1、前 言桩基础时人类在软弱地基上建造建筑物的一种创造，是最古老、最基本的一种基础类型。在西安半坡村遗址，人们可以看到先人将树杆插在软弱土中以支撑原始形态的建筑物，这可能是人类最早使用木桩的记录。在本世纪初，在上海建造的如国际饭店、锦江饭店等 20 层左右的标志性建筑物时都采用了 10 多米长的木桩；可是到本世纪末，上海建造的如 88 层金茂大厦等超高层建筑时，已经采用了 80 多米长的钢管桩。从木桩到钢管桩，从 10 多米到 80 多米，专使了桩基础技术发展的轨迹，标志着在 20 世纪中，特别是 20 世纪的后 50 年，我国桩基础技术的巨大进展。桩基础可以采用不同的材料（木、现场灌注；打入法、
2、压入法），可以支撑在不同的土层中，可以作为各类工程结构物的基础（建筑物的低桩承台、桥梁或码头的高桩承台），因而其受力性状各不相同，承载能力相差悬殊，施工工艺和设备极其多样。桩基技术极为复杂，发展空间相当广阔，成为地基基础领域中一个非常活跃的、具有很强生命力的分支领域，50 年来出现了许多新的桩型、新的工艺、新的设计理论和新的科技成果，成为我国工程建设的有力支柱。桩基础有以下几个优点：1、桩支承于坚硬的（基岩、密实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载（包括偏心荷载）。2、桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群刚
3、度（摩擦桩），在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。3、凭借巨大的单桩侧向刚度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性。4、桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。第一章 工程概况青 岛 海 湾 大 桥 ， 东 起 青 岛 主 城 区 黑 龙 江 路 杨 家 群 入 口 处 ， 跨 越 胶 州 湾 海 域 ， 西 至 黄岛
4、 红 石 崖 ， （ 一 期 工 程 ） 路 线 全 长 新 建 里 程 28.047 公 里 ， （ 二 期 工 程 12 公 里 。 ） 其 中 海 上 段 长 度 25.171 公 里 ， 青 岛 侧 接 线 749 米 黄 岛 侧 接 线 827.021 米 、红 岛 连 接 线 长 1.3 公 里 。 工 程 概 算 投 资 90.4 亿 元 。 2010 年 12 月 22 日 青 岛 海 湾 大桥 主 桥 贯 通 ， 大 桥 于 2011 年 6 月 30 号 下 午 14 点 正 式 通 车 。 青 岛 海 湾 大 桥 工 程 包 括 三 座 可 以 通 航 的 航 道 桥 和
5、 两 座 互 通 立 交 ， 以 及 路 上 引 桥 、黄 岛 侧 接 线 工 程 和 红 岛 连 接 线 等 ， 全 长 41.58 公 里 ， 为 世 界 第 一 跨 海 长 桥 。 大 桥 为 双 向六 车 道 高 速 公 路 兼 城 市 快 速 路 八 车 道 ， 设 计 行 车 时 速 80 公 里 ， 桥 梁 宽 35 米 ， 设 计 基准 期 100 年 。 青 岛 海 湾 大 桥 （ 北 桥 位 ） 是 国 家 高 速 公 路 路 网 规 划 中 的 “青 岛 至 兰 州 高 速 （ M36） ”青 岛 段 的 起 点 ， 也 是 我 市 道 路 交 通 规 划 网 络 布 局
6、 中 ， 胶 州 湾 东 西 岸 跨 海 通 道 中 的 “一路 、 一 桥 、 一 隧 ”重 要 组 成 部 分 。 海 湾 大 桥 的 建 设 ， 将 实 现 半 岛 城 市 群 区 域 内 各 中 心 城市 之 间 形 成 “四 小 时 经 济 圈 ”， 区 域 内 中 心 城 市 与 本 地 市 内 各 县 市 形 成 “一 小 时 经 济圈 ”的 道 路 网 络 规 划 目 标 。 本 项 目 由 山 东 高 速 投 资 经 营 ， 与 胶 州 湾 高 速 捆 绑 经 营 。 山 东 高 速 集 团 投 资 建 设的 青 岛 海 湾 大 桥 是 我 国 目 前 国 有 独 资 单 一
7、 企 业 投 资 最 大 规 模 的 交 通 基 础 设 施 项 目 ,是 我国 北 方 冰 冻 海 区 域 首 座 特 大 型 桥 梁 集 群 工 程 ， 加 上 引 桥 和 连 接 线 ， 总 体 规 模 为 世 界 第 一大 桥 ， 工 程 全 长 超 过 38 公 里 ， 一 期 工 程 全 长 28.880 公 里 ， 二 期 工 程 12.1 公 里 。 本 桥为 双 向 六 车 道 高 速 公 路 兼 城 市 快 速 路 8 车 道 ， 设 计 车 速 为 80 公 里 /小 时 ， 桥 梁 宽 度 35米 ， 设 计 基 准 期 为 100 年 。第二章 设计资料2.1 气象条
8、件青岛地处北温带季风区域气候，属受海洋环境影响的季风显著的海洋性气候。四季分明，49 月份为东南季风，气候湿热多雨；103 月份则以西北季风为主，少雨多雪。年平均气温12.2，最热月平均气温 25，最冷月平均气温1.2。极端最高气温为 36，极端最高气温为-16.4。历年平均大风日 64.8 天，风速：年均风速 5.3 米/秒，瞬间最大风速44.20 米/秒。年均降雨量 775.6mm，其中夏季占 58%，冬季占 5%。降水量年内分配不均，年降水量的 73%集中于 69 月，且多集中在几次暴雨中。平均降雨强度最大月（8 月）13.6mm/日，最小月（2 月）为 2.5mm/日。冻土深度 405
9、0cm。2.2 沿线工程地质条件根据青岛市勘察测绘研究院提供的地质调查报告：2.2.1 地形、地貌地形：场区地形相对平坦，坡降较小。地貌：现代河床。2.2.2 岩土层分布及其物理力学特征第四系主要为全新统人工填土层、全新统上更新统亚粘土层、砂土层主。基岩主要为燕山晚期花岗岩及细粒花岗岩岩脉。地层分布从上到下各岩土层的分布特征和物理力学性质为： （1）第四系全新统人工填土层：杂填土：层厚 0.56.00m，层底标高-0.6214.47m杂色，松散，稍湿：以回填砂土、煤渣、小碎石、砖屑等建筑生活垃圾为主。回填年限较短约 1 年，密实度不均匀，变异性较大，工程性状不稳定。（2）亚粘土层厚：0.55.
10、00m，层底标高-2.3610.99m灰褐褐黄色，软塑可塑，局部受污染，据水平层理。亚粘土物理指标 表 2-1含水 天然重 孔隙 液限% 塑限% 塑性指 液性指 粘聚 内摩擦角量% 度kN/m3比 数 数 力kPao23.1 19.8 0.687 26.5 15.7 10.8 0.68 20.57 11.0该层容许承载力 o=100120kPa，压缩模量建议值 ES1-2=56Mpa（3）第四系全新统洪积层（ ）中粗砂：层厚：1.006.00m，层底标高：-6.426.8m褐黄色，湿，松散稍密，以长石、石英为主，磨圆、分选一般，混少量粘性土，偶见小碎石，呈次棱角状。天然坡角：水上 40.80，
11、水下 27.80。该层容许承载力o= 130160kPa，变形模量 Eo=710MPa。（4）第四系上更新统洪冲积层（ ）含粘性土砾砂、角砾，广泛分布。层厚：0.709.70m，层底标高：-12.653.97m褐黄色，很湿，中密密实；以长石、石英为主，磨圆、分选中等，含碎石约 20%，粒径 210cm，呈次棱角状。局部粘性土含量较高，呈胶状。天然坡角：水上 40.80，水下27.80。该层容许承载力 o= 300350kPa，变形模量 Eo=2030MPa。（5）基岩花岗岩强风化带广泛分布，岩脉处缺失。揭露厚度：0.36.10m，层底标高：-12.32-0.70m，层顶埋深：9.617.50m
12、，层顶标高：-11.023.97m。褐黄肉红色，中粒粗粒结构，块状构造；矿物成分以长石、石英为主，蚀变强烈，裂隙发育，岩体破碎。属于极破碎软岩，基本质量等级 V 级。该层容许承载力 o= 1000kPa，变形模量 Eo=3040MPa。花岗岩中等风化带广泛分布，岩脉处缺失。揭露厚度：0.86.70m，层顶埋深：3.219.6m，层顶标高：-11.122.88m。浅肉红肉红色，大部分结构、构造保存完整，矿物蚀变中等，锤击可碎。岩体质量等级级。该层容许承载力 o=25003500kPa，弹性模量 E=1010 3MPa。饱和单周抗压强度标准值 fr=1540MPa。花岗岩微风化带揭露厚度：0.85
13、.10m肉红色浅褐色，大部分结构、构造保存完整，矿物蚀变轻微。岩体基本质量等级级。该层容许承载力 o=40005000kPa，弹性模量 E=1510 3MPa。饱和单周抗压强度标准值fr=3070MPa。2.3 地下水勘察期间，地下水稳定水位标高 0.289.99m，地下水对混凝土结构无腐蚀性，对混凝土中的钢筋在干湿交替环境下具弱腐蚀性，对钢结构有弱中等腐蚀性。考虑到桥梁使用期内，场区受海水及工业、生活污水影响较大，按不利组合考虑，建议适当提高防腐等级。 2. 4 场地地震效应根据青岛市抗震防灾规划基础研究成果报告青岛市区无强地震的发震条件，中国地震动参数区划图规定，青岛市抗震设防烈度 6 度
14、，设计基本地震加速度 0.05g，属抗震设计第二组。拟建桥位处勘察深度范围内，未见有可液化土层，作为公路建设的场地稳定性及建筑适宜性一般。第三章 63#桥梁桩基3.1 桩、承台和墩柱尺寸桩身直径为 1.5m，混凝土强度为 C25，弹性模量 =2.8x KN/ 。199203#桩长分别为 14.54m、10.91m、14.16m、11.2m、18.36m。桩均为嵌岩桩，持力层为微风化花岗岩，选用冲击钻孔灌注桩。承台尺寸为 4.6mx2.2mx2m,混凝土强度为 C30，弹性模量 =3.0x KN/ 。墩柱直径为 2.0m，199203#墩柱高度分别为为28.04m、28.27m、27.95m、2
15、7.02m、27.45m。3.2 墩柱承载力计算取 200#墩柱计算连续梁上部构造恒载 =20222KN4=5050KN 一根墩柱自重 =3.14x2x2/4x28.27x26=1934.90KN3.2.2 活载计算计算方法：（1）荷载纵向分布的考虑：活荷载由上部结构通过支座传递给桥墩，所以计算时，首先作盖梁计算截面处上部结构支点处反力影响线，然后作最不利布载，即可求得支座最大反力。（2）荷载横向分布影响：首先作出盖梁控制截面的内力横向影响线，然后作出最不利布载。当计算跨中正弯矩时，活荷载对称布置，当计算支点负弯矩时，活荷载非对称布置。注意事项：（1）盖梁内力计算时，可考虑桩柱支撑宽度对削减负
16、弯矩尖峰的影响。（2）桥墩沿着纵向的水平力及盖梁在纵桥向设置有两排支座时产生的上部结构活荷载偏心力将对盖梁产生扭矩，应予以考虑。1、水平荷载汽车制动力与温度力总和为 63.19KN2、垂直荷载连续梁活载为：747.58KN 。3.2.3 荷载计算及组合墩底截面荷载组合，公式如下：其中： 恒载；汽车荷载；汽车制动力；风力；温度力。墩顶截面：=1.2x(5050+3063.95+265.33)+1.4x747.58x1.05+0.6x(1.4x0+1.1x0+1.4x0)=7620.57KN； 墩底截面： =1.2x(5050+3063.95+265.33)+1.4x747.58x1.05+0.6
17、x(1.4x0+1.1x0)=7991.30KN；。通过组合计算，墩柱控制截面荷载组合计算如下表：墩柱控制截面荷载组合 表 3-1控制截面墩顶截面 275.94 7620.57 727.97墩底截面 319.33 7991.30 771.963.2.4 墩柱的配筋设计与检算（一）、配筋设计墩柱采用 C30 混凝土，主筋采用 HRB335，箍筋采用 HPB235，取主筋混凝土保护层厚度为 5cm。查规范可知： ； （1）计算偏心距增大系数为：又把墩柱看成一端固定一端铰支计算，且长细比为计算长度=0.7h=0.7x28.27=16.59m， 16.59/2.0=8.307 按照规范则应考虑纵向弯曲
18、对偏心距的影响。则截面有效高度 =r+ =1000+950=1950mm,h=2r=2x1000=2000mm。公预规中规定当 属于长柱范围，所以在计算中要考虑构件的侧向挠度而引起的二阶弯矩的影响即需要考虑挠曲对纵向的弯曲的影响，其最终破坏属于材料破坏。圆形截面偏心受压构件的偏心距增大系数可按公预规中的公式计算：=0.7h=0.7x28.27=16.59m= =8.30 1.0，取 ；(2)计算受压区高度系数按沿周边均匀配筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件进行正截面抗压承载力计算配筋。由式 及 可得墩柱截面配筋率：；由此可得：又由 可得：。经过先假定 ，查规范，带入反复计算的方法，最终得到配筋
19、率 。具体计算数据附下表：配筋率 表 3-2 A B C D0.90 2.4215 0.4828 2.0181 0.87040.91 2.4501 0.4699 2.0507 0.84830.92 2.4785 0.4568 2.0824 0.82660.93 2.5065 0.4433 2.1132 0.8055 N(KN)0.00491 10620.99 7991.300.00824 16284.31 7991.300.0121 17431.70 7991.300.0881 33631.06 7991.30由上述计算表格可知，当 =0.91 时，计算纵向值与设计值相差适中。这时得到=0.0
20、0824。（3）求所需的纵向钢筋截面积：由于 =0.00824 大于规定的最小配筋率 故=0.00824。=3.14 =0.00824x3.14x =25080实际选配 6622（ =66x380=25874 ）实际配筋率 = = =0.8560.5故满足要求。（二）、强度检算（1）、在垂直于弯矩作用平面内长细比 = =8.30故稳定系数为 =1.0。混凝土截面积为3.14x2000x2000/4=3140000 ,实际纵向钢筋面积为=66x380=25874 ，则在垂直于弯矩作用平面内的承载力为：=0.9（ ）=0.9x1.0x(13.8x3140000+280x25874)= 19212.
21、467991.30KN。所以满足要求。（2）、在弯矩作用平面内由 及A=2.4501，B=0.4699，C=2.0507，D=0.8483 可得知：= r= x1000=101.7mm在弯矩作用平面内的承载力为：满足要求。故而，强度检算满足要求，墩身材料足够安全。3.3 桩的内力计算3.3.1 荷载情况桥面净宽 24m，附加人行道 0.75m，人行荷载为 3KN/ ，设计荷载为公路级，结构重要系数为 1.0。没跟桩承受的荷载：恒载反力及盖梁自重反力 =20222KN4=5050KN承台自重反力 =2x4x4x26=1274 KN一根墩柱自重 =3.14x2x2/4x28.27x26=1934.
22、90KN桩每延米自重 q=3.14x1.5x1.5/4x25=44.16KN/m活载反力：、两跨活载反力：单孔布载时图 3-1 单孔布载时反力影响线=320X10+10.5X0.5X10X20/4=1062.50KN两跨活载反力图 3-2 单孔布载时反力影响线=320X10+10.5X0.5X40X10/4=1350KN在顺桥方向引起的弯矩 M=327.17KN.m、桥通规规定：一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按车道荷载在加载长度上计算的总重力的 1/10 计算，但公路级汽车荷载的制动力标准值不得小于165KN；故制动力 T=180KN（作用点在支座重心，距桩顶距离为 23.50m）
23、。、纵向风力：盖梁部分 =2.65KN，对桩顶力臂为 21.30m。墩身部分 =2.35KN，对桩顶力臂为 12.30m。采用冲击钻孔灌注桩基础，嵌岩桩。3.3.2 承载力验算荷载效应标准组合轴心竖向力作用下基桩的平均竖向力=10.4 15.2525+5051.2+99+60+1934.90x1.2=765+32076+37003+6300=8977.9 KN由资料可知各岩土层主要物理力学指标：各岩土层物理指标 表 3-3计算桩基竖向承载力特征值可按下式计算：Ra=其中端阻发挥系数-桩端截面面积-岩石饱和单轴抗压强度标准值-第 i 层岩层的侧阻发挥系数u-各层的桩身周长-桩嵌入各岩层的厚度m-
24、层数-覆盖层土的侧阻力发挥系数-各土层厚度-桩侧第 i 层土的侧阻力标准值n-土层的层数203#桩基Ra=0.6x3.14x /4x50x +3.14x1.5x(0.05x3.9x30x +0.05x1.9x50x )+ x(1.8x50xx0.2+2.3x140x x0.2+0.4x180x x0.2)=52987.5+80567+45785=10873.5 KN202#桩基Ra=0.6x3.14x /4x50x +3.14x1.5x(0.05x3.9x30x +0.05x1.9x50x )+ x(0.8x50xx0.2+3.4x140x x0.2+1.0x180x x0.2)=52987.
25、5+80567+45785=10829.5 KN201#桩基Ra=0.6x3.14x /4x50x +3.14x1.5x(0.05x4.9x30x +0.05x1.9x50x )+ x(1.5x50xx0.2+2.1x140x x0.2+0.5x180x x0.2)=52987.5+80567+45785=10867.5 KN200#桩基Ra=0.6x3.14x /4x50x +3.14x1.5x(0.05x3.3x30x +0.05x1.9x50x )+ x(1.2x50xx0.2+2.1x140x x0.2+0.5x180x x0.2)=52987.5+80567+45785=10865.
26、5 KN199#桩基Ra=0.6x3.14x /4x50x +3.14x1.5x(0.05x3.5x30x +0.05x1.9x50x )+ x(2.1x50xx0.2+2.1x140x x0.2+0.3x180x x0.2)=52987.5+80567+45785=10893.5 KN由于 Ra，所以地基承载力满足要求。3.3.3 桩的根数的确定在轴心竖向荷载作用下n=承台自重和承台上的土标准值；上部结构荷载标准值；单桩竖向承载力特征值。则 =10.4 15.2525+5051.2+99+60+1934.90x1.2=765+32076+37003+6300=8977.9 KN1274+20
27、x4x4x2.993=3068KN故 n= = =1.23所以取 n=2。3.3.4 桩的内力计算（m 法）（1）桩的计算宽度 。当 d1.0m 时， =k (d+1)式中：桩的计算宽度， 2d；d 桩径或者垂直于水平外力方向桩的宽度；桩形状换算系数，视水平力作用面而定，圆形或者圆端截面 =0.9；矩形截面=1.0；对圆端形或者矩形组合截面 =（1-0.1 ）；K 平行于水平力方向桩间互相影响系数；对于单排桩或 0.6 的多排桩：K=1.0；对于 0.6 的多排桩：K= + 所以=k (d+1)=1x0.9x(1.5+1)=2.25m(2)桩的变形系数 a桩的变形系数 a=受弯构件：E=0.8
28、 =2.8X KN/I=0.0491 =0.249故a= =0.36209#桩基 ah=0.34x13.3=4.522.5按弹性桩计算。（3）计算墩柱顶上外力 N、H、M。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范，恒载安全系数为 1.2，活载安全系数为 1.4，则桩顶外力为：N=(5050+1274+1934.90+44.16x13.3)x1.2=9415.47KNH=(180+2.65+2.35)x1.4=259.00KNM=(327.10+180x23.50+2.65x21.30+2.35x12.30)x1.4=4642.46KN(4)地面以下深度 z 处桩身截面上的弯矩 与剪力 .已
29、知作用于墩柱顶上外力为:N=9415.47KN,H=259.00KN,M=4642.46KN桩身弯矩= . + .式中无量纲系数 . 可以根据 ah=4.0 和 az 由有关表格查取，计算如下其中 N=9415.47KN,H=259.00KN,M=4642.46KN桩身弯矩 计算（单位：KN.m） 表 3-4z =az0.00 0 0.00 1.00 0 4642.46 4642.460.28 0.1 0.09 0.999 64.75 4637.82 4702.570.56 0.2 0.20 0.998 143.89 4633.18 4777.071.11 0.4 0.38 0.98 273.
30、39 4549.61 4823.001.67 0.6 0.53 0.96 381.31 4456.76 4838.072.22 0.8 0.65 0.91 467.64 4224.64 4692.282.78 1.0 0.72 0.85 518.00 3946.10 4464.103.61 1.3 0.77 0.73 553.97 3389.00 3942.974.17 1.5 0.75 0.64 539.58 2971.17 3510.755.56 2.0 0.61 0.41 438.86 1903.41 2342.276.94 2.5 0.40 0.21 287.78 974.92 126
31、2.708.33 3.0 0.19 0.08 136.69 371.40 508.039.72 3.5 0.05 0.01 35.97 46.42 82.3311.11 4.0 0.00005 0.00009 0.036 0.42 0.456桩身剪力=H +aM式中无量纲 、 同理可查取，计算如下表：其中 N=9415.47KN,H=259.00KN,M=4642.46KN桩身剪力 计算（单位：KN） 表 3-5z =a0.00 0 1.00 0 259 0 2590.28 0.1 0.988 -0.0075 255.89 -12.535 243.3550.56 0.2 0.955 -0.02
32、8 247.35 -46.796 200.5541.11 0.4 0.839 -0.0955 217.30 -159.61 57.691.67 0.6 0.675 -0.1819 174.83 -304.00 -129.172.22 0.8 0.485 -0.2709 125.62 -452.75 -327.132.78 1.0 0.289 -0.3506 74.85 -585.95 -511.103.61 1.3 0.0148 -0.4369 3.833 -730.18 -726.3474.17 1.5 -0.1395 -0.4672 -36.13 -780.82 -816.955.56 2
33、.0 -0.3884 -0.4491 -100.60 -750.57 -851.176.94 2.5 -0.4415 -0.3352 -114.35 -560.21 -674.568.33 3.0 -0.3607 -0.1905 -93.42 -318.38 -411.389.72 3.5 -0.1998 -0.0167 -51.75 -27.910 -79.6611.11 4.0 0 -0.0005 0 -0.8356 -0.8356桩顶水平位移= + 此时 ah=4.0，同理可的无量纲系数 =2.4407， =1.6210，即= + = x2.4407+ x1.6210=0.012m=12
34、mm桩顶转角= +同理可以查得 =-1.621， =-1.751= += x(-1.621)+ x(-1.751)=-0.00078rad桩身最大弯矩根据桩身最大弯矩截面处剪力为 0，即 =0， = = =6.453,查表得=0.4617，再查同一表格可得 =1.0338,故有：= = =1.2825(m)=M =4642.46x1.0338=4799.38(KNm)3.3.5 配筋计算由上述结果可知，最大弯矩发生在桩顶以下 1.2825m 处，该处弯矩为=4799.38 KNm。计算轴向力 时，取恒载作用效应系数为 1.2，活载作用效应系数为 1.4。则=（5050+1274+1934.90
35、+44.16x13.3）x1.2+1062.50x1.4=10615.47+1487.50=12103.2KN纵向钢筋面积。桩身混凝土强度等级为 C25，取 =0.08, =11.5Mpa,钢筋为 HRB335， =280Mpa,桩内竖向钢筋按最小配筋率 0.5配置，则= x0.5=88.31x =88.31选用 3222 钢筋： =32x3.081=98.56故 =98.56计算偏心距增大系数。= = =0.39mh=2r=20.75=1.50m计算长度将桩长看成两端固定， =0.5l=0.5x13.3=6.65m。(1)偏心距增大系数：= = =0.39m1.0，取 ；(2)计算受压区高度
36、系数按沿周边均匀配筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件进行正截面抗压承载力计算配筋。由式 及 可得墩柱截面配筋率：；由此可得：又由 可得：。经反复试算，如下表：由 =0.80 时，查得：A=2.1234；B=0.6523；C=1.6381；D=1.1212。根据 试算的结果 表 3-6 A B C D ( ) ( )/0.79 2.0026 0.5982 1.5938 1.1496 249 239 1.040.80 2.1234 0.5898 1.6381 1.1212 242 239 1.010.81 2.1540 0.5810 1.6811 1.0934 234 239 0.98p= x =
37、 x= =0.0182此时与承载力 N 接近。由于 =-0.01820.005，故而取最小配筋率 =0.005。=xx0.005=xx0.005=8831.25选用 HRB335 钢筋：3222 ，实配选用 3222 钢筋： =32x3.081=98.563.4 承台设计计算3.4.1 承台构造要求1、承台的作用承台作用是将各桩联成整体，把上部结构传来的荷载转换、调整、分配到各桩。承台尺寸要求（1）各种承台均应按混凝土结构设计规范进行受弯、受冲切、受剪切和局部承压承载的计算（2）承台最小宽度不应小于 500mm。承台边缘至桩的中心距离不小于桩的直径或边长，且桩外边缘至承台边缘距离不小于 150
38、mm。2、承台配筋要求（1）承台梁的纵向主筋直径不小于 12mm，架立筋不小于 10mm，箍筋不小于 6mm。（2）柱下独立桩基础承台的受力钢筋应通长配置。圆形、多边形承台配筋按双向均匀配置，钢筋直径不小于 10，间距不大于 200mm，不小于 100mm。3、桩与承台的连接配筋构造要求（1）桩顶嵌入承台底板的长度：桩径为 250mm 至 800mm 时，不宜小于 50mm；对于大直径桩不宜小于 100mm。（2）桩顶主筋应伸入承台内，其锚固长度不宜小于 。4、承台之间的连接构造要求（1）单桩承台，宜在两个互相垂直的方向上设置联系梁。（2）两桩承台，宜在其短向设置联系梁。（3）有抗震要求柱下独
39、立承台，宜在两个主轴方向设置联系梁。（4）联系梁顶面应与承台位于同一标高。联系梁宽度不宜小于 250mm，梁的高度可取承台中心距的 1/15 至 1/10。（5）联系梁主筋应按计算要求确定。联系梁内上、下纵向钢筋直径不小于 12mm，且不少于 2 根，并按受拉要求锚入承台。3.4.2 承台内力计算1、桩顶局部受压验算。桩顶作用于承台混凝土的压力，如不考虑桩身与承台混凝土间的粘结力，局部承压时按下式计算：0.9=式中： 结构重要系数；承台内一根基桩承受的最大轴向力计算值（KN）;局部承压强度提高系数；承台内基桩桩顶横截面面积（ ）；承台内计算底面积（ ）；混凝土轴心抗压强度设计值（KN/ ）。如
40、果验算结果不符合要求，应在承台内桩的顶面以上设置 1-2 层钢筋网，钢筋网的边长应大于桩径的 2.5 倍，钢筋直径不宜小于 12mm，网孔为 100mmx100mm。=1.0x=（5050+1274+1934.90+44.16x13.3）x1.2+1062.50x1.4=10615.47+1487.50=12103.2KN= = =27.74混凝土的轴心抗压强度标准值除以相应的材料分项系数 1.45，可得到混凝土轴心抗压强度设计值，有规范查得0.9B =0.9x3.14x1.5x1.5/4x20.1x /1.45=3.1x KN所以 12103.2KN9415.47KN故满足承载力要求。3、承
41、台受剪切承载力计算剪切承载力计算可以按下列公式计算：V=式中V-扣除承台自重及其上填土自重后相应于荷载效应基本组合时截面的最大剪力设计值；受剪切承载力截面高度影响系数；剪切系数；计算截面的剪跨比。= = =0.4375=0.991x1.364x1430x7x2=27034KN9415KN故受剪切承载力满足要求。4、承台受弯承载力计算M= =2x4129x0.84=6936.72KN.m= = =13310选用 2825， =28x490.9=13745 。第四章 64#桥梁桩基4.1 桩、承台和墩柱尺寸桩身直径为 1.5m，混凝土强度为 C25，弹性模量 =2.8x KN/ 。204206#桩
42、长分别为 18.86m、15.8m、14.95m。桩均为嵌岩桩，持力层为微风化花岗岩，选用冲击钻孔灌注桩。承台尺寸为 4.6mx2.2mx2m,混凝土强度为 C30，弹性模量 =3.0x KN/ 。墩柱直径为 2.0m，199209#墩柱高度分别为为 26.45m、25.76m、23.70m.4.2 墩柱承载力计算取 204#墩柱计算连续梁上部构造恒载 =20222KN4=5050KN 一根墩柱自重 =3.14x2x2/4x26.45x26=2056.45KN4.2.2 活载计算计算方法：（1）荷载纵向分布的考虑：活荷载由上部结构通过支座传递给桥墩，所以计算时，首先作盖梁计算截面处上部结构支点
43、处反力影响线，然后作最不利布载，即可求得支座最大反力。（2）荷载横向分布影响：首先作出盖梁控制截面的内力横向影响线，然后作出最不利布载。当计算跨中正弯矩时，活荷载对称布置，当计算支点负弯矩时，活荷载非对称布置。注意事项：（1）盖梁内力计算时，可考虑桩柱支撑宽度对削减负弯矩尖峰的影响。（2）桥墩沿着纵向的水平力及盖梁在纵桥向设置有两排支座时产生的上部结构活荷载偏心力将对盖梁产生扭矩，应予以考虑。1、水平荷载汽车制动力与温度力总和为 63.19KN2、垂直荷载连续梁活载为：747.58KN 。4.2.3 荷载计算及组合墩底截面荷载组合，公式如下：其中： 恒载；汽车荷载；汽车制动力；风力；温度力。墩
44、顶截面：=1.2x(5050+2056.45+265.33)+1.4x747.58x1.05+0.6x(1.4x0+1.1x0+1.4x0)=7560.34KN； 墩底截面： =1.2x(5050+2056.45+265.33)+1.4x747.58x1.05+0.6x(1.4x0+1.1x0)=8032.56KN；。通过组合计算，墩柱控制截面荷载组合计算如下表：墩柱控制截面荷载组合 表 4-1控制截面墩顶截面 275.94 7560.34 727.97墩底截面 319.33 8032.56 771.964.2.4 墩柱的配筋设计与检算（一）、配筋设计墩柱采用 C30 混凝土，主筋采用 HRB
45、335，箍筋采用 HPB235，取主筋混凝土保护层厚度为 5cm。查规范可知： ； （1）计算偏心距增大系数为：= = =0.096m又把墩柱看成一端固定一端铰支计算，且长细比为计算长度=0.7h=0.7x26.45=15.43m， 15.43/2.0=7.457 按照规范则应考虑纵向弯曲对偏心距的影响。则截面有效高度 =r+ =1000+950=1950mm,h=2r=2x1000=2000mm。公预规中规定当 属于长柱范围，所以在计算中要考虑构件的侧向挠度而引起的二阶弯矩的影响即需要考虑挠曲对纵向的弯曲的影响，其最终破坏属于材料破坏。圆形截面偏心受压构件的偏心距增大系数可按公预规中的公式计
46、算：=0.7h=0.7x26.45=15.43m= =7.45= = =0.096m1.0，取 ；(2)计算受压区高度系数按沿周边均匀配筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件进行正截面抗压承载力计算配筋。由式 及 可得墩柱截面配筋率：；由此可得：又由 可得：。经过先假定 ，查规范，带入反复计算的方法，最终得到配筋率 。具体计算数据附下表：配筋率 表 4-2 A B C D0.90 2.4215 0.4828 2.0181 0.87040.91 2.4501 0.4699 2.0507 0.84830.92 2.4785 0.4568 2.0824 0.82660.93 2.5065 0.4433
47、2.1132 0.8055 N(KN)0.00491 10230.99 7254.380.00824 16344.31 7254.380.0121 17431.70 7254.380.0881 32331.06 7254.38由上述计算表格可知，当 =0.80 时，计算纵向值与设计值相差适中。这时得到=0.00818。（3）、求所需的纵向钢筋截面积：由于 =0.00824 大于规定的最小配筋率 故=0.00818。=3.14 =0.00818x3.14x =25345实际选配 6622（ =66x380=25874 ）实际配筋率 = = =0.8560.5故满足要求。（二）、强度检算（1）、在垂直于弯矩作用平面内长细比 = =7.45故稳定系数为 =1.0。混凝土截面积为3.14x2000x2000/4=3140000 ,实际纵向钢筋面积为=66x380=25874 ，则在垂直于弯矩作用平面内的承载力为：=0.9（ ）=0.9x1.0x(13.8x3140000+280x25874)= 19212.467254.38KN。所以满足要求。（2）、在弯矩作用平面内由 及A=2.4501，B=0.4699，C=2.0507，D=0.8483 可得知：= r= x1000=101.7mm在弯矩作用平面内的承载力为：=A +C =2.4501x x13.8+2.0507x0.00859
