0. 57327 1.36 3. 32 4. 68

1.0 2. 06 0. 97041 0. 36119 1.34 2.61 3.96

1.2 2.47 0. 74588 0. 21908 1.24 1.90 3. 14

1.4 2. 88 0. 55175 0. 10793 1.07 1.09 2. 16

1.6 3. 29 0. 3881 0. 02422 0. 86 0. 28 1. 14

1.8 3. 70 0. 25386 -0.03572 0. 63 -0.47 0. 17

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桥梁桩基础增大截面加固设计与施工

桥梁桩基础增大截面加固设计与施工

桥梁桩基础增大截面加固设计与施工

摘要：桥梁的下部结构桩基础承担了上部结构、桥墩台自身重量，桩基础所出现的病害会对桥梁安全有所影响，基础就是主要承重部件的关键部分。在河流不断冲刷下，桥梁下部结构的冲蚀现象更加严重，使得桩基础的剥落、露筋，采用钢筋混凝土增大截面加固设计方法，钢板桩围堰施工，对其结构使用寿命的有效延长，进而节省工程造价和建设工期，可以供以类似工程的借鉴。下面就从作者实际工作经验入手，分析桥梁桩基础增大截面加固设计和施工，希望对有关从业人员带来帮助。

关键词：桥梁工程；桩基础；增大截面；加固设计

前言：随着我国桥梁建设加快下，以往建设桥梁运营的时候还会出现不同程度病害，所以为对建设成本的节约，减少对社会方面的影响，养护加固施工需要投入至我们日常工作中。经过现场调查的方式，采取科学技术手段，对其病害成因进行分析，形成有关的检测报告。另外就是依据其检测报告，在满足规范施工要求基础上，做好设计和施工工作。

1 工程概况分析

1.1 案例工程

A桥主要是位于某一个省道上的一座大桥，桥梁位于直线段线上，上部结构采用跨径为10米×30米的预应力混凝土小箱梁，桥宽为12.5米，桥梁的全长为307米。下部结构的桥墩主要是采用柱式墩，桥台则是采用肋板台，都是采用嵌岩桩基础。

1.2 测结果分析

在2018年的时候，检测中心组织对于A大桥的病害情况全面检测。得知该桥梁属于三类桥梁，状态比较差，有中等缺损，尚能维持正常的使用功能，所以需要对本桥梁维修加固，桥墩主要病害为桩基比较大范围的剥落、露筋，有12处的桩基剥落、露筋，本文主要对其桥墩桩基础加固设计和施工进行研究。

2 增大截面加固设计分析

2.1 设计方案

C30增大截面钢筋混凝土的厚度取30厘米，高度主要是取基础顶至最大冲刷线以下的50厘米，高度取5米。纵向主筋则是采用了56根Φ25，间距主要是为12.4厘米进行布置，净保护层为8厘米，采用Φ10螺旋箍筋，间距主要是依据10厘米进行布置。

混凝土砼桥墩基础标准

混凝土砼桥墩基础标准

混凝土砼桥墩基础标准

一、前言

混凝土桥墩是现代桥梁设计中常见的桥墩形式之一。桥墩的基础是确保桥梁安全、稳定和持久的关键。本文旨在提供混凝土桥墩基础设计与施工标准，以确保混凝土桥墩基础的质量和安全。

二、设计标准

1.桥墩基础的类型

混凝土桥墩的基础类型主要包括浅基础和深基础。

（1）浅基础：适用于土层稳定、承载力高的场地，包括筏板基础、单桩基础、桩筏基础等。

（2）深基础：适用于土层不稳定、承载力低的场地，包括钻孔灌注桩、搅拌桩、钢管桩等。

2.基础设计的要求

（1）设计荷载：根据桥梁设计荷载、桥墩结构形式、基础类型等因素确定。

（2）基础类型的选择：根据场地土质、地下水位、荷载类型等因素选择适当的基础类型。

（3）基础尺寸的确定：根据设计荷载、土壤承载力、基础类型等因素确定基础的尺寸。

（4）基础施工的要求：包括基础的开挖、支撑、浇筑、养护等环节。

3.基础设计的计算方法

（1）浅基础的计算方法：

浅基础的承载力计算可采用以下方法：极限状态设计法、变形控制法、变形极限设计法等。

（2）深基础的计算方法：

深基础的承载力计算可采用以下方法：极限状态设计法、变形控制法、变形极限设计法等。

4.基础的质量控制

（1）基础开挖：应按设计尺寸开挖，注意保持基础底面水平，防止出现凸起或坑槽。

（2）基础支撑：应根据土壤类型、开挖深度等因素选择适当的支撑方式，如钢板支撑、桩柱支撑等。

（3）基础浇筑：应按设计要求控制混凝土配合比、拌合时间、浇筑方式等因素，保证混凝土的质量。

（4）基础养护：应按设计要求及时开展养护工作，保证混凝土强度的发展。

三、施工标准

1.基础开挖

（1）开挖前应制定详细的开挖计划，包括开挖顺序、开挖深度、支撑方式等。

（2）开挖时应注意保持基础底面水平，防止出现凸起或坑槽。

（3）开挖深度应按设计要求进行，如发现土层不稳定或强度不够，应及时进行支撑或处理。

2.基础支撑

（1）支撑方式应根据土壤类型、开挖深度等因素选择适当的方式，如钢板支撑、桩柱支撑等。

第8章__墩基础

第8章__墩基础

第八章 墩基础

第一节 墩基础的类型与特点

一、墩的类型

墩的类型较多．可根据墩的受力情况、墩的体型与施工方法进行分类。

(一)按受力情况分类

墩作为深基础，主要用于承受上部结构物传来的竖向压力及水平力、而较少用于抗拔情况。按传递上部压力荷载的方式，墩可分为摩擦墩与端承墩两种基本类型，如图1 (a)(b)所示。当墩以承受水平荷载为主时，称水平受力墩，如图1(c)所示。

(二)按墩体形状分类

墩的截面形状多是圆形，而墩身轴向截面形状及墩底形式有许多类型。

1．墩轴向截面形状

墩按轴向截面形状不同可分为柱形墩、锥形墩与齿形墩三种类型。柱形墩的截面尺寸及形状不随深度变化，如图2(a)所小。柱形墩因其形状简单、施工方便、设计计算较简单而得到广泛的应用。锥形墩截面形状随深度不变而尺寸则随深度呈线性变化，因而墩的受力状态较好，但其成孔施工较柱形墩复杂(图2(b))。图2(c)所示为齿形墩的两种形式。齿形墩由于沿墩身没有倒置的台阶，故可以加大墩的侧壁阻力，主要适于墩侧面有较硬的黏土层的情况，但此种情况应用较少。

图1 按受力情况分类

图2 墩按轴向截面形状分类 2．墩底形式

墩底形式主要取决于墩底岩土的承载能力及墩底荷载大小。如图3(a)所示，直底墩墩端尺寸与上部墩身尺寸相同。这种墩常见于墩底为坚硬土层或岩层、墩承载力较易满足要求的情况。为了使墩端承担更大的荷载，常在墩底土较硬的情况下，将墩底部尺寸加大，形成扩底墩．如图3(b)所示。当墩底支承于岩层上，为使墩底牢固、防止水平荷载导致墩底滑动而将墩端部嵌入岩层．形成嵌底墩．亦称嵌岩墩，如图3(c)所示。

图3 墩底形式

(三)按施工方法分类

墩的施工方法除用混凝土浇制墩体外，主要指墩的成孔方法与孔壁支护方法两个方面。

1．成孔方法

墩由于其截面尺寸较大，故不能打入而只能通过在地基中成孔制作而成。墩按成孔方法分类有钻孔墩、挖孔墩及冲孔墩三种。钻孔墩是使用带有大型钻头的钻机在土、岩层中钻孔而成的墩．其应用较广泛。挖孔墩则有人工挖孔与机械挖孔之分，一般成孔截面较大而深度较浅，其应用也较多。冲孔墩是使用冲击钻钻头冲击土层或成孔的墩．多在较特定条件下应用。

土-结构相互作用的桩基础桥墩的地震响应

土-结构相互作用的桩基础桥墩的地震响应

第３４卷第８期　２　０　０　８年３月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲｔ　Ｖｏ１．３４　ＮＯ　８　Ｍａｒ．２００８　・２３・　

文章编号：１００９—６８２５（２００８）【Ｊ８—００２３—０３　

土一结构相互作用的桩基础桥墩的地震响应　

董正方　陈兴冲　

摘　要：分析了整体法在求解土一结构相互作用问题时，其粘弹性人＿Ｔ－边界如何设置以及如何在ＡＮＳＹＳ里实现的问　

题，对桩基础桥墩分别采用考虑土一结构相互作用模型和《铁路工程抗震设计规范》中规定的模型进行了地震响应的计　

算，并对计算结果进行分析和比较，可为桩基础桥墩的设计提供参考。　

关键词：桥墩，地震响应，土一结构相互作用，ＡＮＳＹＳ　

中图分类号：　４２．５５　文献标识码：Ａ　

通过地震工程实践，人们愈来愈认识到，结构和地基动力相　算，并把所得结果与使用《铁路工程抗震设计规范》规定的力学模　

互作用对结构物有重要影响，因此地震区的桩基础桥梁需要考虑　型计算的结果进行了比较，得出了一些规律。　

土一桩一结构之间的动力相互作用，目前分析方法主要有子结构　１　人工边界　

法和整体法＿１’　。　常用的人工边界中，粘弹性边界、旁轴边界、透射边界是时域　整体法中如果进行三维动力分析计算，则计算量很大，耗时　局部人工边界。其中，旁轴边界和透射边界精度较高，但旁轴边　

很长，因此文中把空间问题转化成平面问题，人工边界采用较为　界最适合于有限差分，透射边界适用于有限元和有限差分方法的　精确的粘弹性边界条件＿３　Ｊ，利用通用软件ＡＮＳＹＳ进行动力计　结合，实际应用时由于高阶公式很复杂，因此一般也仅用到一阶精　

由和人身自由，反映在居室的布局上，首先表现为男居外庭，女居　内室。一般情况下，妇女不能擅自步出院外，外人亦不能轻易人　

内院。人们习惯上将妻子称为“内人”、“内室”，实际上便是妇女在　

居室布局中身份的反映。甚至有的地区在住宅内专修狭长的弄　

堂，供妇女和仆役行走，以避免他们经过，干扰礼仪性极强的厅堂。