某桩柱式桥墩钻孔灌注桩端承桩的设计

一、设计资料

1. 设计标准以及上部构造 设计荷载：公路—I级； 桥面净宽：净—11+2×1 m；

标准跨径: Lk=20m，梁长19.96m，计算跨径19.5m； 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

图1-1 双柱式墩计算图

5．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。 二、荷载计算 主梁 1（5） 2（4） 3 合计 集度（KN/m） 26.14 27.24 27.24 梁长（m） 19.96 19.96 19.96 自重（KN） 521.75 543.71 543.71 1609.17 最大冲刷线河床（一）恒荷载

1、两跨恒载反力：N1=1609.17KN

2、盖梁自重反力：N2=（13x1.5x1.6-0.8x0.6x1.6）x25=760.8KN 3、系梁自重反力：N3=1.2x1x9.5x25=285KN 4、一根墩柱自重：N4=3.14x0.6x4x25=113.04KN 5、作用于桩顶恒载反力：N恒?N1?N2?N32?1440.53kN

?N4

2

6、每延米桩长自重力：q=3.14x1.52/4x（25-10）=26.50 KN/m (已扣除浮力) （二）活载计算

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1. 顺桥向活载计算

1.2、顺桥向可变荷载移动情况，求得支座活载反力最大值 公路--I级

a、单孔布载： 单列车：B1=0 B2?12?19.50?10.5?238?340.38KN

B?B1?B2?340.38 KN 双列车：2B=680.76 KN b、双孔布载： 单列车： B1?10.5?B2?238?1.0?10.5?1212?1.?019.?50?2 KN 204.75?1.0?21.50?350.88KN

B?B1?B2?204.75?350.88?555.63KN

双列车：2B=1111.26KN

10.5KN/m238KN238KN10.5KN/m195019501.0

图1-2 单孔、双孔布载 人群荷载（图1—3）

单孔荷载（一侧）：B1?0.00 KN B2?3.5? B?B1?B2?34.13 KN 双孔布载（一侧）：B1?B2?3.5?12?1.0?19.5?34.13 KN

12?1.0?19.5?34.13 KN

B?B1?B2?68.26KN

单孔人群

3.5KN/m双孔人群195019501.0

图 1—3 人群荷载

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汽车荷载中双孔荷载产生支点处最大的反力值，即产生最大的墩柱垂直力；汽车荷载中单孔荷载产生的最大的偏心弯矩，即产生最大墩柱底弯矩。 双柱反力横向分布： 汽车荷载（如图1-4）： 单列车：?1?460?475950?0.984

180130600180?2?1?0.984?0.016

双列车：?1?305?475950?0.821

460475305?2?1?0.821?0.179

475人群荷载（图1-3）： 单侧：?1?600?475950?1.13

?2?1?1.13??0.13

双侧：?1??2?0.50 图1-4 汽车荷载 荷载组合：

最大、最小垂直反力计算表1-1

表1-1 可变荷载组合垂直反力计算（双孔） 编号 1 2 3 4 5 汽车荷载 单列车 双列车 人群荷载 单侧行人 双侧行人 荷载情况 最大垂直反力（KN） 横向分布?i 0.984 0.821 1.13 0.5 B??i(1??) 最小垂直反力（KN） 横向分布?i 0.016 0.179 -0.13 0.5 B??i(1??) 682.06 1138.15 48.11 42.58 11.09 248．15 5.53 42.58

水平力：制动力 T=45 KN 作用点为支座中心处 纵向风力：作用在盖梁处风力 ：W1?12?2.25?1.125 KN

墩柱处的风力：W2=1.05 KN

三、钻孔桩计算

钻孔灌注桩直径为1.50m，用C25混凝土，HRB335级钢筋。灌注桩按m法计算。桩身混凝土受压弹性模

4量Eh?2.8?10Mpa。

（一）荷载计算

每根桩承受的荷载为：

1.作用于桩顶的恒载反力：N恒?1609.17(kN)

?2q??1.5?15?26.50(kN/m) （已扣除浮力）

2. 灌注桩每延米自重：

3. 可变荷载反力：

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a. 双孔可变荷载反力：N1?1138.15(kN)（公路—I级） N1??42.58(kN)（人群荷载、双侧） b. 单孔可变荷载反力：N2?682.06(kN)（公路—I级） N2??42.58(kN)（人群荷载、单侧）

Nmax?1609.17?1138.15?42.58?2789.90(kN)（双孔）

Nmin?1609.17?682.06?42.58?2333.81(kN)（单孔）

M?（682.06?48.11）?0.475?1.125?9.61?1.05?5.18?354.27(kN?m)

（KN） H?45?1.125?1.05?47.175

（二）桩长计算

由于端承桩必须打在持力层上，初步确定该土层为持力层，所以拟定桩长为14.9m，

h?14.6?3.66?10.94m，则：

1'[N]?N恒?N5?N5?l0q?qh

2=1609.17+1138.15+42.58+9.0 x 9.5+0.5x26.5xh =2875.4+13.25h =3072.83KN

m[Ra]?c1Apfrk?u?c2ihifrki?i?112n?su?liqiki?1c1Apfrk?0.6??1?20%??1.77?26?10?22.09?106m63u?c2ihifrki?4.71?0.05??1?20%??1.42?26?10?6.96?10i?1312n?su?liqik?i?112?0.5?4.71?[1.5?160?0.28?165?3.6?175?0.88?180?0.52?170?1.7?185?2.08?190?1.08?210?0.4?200?1.12?280?1.72?26]?3122.34(kN)33[Ra]?22.09?10?6.96?10?2935.62?3124.23(kN)?[N]

符合承载力要求。 四、桩的内力计算 1、桩的计算宽度b1

b1?kkf(d?1)=1.0x0.9x（1.5+1）=2.25 m

3.2、地基土比例系数m

当地基侧面或局部冲刷线以下hm?2(d?1)=5 m深度内有三层土，将三层土的比例系数换算成一个m值

m?m1h1?m2(2h1?h2)h2?m3(2h1?2h2?h3)h3hm222

=

12?0.59?3?(2?0.59?3.1)?3.1?18.6?(2?0.59?2?3.1?1.31)?1.3152?9.837

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