1、方案比選優(yōu)化公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)考慮到結(jié)構(gòu)上可能出現(xiàn)的多種作用，例如橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)件 上除構(gòu)件永久作用（如自重等）夕卜，可能同時出現(xiàn)汽車荷載、人群荷載等可變作用 公路橋規(guī)要求這時應(yīng)該按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，結(jié)合相應(yīng)的設(shè) 計狀況進(jìn)行作用效應(yīng)組合，并取其最不利組合進(jìn)行計算。1、按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，可采用以下兩種作用效應(yīng)組合。（1）基本作用效應(yīng)組合?；窘M合是承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)的組合，基本組合表達(dá)式為(i-i)(1-2)Y-橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，按結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級采用，對于公路橋梁，安全等級一級、二級、三級，分別為1.1、1.0和0.9;Y-

2、第i個永久荷載作用效應(yīng)的分項系數(shù)。 分項系數(shù)是指為保證所設(shè)計的結(jié)構(gòu)具有結(jié) 構(gòu)的可靠度而在設(shè)計表達(dá)式中采用的系數(shù)，分為作用分項系數(shù)和抗力分項系數(shù) 兩類。當(dāng)永久作用效應(yīng)（結(jié)構(gòu)重力和預(yù)應(yīng)力作用）對結(jié)構(gòu)承載力不利時，y=1.2; 對結(jié)構(gòu)的承載能力有利時，卩=10;其他永久作用效應(yīng)的分項系數(shù)詳見 公路橋規(guī)；Y1 汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的分項系數(shù) ，取Y1 = 1.4；當(dāng)某個可變 作用在效用組合中，其值超過汽車荷載效用時，則該作用取代汽車荷載，其分 項系數(shù)應(yīng)采用汽車荷載的分項系數(shù)；對專門為承受某種作用而設(shè)置的結(jié)構(gòu)或裝 置，設(shè)計時該作用的分項系數(shù)取與汽車荷載同值；計算人行道板和人行道欄桿 的局

3、部荷載時，其分項系數(shù)也與汽車荷載取同值。Y-在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）、風(fēng)荷載以外的其他第j個可變作用效應(yīng)的分項系數(shù)，取 卩=14但風(fēng)荷載的分項系數(shù)取 T =1.1；Sgik、Sgid 第i個永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值；SQjk-在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng) （含汽車沖擊力、離心力）外的其他第j個可 變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；Sud-承載能力極限狀態(tài)下，作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計值，作用效應(yīng)設(shè)計值等于作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值Sd與作用分項系數(shù)的乘積。SQik、SQid 一汽車荷載效用含汽車沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值；也-在作用效應(yīng)組合中，除汽車荷載效應(yīng)效應(yīng)（含汽車沖擊力、

4、離心力）以外其他 可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)，當(dāng)永久作用與汽車荷載和人群荷載（或其他一種可 變作用）組合時，人群荷載（或其他一種可變作用）的組合系數(shù)取0.80;當(dāng)除汽車荷載（含汽車沖擊力、離心力）以外尚有兩種其他可變作用參與組合時， 其組合系數(shù)取0.70;尚有三種可變作用組合時，其組合系數(shù)取 0.60;尚有四種 及多于四種的可變作用參與組合時取0.50。（2）偶然荷載。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用某種代表值效應(yīng)、一種偶然作用 標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)相組合。偶然作用的效應(yīng)分項系數(shù)取1.0與偶然作用同時出現(xiàn)的可變作用，可根據(jù)觀測資料和工程經(jīng)驗取用適當(dāng)?shù)拇碇?。地震作用?biāo)準(zhǔn)值及其表達(dá)式按 現(xiàn)行公路工程抗震設(shè)計規(guī)范中

5、的規(guī)定采用。表1-1永久作用效應(yīng)的分項系數(shù)序號1作用類型混凝土和垢工結(jié) 構(gòu)重力（包括結(jié)構(gòu) 附加重力）永久作用效應(yīng)的分項系數(shù)對結(jié)構(gòu)的承載能 力不利時1.2對結(jié)構(gòu)的承載能 力有利時1鋼結(jié)構(gòu)重力（包括1.10或 1.201結(jié)構(gòu)附加重力）2預(yù)加力1.213土的重力1.214混凝土的收縮及11徐變5土側(cè)壓力1.416水的浮力117基礎(chǔ)混凝土0.50.5變位 作用和垢土結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)111.1上部荷載計算永久荷載主要考慮樁基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)的自重荷載，其他形式的永久作用如砼收縮作用等可 忽略。計算簡式如下：永久荷載=預(yù)應(yīng)力T型梁重+ 蓋梁重+系梁重+ 墩身重（1-3）鋼筋與混凝土的比例小于3%,不考慮鋼筋的重量。1

6、 T梁自重單位體積重26KN/m3Gt梁=205.96 區(qū)6=5354.96KN2墩身重單位體積重24KN/m3，貝墩身體積缶八H戶3.14 X /4 為5.14=30.43'墩身重量 G墩身=24X30.43=730.32 KN3蓋梁重單位體積重24KN/m 3體積:V1=11.95 0.85 2=20.32"八V2= (11.95 2-1.35 2)/2 區(qū)85 2=18.02 松1 V3=2 >0.35 0.5 2=0.75 亦蓋梁體積 V改良體積= V1 +V2 +V3=20.32+18.02+0.75=39.0gG 盤諂=24 >C9.09=938.16

7、KN4系梁重單位體積重24KN/m 3系梁體積V系梁體積=7.25 X.8 >1.5=19.58 m3系梁重量 G系梁=24 X19.58=469.92 KN5橋面鋪裝單位體積重26KN/m 3橋面鋪裝體積V橋面鋪裝=38.27 m3；G橋面鋪裝=38.27 >26=995.02 KN6 防撞墻單位體積重 24KN/m 3；防撞墻體積V防撞墻=21.06m3；G防撞墻=21.06 >4=505.44 KN作用在墩身底面總的垂直永久荷載為：G= Gt梁/2+G墩身+G蓋梁/2+G 系梁/2+G橋面鋪裝/2+G防撞墻/2= 5354.96/2+730.32+938.16/2+46

8、9.92/2+995.02/2+505.44/2=4862.07 KN1.1.2 可變荷載為高速公路橋梁 ,可變荷載主要考慮汽車荷載、汽車沖擊力、汽車制動力 (風(fēng)荷載，流水荷載，溫度荷載等均可忽略 )幾個方面。(1) 汽車荷載計中汽車荷載采用2車道荷載進(jìn)行分析，由于汽車荷載等級為公路-I級，據(jù)公 路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTCD-60-2004車道荷載計算圖示如下：Pk-集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk-均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTCD-60-2004公路-1級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn) 值為qk=10.5KN/m標(biāo)準(zhǔn)值按以下規(guī)定選取：橋梁計算跨徑小于或等于 5m時，Pk=180 KN ;算跨徑等于或大于

9、50m時，Pk=360KN ;橋梁計算跨徑在5m50m之間時Pk值采 用直線內(nèi)插求得。計算剪力效應(yīng)時，上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Pk應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。Pk=180+180/45 >( 30-5)=280KNqk =10.5 (KN / m )計算剪力效應(yīng)時集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk乘以1.2；汽車荷載 Pk =280X1.2+10.5 30=651 KN(2) 汽車沖擊力據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTCD-60-2004汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車 荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù) 由沖擊系數(shù)何按下式計算：f表示結(jié)構(gòu)基頻(HZ);當(dāng) fv 1.5HZ 時，卩=0.05 當(dāng) f > 14HZ 時，卩=0.45

10、當(dāng) 1.5HZW f< 14 HZ 時，卩;汽車沖擊力=汽車荷載X卩此橋的頻率f=4HZ,帶入式中，故u= 0.228;則汽車沖擊力N仁651X0.228=148.43 KN(3) 汽車制動力一個設(shè)計車道上由汽車荷載產(chǎn)生的制動力標(biāo)準(zhǔn)值按規(guī)范規(guī)定的車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值 在加載長度上計算以總重力的10%計算，但公路一I級汽車荷載的制動力標(biāo)準(zhǔn)值不 得小于165KN。10%的總重力=322 KN > 165KN ;取汽車制動力N2=322 KN ;由以上計算可變荷載可歸納列入下表：表1-2可變荷載汽車荷載(KN)汽車沖擊力(KN )汽車制動力(KN)可變何載651148.43322(4)偶然荷載

11、本合同段區(qū)內(nèi)50年超越概率10%勺地震動峰值加速度小于0.05g，地震動反應(yīng)譜 特征周期小于0.35s，對應(yīng)地震基本烈度小于切度，故地震力可不進(jìn)行計算。上部荷載總算據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTCD-60-2004其中：y=1.1 ；Y =1.2;Sq1 = 1.4;豎向荷載 Pv=1.1 x( 1.2X4862.07+1.4 (651+148.43+322)=8144.94KN橫向荷載Ph=322X1.4=450.80KN彎矩=2690.625心用表1-3樁頂上部荷載總算表豎向荷載（KN）水平荷載（KN）彎矩（K in)8144.94450.802690.6252.1方案一：單排墩柱式樁基礎(chǔ)（1

12、）工程地質(zhì)介紹總體上橋位區(qū)內(nèi)地形變化較大，相差高度大，橋位覆蓋層厚度小，下伏基巖為花崗巖，巖石風(fēng)化強烈，全風(fēng)化層厚度大，最大厚度將近 30米，該層在水的作用下 崗地邊坡坡面抗沖刷能力差，洼地內(nèi)上部承載力偏低，橋位中風(fēng)化基巖埋深大，且 受地域地質(zhì)影響，中風(fēng)化花崗巖巖體破碎，橋位洼地內(nèi)地下水位埋深淺，中風(fēng)化基巖雖破碎，但飽和單軸抗壓強度高，可作為樁基的持力層?；A(chǔ)類型的選擇選擇樁基礎(chǔ)是，根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)場的條件，并考慮各種不同情況，包括荷載的大 小和性質(zhì)、地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、料具的用量價格（包括料具的數(shù)量）、施工難易 程度、物質(zhì)供應(yīng)和交通運輸條件以及施工條件等等，經(jīng)過綜合考慮后對以下四個可能的基礎(chǔ)

13、類型，進(jìn)行比較選擇，采用最佳方案高承臺樁基礎(chǔ)。本設(shè)計樁基礎(chǔ)，因為有很好的承載 力的持力層，按柱樁進(jìn)行設(shè)計計算。淺基礎(chǔ)：建筑物的淺平基多用磚、石、混凝土或鋼筋混凝土等材料組成，因為材 料的抗拉性能差，截面強度要求較高，埋深較小，用料省，無需復(fù)雜的施工設(shè)備， 因而工期短，造價低，但只適宜于上部荷載較小的建筑物。低承臺：穩(wěn)定性較好，但水中施工難度較大，故多用于季節(jié)性河流或沖刷深度較 小的河流，航運繁忙或有強烈流水的河流。位于旱地、淺水灘或季節(jié)性河流的墩臺， 當(dāng)沖刷不深，施工排水不太困難時，選用低承臺樁基有利于提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。高承臺：由于承臺位置較高或設(shè)在施工水位以上， 可減少墩臺的塢工數(shù)量，可避

14、免或減少水下施工，施工較為方便，且經(jīng)濟。高樁承臺基礎(chǔ)剛度較小，在水平力的 作用下，由于承臺及樁基露出地面的一段自由長度周圍無土來共同承擔(dān)水平外力， 樁基的受力情況較為不利，樁身的內(nèi)力和位移都將大于低承臺樁基，在穩(wěn)定性方面 也不如低承臺樁基。沉井：沉井基礎(chǔ)占地面積小，施工方便，對鄰近建筑物影響小，沉井內(nèi)部空間還 可得到充分利用。沉井法適用于地基深層土的承載力大，而上部土層比較松軟，易 于開挖的地層。根據(jù)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTJ024-85）的規(guī)定,選鉆孔樁、鉆（挖） 孔樁適用于各類土層（包括碎石類土層和巖石層）。一般情況下樁基礎(chǔ)設(shè)計需經(jīng)過以下步驟：（1）通過環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)荷載條件、 地

15、質(zhì)施工條件、經(jīng)濟條件等確定樁型；（2）確定基樁幾何尺寸；（3）確定樁數(shù)及 平面布置；（4）驗算樁身結(jié)構(gòu)強度。本設(shè)計根據(jù)實際情況做出以下計算。樁基礎(chǔ)的設(shè)計（1）樁身設(shè)計1. 樁材選擇：根據(jù)本工程的特點，選擇鋼筋混凝土鉆孔灌注樁。2. 樁徑：初步選定樁徑為1.80m。3. 樁長：由于設(shè)計樁為端承樁，根據(jù)（JTJ024-85.公路橋涵與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 第條）；當(dāng)河床巖層有沖刷時，樁基須嵌入基巖，按樁底嵌固設(shè)計，其應(yīng)嵌入 基巖的深度按下式計算；h=r(2-1)圓形樁：j 在基巖頂面處的彎矩（丄；心）；樁嵌入基巖中（不計風(fēng)化層）的有效深度不得小于 0.5m；&天然濕度的巖石單軸極限抗壓強度（kpa

16、）;D鉆孔樁的設(shè)計直徑（m）；卩系數(shù)，"670根據(jù)巖層側(cè)面構(gòu)造而定，節(jié)理發(fā)達(dá)的取小值，節(jié)理發(fā)達(dá)的取大值;h=1.6m故設(shè)計嵌入深度h=1.6m；4. 驗算單樁承載力；根據(jù)（JTJ024-85公路橋涵與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范第條）；支撐在基巖上或嵌入基巖內(nèi)的鉆（挖）孔樁、沉樁、和管樁的單樁軸向受壓容許承載力可按下式計算;(2-2)IPINC/ + GM）巴門單樁軸向受壓允許承載力（KN）；& 天然濕度的巖石單軸極限抗壓強度（Kpa）;力樁嵌入基巖深度（m）；U樁嵌入基巖部分的橫截面周長（m）,對于鉆孔樁和管樁按設(shè)計直徑采用；A樁底橫截面面積（吊），對于鉆孔樁和管樁按設(shè)計直徑米用;根據(jù)清孔

17、情況，巖石的破碎程度等因素而定的系數(shù)，按下表2-1取用;表2-1系數(shù)Ci、C2值條件C1C2良好的0.60.05一般的0.50.04較差的0.40.03注：1當(dāng)h v 0.5m時，Ci采用表列數(shù)值的0.75倍，C2=0;2對于鉆孔樁，系數(shù)Ci、C2值可降低20%采用；取Ci=0. 4 區(qū)8=0.32; C2=0.03 08=0.024;將各系數(shù)值統(tǒng)計到下表2-2;表2-2承載力公式系數(shù)表C1C2(Kpa)A)(m)h(m)0.320.024350002.542.651.6p=(0.32 2.54+0.024 565 1.6) 35000=35920.64KN滿足上部荷載的要求;沉降計算根據(jù)簡化

18、法計算單樁沉降量，即在豎向工作荷載作用下，單樁沉降S由樁身壓縮變形和樁端土的壓縮變形一組成，本設(shè)計為端承樁，故計算公式為：式中：N1 N5 = AC + A/；=一 + EA C"（2-3）N作用于樁頂?shù)呢Q向壓力（KN ），樁自重對°C沒有影響，所以不 考慮樁身自重；E樁身材料的受壓彈性模量(Mpa),取2.80 XO4 Mpa；I樁的長度(m，實際樁長為23.06+1.6=24.66m；爲(wèi)樁底處巖層的豎向抗力地基系數(shù)，根據(jù)(JTG-63-2007公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 表取值，即在表2-3中取值；A樁的橫截面面積；表2-3巖石地基抗力系數(shù)C0編號& (Kpa)

19、Co (KN/m2)110003000002不小于25000335000注：Ra為巖石的單軸飽和抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值；對于無法進(jìn)行飽和的試樣，可采用天然含水量單軸抗壓強度 標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)1000< RaV 25000時，可用直線內(nèi)插法確定 C。表2-4沉降計算表N(kN)|8144.94E(Kpa)2.8X10，l(m)24.665.05 (mm)G(kN/A(卅)2.54由于S冬2.0=9.9mm沉降滿足規(guī)范要求單樁內(nèi)力及變位計算；圖1柱頂自由，樁底嵌固在基巖中的單排樁式橋墩根據(jù)(建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008)第:樁的水平變形系數(shù)和地基土 水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m可按下列規(guī)定確定：(1)

20、 決定樁測土抗力的計算寬度b° ；圓形單樁：b0=0.9(d+1)k;(2-4)其中k為構(gòu)件相互影響系數(shù)；b0=0.9 X( 1.8+1)X 1.0=2.52(2) 計算樁基變形系數(shù)；(2-5)a =冷叭/ £7式中 m樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù);bo樁身的計算寬度；EI樁身抗彎剛度，按該規(guī)范第條的規(guī)定計算；對于鋼筋混凝土樁，EI=O.85Ec|o；其中Ec為混凝土彈性模量，Io為樁身換 算截面慣性矩：圓形截面為lo=Wodo/2;查規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJL94-2oo8表取m=iooooo KN/m4, Eh=2.8 Xo7Kpa；El=o.8£/_冥&

21、quot;啟竺肖 o.8 X.864=1.154 X。FN2.7樁在最大沖刷線以下深度h=14.66m,其計算長度為=0.47 X4.66=6.892.5所以應(yīng)該按彈性樁設(shè)計。（3）因為地面與最大沖刷線重合，樁（直徑1.8m）每延米重q計算如下：q=X （25-10） =38.15KN （扣除浮力）；墩柱樁頂上外力Ni，Qi，Mi及最大沖刷處樁頂上外力No, Qo，Mo.的關(guān)系如下;Ni= 8144.94+8.4 3X15 X.2=8529.49KN ；Qi=Qo=45O.8O KN=Ho;Mi= M=2690.625刃朋.J 最大沖刷線（即樁頂）處樁變位 Xo，妒計算；已知:=0.47；EI

22、=1.154 X * 2；77當(dāng)樁置于巖石類土且>3.5時，取Kh=0； h計算長度=6.89>4，按h計算長度=4m計算, 查JTGD63-2007公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 表計算樁身作用效應(yīng)無量綱 系數(shù)用表得：A1 =-5.85333; B1=-5.94097； C1=-0.92667； D1=4.54780; A2=-6.53316；B2=-12.15810; C2=-10.60840； D2=-3.76647； A3=-0.80848； B3=-11.73066C3=-17.91860; D3=-15.07550; A4=9.24368; B4=-0.35762; C4=

23、-15.61050D4=-23.14040;Ho=1作用時;1 二妙-3D a E/佔-川禺(2-6)=2.011106m瑚=禺D 兇6AjS AiBz(2-7)=6.2981O7radMo=1作用時;1-a El- AB>(2-8)=6.298107m一 1aS A-AyBt(2-9)=3.204107radXo,血的計算；(2-10)Xo = H (xV/Jh + -W(X?HNt-6-7=2.60mm<6mm（符合m法要求）如二T/M粘+ M必閑）（2-7-7=-）=_11.4610_4rad（5）最大沖刷線（即地面）以下深度 Z處樁截面上的彎矩Mz及剪力Qz的計算;仏=a

24、2E1M + 色佚 + 毛7 A）aa Ela El(2-12)2 =護(hù) £7(“畑+ 血艮G 7Dj段 a E! aEJ(2-13)式中無量綱系數(shù)A3, B3, C3, D3與A4, B4, C4, D4,查JTGD63-2007公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范表計算樁身作用效應(yīng)無量綱系數(shù)用表得，Mz與Qz值計算列表如下表2-5與表2-6；彎矩圖與剪力圖如下圖的圖2與圖3；圖2彎矩Mz圖圖3剪力Qz圖表2-5 M z值計算列表表2-6 Qz值計算列表(6) 樁柱頂水平位移的計算；樁頂為自由端，其上作用有H與W，頂端位移可應(yīng)用疊加原理計算。設(shè)樁頂?shù)乃轿灰茷?，它是由下列各項組成：樁在地面處

25、的水平位移X。、地面處轉(zhuǎn)角血所引起的樁頂?shù)乃轿灰?血10、樁露出地面段作為懸臂梁樁頂在水平力 H以及在M作用下 產(chǎn)生的水平位移 0,即二M _施屜+月1)十們7 0hi+h2=0+8.4=8.4 (m);n=HEi/EI=(1.6/1.8)4=0.624;n：樁式橋墩上段抗彎剛度Eili與下段抗彎剛度EI的比值，EiIi=E0li;EI=0.8E0l,其中E0為樁身混凝土抗壓彈性模量，li為樁上段毛截面慣性矩；式中：Ao = i (nh + h茹十 nhh2(h十 fe) + 可卑廠廚 + n抓2/ 十 Aj)上山°型山(橋墩)(2-i4)=8.43 +8.42=32mm;=i.8

26、79-( _9.655iO48.4)+32=33.89mm;代入數(shù)據(jù)解=3.4cm< =0.5=27.4cm ;符合設(shè)計要求。(7) 樁的配筋及樁截面抗壓承載力計算；樁身最大彎矩位置及最大彎矩計算；樁地面處的剪力和彎矩：H0=H=450.8KN ；M o=M+H olo=269O.625+45O.88.4=6477.345地面以下樁身最大彎矩；Mmax=Ho/a mH+Momm(2-15)確定最大彎矩位置；由 Qz=O得；im計=7.75;據(jù)=4.0m,查公路橋梁鉆孔樁計算手冊附表m-5,;當(dāng)ay=0.5時，im=6.931?11.667,im計在其之間，故為最大彎矩位置，再據(jù)=4.0m

27、，ay=0.4；查附表m-3,，m-4,得到;mH=0.86； mm=0.378；M max * 川；地面至最大彎矩斷面距離；ym=ay/a=0.5/0.47=1.06m；樁側(cè)土壤最大應(yīng)力計算：Qmax=a2/b0 (H0/a+M0Qm)(2-16)確定最大應(yīng)力位置；|0計=;皿計=7.75;據(jù)=4.0m,查公路橋梁鉆孔樁計算手冊附表 m-8 ；當(dāng)ay=0.7時，im=1.557?20.538, im計在其之間，故為最大應(yīng)力位置，再據(jù) =4.0m，ay=0.7；查附表 m-6，m-7 得到；Qh=0.935；Qm=0.441 ；Qmax=0.472/2.52()=210.43KN地面至最大應(yīng)力

28、斷面距離；ym=ay/a=0.7/0.54=1.30m；配筋計算及樁身材料截面強度驗算；根據(jù)公路橋梁鉆孔樁計算手冊；樁的計算長度；(2-17)Ip=k1+I°其中：ki=5.37m； Io：樁的懸出長度取8.4m；lp=ki + lo=5.37+8.4=13.77m；因為Ip/D=13.77/1.8=7.657;固應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)|"結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)兒"；采用混凝土 C25, fcd=11.5Mpa； HRB335級鋼筋抗壓強度設(shè)計值幾=280冊混凝土保護(hù)層厚度取60mm,擬采用© 25岡筋(外徑28.4m)；貝U: rs=1800/2- (60+28

29、.4/2) =825.8mm； g=rs/r=825.8/900=0.918;e0=M/N=3166.38/8144.94=0.389m；EI=1.154 九 從丫期2；1400 eI(2-16)式中：e)=0.389mm；h0=r+rs=825.8+900=1725.8mm；O.2+2.7e/h0=O.2+2.7 389/1725.8=0.81<1；p/h=1.15-0.01 13<77/14.66=1.14>1,取 =1；將數(shù)據(jù)代入式（2-16）得;1 +1400 L 7258需仞7八對心Z=1.15；計算偏心距：'采用查表法計算（參考公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土

30、橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）附錄 C-表）；假設(shè)芒=0.39;查表可得各系數(shù)分別如下：A=0.8369,B=0.5304,C=-0.5227,D=1.8711;代入下式計算配筋率:計算軸向力設(shè)計值;將數(shù)據(jù)代入式（2-17）得;=8078.26KN與實際作用軸向力設(shè)計值8144.94KN偏差在2%以內(nèi)，符合設(shè)計規(guī)范；所以樁基 只需按構(gòu)造配筋，根據(jù)規(guī)范要求，選配 2825,鋼筋截面面積As=13745.2mm2。 樁基礎(chǔ)工程概算；相對于陸上鉆孔來說，水中鉆孔灌注樁主要在圍堰筑島、工作平臺等輔助工程 方面有所差別，另外水中鋼護(hù)筒的設(shè)置、泥漿船的使用、水上拌和站、施工棧橋等 也是需要考慮的

31、問題。在條件允許的情況下首先考慮圍堰筑島的方案是較經(jīng)濟的，當(dāng)水深w 1.5m、流速w O.5m/s的淺灘、且河床滲水性較小時，可采用土圍堰；水深w 3.0m、流速w 1.5m/s、且河床滲水性較小或淤泥較淺時，可采用土袋（草袋、麻袋等） 圍堰;若水深在37.0m、流速w 2.0m/s也可采用竹籠、木籠鐵絲圍堰，否則應(yīng)考慮 采用樁基工作平臺。文件說明：結(jié)合本工程的實際情況，采用4MW.5m竹籠鐵絲圍堰；砼強度等級 水下C25,鋼筋保護(hù)層為60mm；鉆孔設(shè)備按6臺套記，工程采用正循環(huán)方法成孔， 鉆機為GPS15型鉆機3臺，泥漿泵為流量108附"/A的離心泵4個，挖泥漿池4個, 尺寸為5M

32、*m;材料運輸及其加工，所有材料考慮汽車運輸，泥漿運輸距離5km。編制依據(jù)：公路工程預(yù)算定額；公路基本建設(shè)工程概算預(yù)算編制辦法。表2-7橋樁基礎(chǔ)費用計算表序號項目名稱單位工程量1成孔和灌注樁2605.802人工挖孔方139.203人工挖溝槽307.204鋼筋籠t92.255泥漿運送3052.26鋼筋籠吊焊t90.27大型機械安拆臺次:48大型機械場外運輸臺次4表2-8灌注樁工程量表疋額標(biāo)號項目名稱計量單位工程量基價（元）單價金額11人工挖孔樁100亦1.392352489.98114人工挖孔槽10亦30.72661.520321.28238鋼筋籠t92.253375.3311371.43240

33、成孔和灌注樁10"260.586111.61592560.73247泥漿運送10川305.22811.7247747.072115鋼筋籠吊焊t90.2354.431966.88序22 大型機械安拆臺次42728.310913.2序25大型機械場外運 輸臺次42775.811103.2合計2226473.77表2-9灌注樁費用計算表序號項目名稱取費標(biāo)準(zhǔn)金額1疋額直接費分項工程X定額基價2226473.772雨季施工增費定額直接費的0.7%15585.323生產(chǎn)工具增費疋額直接費的1%222647.384檢杳試驗費定額直接費的0.2% 6361.355工程定位，場地清理費定額直接費的0.

34、3%9542.036材料二次搬運費不計7夜間使用費定額直接費的0.2%6361.358施工圖預(yù)算疋額直接費的4%190840.619價差10施工管理費定額直接費的16%763362.4411臨時設(shè)備費定額直接費的2.5%119275.3812勞動保險費定額直接費的4.8%229008.7313直接費與間接費之和112的總和3789422.3614計劃利潤（直接費+間接費）X 9%341048.0115稅金不含稅工程造價3.14%72874.2316含稅金額造價(13) + (14) + (15)4203344.63.1方案二：單排墩柱式樁基礎(chǔ)（2）樁基礎(chǔ)設(shè)計（1）樁身設(shè)計；根據(jù)本工程的特點，選

35、擇鋼筋混凝土鉆孔灌注樁。墩的尺寸不變，樁型仍為端承樁，樁尺寸擬定如下：直徑d=1.9m，樁長24.06m，嵌入基巖深度h=1m，樁身混凝土強度C25,受壓彈性模量 Ec=2.8>104MPa；(2) 驗算單樁承載力；根據(jù)(JTJ024-85公路橋涵與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范第條)；將數(shù)據(jù)代入式(2-2);=(0.32 忽.83+0.024 3.97 X)x 30000=31446.4KN滿足上部荷載的要求；其中：系數(shù)Ci, C2在表2-1 中分別取 0.4, 0.03降低20%采用，即Ci=0.32, C2=0.024。沉降計算根據(jù)簡化法計算單樁沉降量；將數(shù)據(jù)代入式(2-3 )中，計算結(jié)果如下表3-

36、1 :表3-1沉降計算表N(kN)18144.94E(Kpa)2.8X102.66 (mm)l(m)24.06G(kN/存)A( m')2.83由于S=2.0=9.8mm沉降滿足規(guī)范要求。單樁內(nèi)力及變位計算；根據(jù)(建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008)第:樁的水平變形系數(shù)和地基土水平 抗力系數(shù)的比例系數(shù)m可按下列規(guī)定確定：(1) 決定樁測土抗力的計算寬度b° ；圓形單樁：b0=0.9(d+1)k；代入數(shù)據(jù)得：b0=0.9 (1.9+1 )x 1.0=2.61(2) 計算樁基變形系數(shù)；=0.47樁在最大沖刷線以下深度h=15.66m,其計算長度為=0.47為5.66=7.362

37、.5所以 應(yīng)該按彈性樁設(shè)計。(3) 樁(直徑1.8m)每延米重q計算如下：q=x(25-10) =42.51KN (扣除浮力)；墩柱樁頂上外力Ni, Qi, Mi及最大沖刷處樁頂上外力N0, Q0, M0.的關(guān)系如下；Ni= 8144.94+8.4 4X51 X.2=8573.44KN ；Qi=Qo=45O.8O KN=Ho;Mi= M=2690.625KV 血.J 最大沖刷線(即樁頂)處樁變位Xo,熾計算；已知：=0.47; EI=0.8 即=0.8 忽.8 X07X3.14 X.94/64=1.432X 107 麗當(dāng)樁置于巖石類土且>3.5時，取Kh=0; h計算長度=7.36>

38、;4,按h計算長度=4m計算,查JTGD63-2007公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 表計算樁身作用效應(yīng)無量綱 系數(shù)用表得：A1 =-5.85333; B1=-5.94097； C1=-0.92667； D1=4.54780; A2=-6.53316;B2=-12.15810; C2=-10.60840; D2=-3.76647; A3=-0.80848; B3=-11.73066C3=-17.91860; D3=-15.07550; A4=9.24368; B4=-0.35762; C4=-15.61050D4=-23.14040;I-皿u El 沖曲-H0=1作用時;(2-6)AjBi AiB

39、z=1.3611O6m(2-7)=5.058107radM0=1作用時;1-tz 'El- AB>(2-8)=5.058107m(2-9)=2.574107radXo,血的計算;(2-10)則=粘+ 粘-6-7=1.974mm<6mm(符合m法要求)妳二+ 皿ot?閑)(2-1-7-7.=-)=_9.206104rad(5) 最大沖刷線(即樁頂)以下深度Z處樁截面上的彎矩Mz及剪力Qz的計算;將數(shù)據(jù)分別代入下式；式中無量綱系數(shù) A3, B3, C3, D3與A4, B4, C4, D4,查JTGD63-2007公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范表計算樁身作用效應(yīng)無量綱系數(shù)用表得，M

40、z與Qz值計算列表如下表3-2與表3-3;彎矩Mz圖和剪力Qz圖如圖4與圖5所示；(6) 樁柱頂水平位移的計算；樁頂為自由端，其上作用有H與W，頂端位移可應(yīng)用疊加原理計算。設(shè)樁頂?shù)乃轿灰茷?，它是由下列各項組成：樁在地面處的水平位移 X。、地面處轉(zhuǎn)角炒所引 起的樁頂?shù)乃轿灰?血10、樁露出地面段作為懸臂梁樁頂在水平力 H以及在M作用下 產(chǎn)生的水平位移 0,即A = jto + Ai) + Ao/Ohi+h2=0+8.4=8.4 (m);n=liEi/EI=(1.6/1.9)4=0.503;n：樁式橋墩上段抗彎剛度Eili與下段抗彎剛度EI的比值，Ei|i=E0|i;EI=0.8E0|, 其中

41、E。為樁身混凝土抗壓彈性模量，li為樁上段毛截面慣性矩；式中:Ao =罠壬(打卅 + h扌、十 nhh2(h十松j) +hz +十 Aj)匕山3肚山(橋墩)(2-i4)=8.43 +8.42=23.7mm;=i.974_( _9.206i048.4)+23.7=25.68mm;代入數(shù)據(jù)解=25.68mm< =0.5;符合設(shè)計要求(7) 樁的配筋及樁截面抗壓承載力計算；樁身最大彎矩位置及最大彎矩計算；樁地面處的剪力和彎矩：Ho=H=45O.8KN ；Mo=M+Holo«.Vtn ；地面以下樁身最大彎矩；Mmax=Ho/a mH+Momm( 2-15)確定最大彎矩位置；由 Qz=O

42、得；im計=aMo/Ho=6.75;據(jù)=4.0m,查公路橋梁鉆孔樁計算手冊附表m-5,；當(dāng)ay=0.5時，im=6.931?11.667,im計在其之間，故為最大彎矩位置，再據(jù)=4.0m，ay=0.4；查附表m-3,，m-4,得到;mH=0.86； mm=0.378；Mmax=450.8/0.47 06+6477.345 0378=3273.301；地面至最大彎矩斷面距離；ym=ay/a=0.5/0.47=1.06m；樁側(cè)土壤最大應(yīng)力計算：Qmax=a2/bo (Ho/a+MoQm)(2-16)確定最大應(yīng)力位置；|0計=;皿計=7.76;據(jù)=4.0m,查公路橋梁鉆孔樁計算手冊附表 m-8

43、9;當(dāng)ay=0.7時，im=1.557?20.538, im計在其之間，故為最大應(yīng)力位置，再據(jù) =4.0m，ay=0.7;查附表 m-6，m-7 得到；Qh=0.935;Qm=0.441;Qmax=0.472/2.61 ()=317.67KN地面至最大應(yīng)力斷面距離;ym=ay/a=0.7/0.47=1.49m；配筋計算及樁身材料截面強度驗算；根據(jù)公路橋梁鉆孔樁計算手冊；樁的計算長度；lp=ki+lo（ 2-17）其中：ki=5.84m； lo:樁的懸出長度取8.4m；|p=ki + |o=5.84+8.4=14.24m；因為lp/D=14.24/1.9=7.497;固應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)I&q

44、uot;；結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)兀嚴(yán)丨；采用混凝土 C25, fcd=11.5Mpa； HRB335級鋼筋抗壓強 度設(shè)計值 冗=280何屜；混凝土保護(hù)層厚度取60mm,擬采用© 25岡筋（外徑28.4m）；貝U: rs=1900/2- （60+28.4/2） =875.8mm； g=rs/r=875.8/950=0.922； e）=M/N=3273.3/8144.94=0.402m；EI=1.432 乂 2；1400 eL 九（2-式中：e）=0.402mm；h0=r+rs=875.8+950=1825.8mm；0.2+2.7e/h0=0.2+2.7 402/1825.8=0.79<1；空=p/h=1.15-0.01 14<24/15.66=1.14>1,取紜=