设计计算书一、 设计资料1、 地址及水文河床土质：从地面（河床）至标高32.5m为软塑土粘，以下为密实粗砂，深度达30m；是；水文：地面（河床）标高为40.5m，一般冲刷线标高为38.5m，最大冲刷线为35.2m，常水位42.5m2、 土质指标表1类型地基系数m(KN/m)极限摩阻力τ(KPa)内摩擦角φ容重γ（扣除浮力）（KN/m）软粘土8×4216°12密实粗砂25×12034°123、 桩、承台尺寸与材料承台尺寸：7.0m×5.8m×2.0m拟定采用四根桩，设计直径1.2m桩身及承台混凝土用20号，其受压弹性模量=2.6×MPa4、 荷载情况上部为等跨25m的预应力梁桥，混凝土桥墩，承台顶面上综桥向荷载为：恒载及活载时：=6103.4KN =310.25KN =4123.6KNm恒载及二孔活载时：=6503.24KN桩（直径1.2m）自重每延米为：q=16.96KN/m（已扣除浮力）故，作用在承台底面中心的荷载为：=6103.4+（7.0×5.8×2.0×25）=8133.4KN=310.25KN =4123.6+310.25×2.0=4744.1KNm恒载及二孔活载是：=6503.24+（7.0×5.8×2.0×25）=8533.24KN / 则拟定桩基础采用冲抓锥钻孔灌注桩基础库，为摩擦桩。
二、单桩容许承载力的确定根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式，初步反算桩的长度，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h，一般冲刷线以下深度为h，则：当两跨活载时：=8533.24+(38.5-35.2)×16.69+0.5×16.96=2189.28+8.48h（KN）计算[P]时取以下数据：桩的设计桩径1.2m，冲抓锥成孔直径为1.35m，桩周长和面积为U=π×1.35=4.24m A= λ=0.70 =0.9 =6.0 =550KPa =KN/m2（已扣除浮力），=40KPa =120KPa[P]==2189.28+8.48h解得h=7.53m现取h=8m，桩底标高为27.2m桩的轴向承载力符合要求具体见下图三、桩顶最大冲刷线处荷载Pi、Qi、Mi及P0、Qi、Mi的计算（一）、参数计算1、桩的计算宽度b1b1=K0KfKd Kf=0.9 K0=1+ d=1.2m故，b1=0.9又，L1=3.4-1.2=2.2m h1=3(d+1)=6.6m n=2 b’=0.6m又有L1=2.2<0.6h1=3.96故，K= b’+所以，b1=1.98×0.822=1.6282、桩的变形系数最大冲刷线以下hm=2(d+1)=2×2.2=4.4 h1=2.7 h3=4.4-2.7=1.7 m==18.60×103KN/m3E=Eh=0.67×2.6×107KN/m2I==0.1018m4则， =0.443m-1桩在最大冲刷线以下深度h=8m,其换算深度为：=0.443×8=3.544m(>2.5m)故按弹性桩计算。
3、桩顶刚度系数1、2、3、4值计算L0=3.3m h=8m = A==1.131m2 C0=8m0=8×18.60×103=1.48×105KN/m3按桩中心距计算面积，故取A0=×3.42=9.07m2=1.007×106=0.573EI又已知： =h=0.443×8=3.544m=0.443×3.3=1.462m由和查附表17、18、19并用双内插法得：xQ=0.29193 ； xM=0.47762；=1.092892==0.025EI3==0.094EI4==0.484EI5、 计算承台底面原点O处位移a0、b0、0 b0==4×0.484EI+0.573EI×4×1.72=8.560EIn2=4×0.025EI=0.1EIn3=4×0.094EI=0.376EI(n3)2=(0.376EI)2=0.135(EI)2 = （二）计算作用在每根桩顶上的作用力Pi、Qi、Mi竖向力Pi=水平力Qi==0.025EI×=77.52KN弯矩Mi==0.484EI=-183.55KNm校核nQi=4×77.52=310.08KNKN 校核正确=2×（2838.6-1228.10）×1.7+4（-183.55）=4741.50KNm =4744.1 KNm 校核正确2×(2838.6+1228.10)=8133.4KN 校核正确(三)计算最大冲刷线处桩身弯矩M0，水平力Q0及轴向力P0M0=Mi+Qil0=-183.55+77.52×3.3=72.26KNmQ0=77.52KNP0=2838.60+1.131×3.3×15=2894.58KN四、最大弯矩Mmax及最大弯矩位置Zmax的计算（按《公路桥梁钻孔桩计算手册》中介绍的方法）=0.442 =0.442×8=3.544<4m则 =mh=3.544m3.5m 则按h=3.5m查附表m-5’y=1.1时，lm=0.409～0.705在其间，则为最大弯矩再由 查附表m-3‘，4’得=0.754KNm =0.817KNmMmax=KNm最大冲刷线到最大弯矩处的距离为：五、桩顶纵向水平位移验算 桩在最大冲刷线处水平位移xo和转角φo:由Z=0, h=3.544 m＞4 m，取4.0。
查附表1，2，5，6，得Ax=2.49636 BX =1.63902 Aφ=－1.63902 Bφ=－1.75669 ==1.596×10-3m=1.596mm＜6mm（符合规范要求 ）=5.268×10-4radmM=-183.55 kN·mxM= m∴桩顶纵向水平位移 X1 = Xo－φolo+ XQ+Xm =1.596×10-3+5.268×10-4×3.3 +5.239×10-4－5.637×10-4 =3.29×10-3m=3.29mm水平位移容许值[△]=0.5=2.5cm=25mm 符合规范要求六、 桩身截面配筋的计算（一）配筋计算最大弯矩截面在Z=2.48m处，此处设计最大弯矩为Mj=190.98KNm设计最大轴向力为Nj=2894.58+0.5×2.48×16.96-40×4.24×2.48×0.5=2705.31KN采用等效钢环法：取以上两式的临界状态分析，整理得：现拟定采用20号混凝土，I级钢筋，=9.2MPa，=195MPa 1、 计算偏心距增大系数eo===70.6mm又=3.544<4.0,故长细比，可不考虑纵向弯曲对偏心距的影响，取η=1。
2、 计算受压区高度系数， 钢筋保护层厚度为50mm设g=0.9,则rg=gr=0.9×600=540mm ag=r－rg=60mm =,= = =2517120A+53352000Cμ现采用试算法列表计算（见表2）表2 受压区高度系数ξ 计算表ξ A B C DμNu(×103kN)Nj(×10kN)Nu/Nj1.012.71110.33122.49210.5411-0.00270426464.62705.352.391.022.72760.32082.52070.5395-0.00003676860.72705.352.541.032.74400.31082.54840.51730.00343867374.52705.352.731.042.75970.30072.57530.47560.00792578035.52705352.971.052.77550.29052.40140.47450.0140758939.72705.353.30由计算表可见，当ξ=1.03时，计算纵向力Nu与设计值Nj之比较为合理，同时满足最小配筋率0.5%的要求。
故取ξ=1.03，μ=0.00514为计算值3、计算所需纵向钢筋的截面积现选用24Φ18，Ag=6108mm2混凝土净保护层C =，纵向钢筋间净距为170mm＞80mm.（一） 对截面进行强度复核由前面的计算结果：a=60mm, g=540 mm, g=0.9实际配筋率1、 在垂直与弯矩作用平面内长细比，故纵向弯曲系数混凝土截面面积为实际纵向钢筋面积Ag=6108mm2则在垂直于弯矩作用平面内的承载力为 = =8814.97 kN＞2705.36 kN2、 在弯矩作用平面内 ==69.1mm同样采用试算法可得，当ξ=1.04时，与设计的很接近，故取ξ=1.04为计算值在弯矩作用平面内的承载力为 = =7189.8KN＞Nj=2705.31 KN桩截面符合强度要求.七、 承台结构设计计算如右图所示,承台的有效高度为:1、 承台受冲切验算桩边冲切,计算冲跨比: 计算冲切系数: ∵h=2000,取,则:==23760.77 KN＞2939.60 KN 满足要求桩向上冲切,c1=c2=180cm;a1x=70cm; a1y=50cm,所以,λ1x=0.398,计算冲切系数: β1x= β1y=取βhp=0.9,所以: = =7398.4 KN＞2838.60 KN 满足要求。
2、抗剪承载力计算 a1x=70cm; a1y=50cm,所以，因为ho=176 cm,剪切承载力截面高度影响系数则可以取用βhs=0.821.对于截面 λx=0.398 介于0.3~3之间∴==对于截面 λy=0.284＜0.3 取λy=0.3∴ ==所以抗剪承载力满足要求3、 承台受弯承载计算 采用HRB335钢筋,则ξ=0.56 则取用ξ=0.55 ∴选用34φ28钢筋,间距为,则实际钢筋混凝土保护层为6.5 cm,沿X轴方向布置选用37φ32钢筋,间距为，则实际钢筋，混凝土保护层为6 cm,沿Y轴方向布置 友情提示：方案范本是经验性极强的领域，本范文无法思考和涵盖全面，供参考!最好找专业人士起草或审核后使用 。