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某桩柱式桥墩钻孔灌注桩摩擦桩的设计
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：
4 a. 双孔可变荷载反力：N1?1138.15(kN)（公路—I级）
3
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
该地基土由多层土组成，根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩轴向受压承载力容许值的经验公式初步反算桩长。设该灌注桩局部冲刷线以下的桩长为h，一般冲刷线以下深度为h3，则：
[N]?[Ra]?12n??qikli?Am0?[[fa0]?k2?2(h?3)] (2-2)
i?1式中：[N]----一根桩受到的全部竖向荷载（KN），局部冲刷线以下的桩自重力取一半计算。 当两跨布载时：
[N]?N恒?N3?N5?l0q?12qh
=1609.17+1138.15+42.58+9.0 x 9.5+0.5x26.5xh =2875.4+13.25h
计算[Ra]时取以下数据。
采用式算法确定桩长，假设桩底达到第⑥层土，当h=27m时，桩的设计直径为1.5m,采用旋转钻孔施工，?d=5cm，桩周长????1.55?4.867(m)，
222[fa0]?200MPa，r2=9.35A??d/4???1.5/4?1.77(m)，??0.75，m0?0.80，k2?2.5，
（已扣除浮力）根据各层土选取，故：
[Ra]?0.5x4.867x[0.59x25+3.1x45+4.69x50+3.48x34+4.94x45+4.33x50+1.19 x 60]
1.77x0.8x0.75x[160+2.5x9.45x(27+4.87-3)]= 3369.79 KN
[N]=2875.4+13.25x25=3219.9 KN<[Ra]
[Ra]>[N]
综合以的计算结果可知，冲刷线以下土层厚度h=27m是合理的，故取地面以下31.68m，桩的轴向承载力
能满足要求，桩底标高为303.66m。 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
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