摘 要

基础是指建筑物地面以下的承重结构，如基坑、承台、框架柱、地梁等，是建筑物的墙或柱子在地下的扩大部分。其作用是承受建筑物上部结构传下来的荷载，并把他们连同自重一起传给地基。

桩基础是当建造比较大的工业与民用建筑时，若地基的软弱图层较厚，采用浅埋基础不能满足地基强度和变形要求，桩基的作用是将荷载通过桩传给埋藏较深的坚硬土层，或通过桩周围的摩擦力传给地基，本次主要是进行桥梁基础设计。

通过掌握大渡河大桥概况以及桥位区的地质概况和岩土工程性质，包括地形地貌，水文地质条件、地层岩性等。通过这些条件，掌握这次设计的流程，包括：设计方案、计算内容、运用相关软件进行分析绘图、最后编写设计文件。查阅相关的专业规范以及熟练的运用CAD等设计软件进行分析绘图，完成主墩桩和承台的设计。使我们具有实事求是、开拓创新、虚心求学、严于律己、勇攀高峰的学习态度和科研精神。

掌握设计信息，了解此次设计的流程，查阅相关的专业规范和桥梁基础设计的案例，学习案例中的设计步骤和方法，运用CAD软件进行绘图。

完成单桩承载力和群桩承载力的计算、桩的内力计算、承台的内力计算、桩身的配筋及强度计算、承台的配筋及强度计算、桩的钢筋构造设计、承台的钢筋构造设计等。

关键词：桥梁基础；桩的设计及计算；承台的设计及计算

Abstract

Foundation refers to the bearing structure below the ground of a building, such as foundation pit，cap, frame column, ground beam, etc.It is an enlarged part of a building's walls or pillars in the ground.Its function is to bear the load passed down from the superstructure of the building,and pass them along with their weight to the foundation.

Pile foundations are used when building larger industrial and civil buildings,if the soft layer of foundation is thicker, the shallow foundation can not meet the requirements of foundation strength and deformation,The function of pile foundation is to transfer load through pile to deep buried hard soil or to foundation through friction around pile，this paper mainly carries on the bridge foundation design.

By mastering the general situation of Dadu River Bridge, the geological situation and geotechnical engineering properties of the bridge site, including topography, hydrogeology, stratum lithology, etc.Through these conditions, grasp the design process, including: design scheme, calculation content, analysis and drawing with relevant software, and finally compile design documents.Consult the relevant professional specifications and skillfully use CAD and other design software for analysis and drawing, complete the design of main pier pile and cap.Let us have a realistic,pioneering and innovative,open-minded learning,strict self-discipline, courage to climb the peak of learning attitude and scientific research spirit.

Grasp the design information and understand the design process.Refer to the relevant professional specifications and bridge foundation design cases, learn the design steps and methods in the case, and use CAD software for drawing.

The calculation of bearing capacity of single pile and pile group, internal force of pile, internal force of cap, reinforcement and strength of pile body, reinforcement and strength of cap, reinforcement structure design of pile and reinforcement structure design of cap are completed.

Keywords:Bridge foundation; Design and calculation of Piles; Design and calculation of Caps

目 录

第1章 绪论 1

第2章 大渡河大桥设计说明 2

2.1 主要材料 2

2.1.1 桥涵主要部分混凝土标号 2

2.1.2 桥梁支座 2

2.2 主桥设计要点 2

2.2.1 上部构造 2

2.2.2 下部构造 3

2.3 引桥结构设计 3

2.3.1 上部构造 3

2.3.2 下部构造 3

2.4 设计概况图 3

2.4.1 大渡河大桥桥型布置图 3

2.4.2 主桥上部一般构造图 4

第3章 4号墩台基础设计 5

3.1 基桩尺寸设计和承台尺寸设计 5

3.1.1 基桩尺寸 5

3.1.2 承台尺寸 5

3.2 确定作用在承台底面处的荷载 5

3.2.1 墩身地面荷载 5

3.2.2 承台底面水平荷载 5

3.3 确定单桩承载力容许值 7

3.4 确定基桩根数及其平面布置 9

3.5 基桩内力计算 9

3.5.1 桩的计算宽度 9

3.5.2 桩的变形系数和换算深度 10

3.5.3 桩顶刚度系数的计算 11

3.5.4 承台底面原点O处水平位移、竖直位移、转角的计算 14

3.5.5 每根桩顶上轴向力、剪力、弯矩的计算 15

3.5.6 桩身任意截面内力的计算 16

3.6 单桩轴向承载力的验算 18

3.7 纵向水平位移的验算 19

3.7.1 桩身水平位移的验算 19

3.7.2 桩顶纵向水平位移的验算 20

3.8 桩基配筋 20

3.8.1 桩身材料截面强度计算 20

3.8.2 桩柱配筋图 23

3.9 群桩基础承载力的验算 23

3.10 承台设计 23

3.10.1 承台受冲切承载力计算 24

3.10.2 承台受剪计算 26

3.10.3 承台受弯承载力计算 26

第4章 5号墩台基础设计 28

4.1 基桩尺寸设计和承台尺寸设计 28

4.1.1 基桩尺寸 28

4.1.2 承台尺寸 28

4.2 确定作用在承台底面处的荷载 28

4.2.1 墩身地面荷载 28

4.2.2 承台底面水平荷载 28

4.3 确定单桩承载力容许值 30

4.4 确定基桩根数及其平面布置 32

4.5 基桩内力计算 32

4.5.1 桩的计算宽度 32

4.5.2 桩的变形系数和换算深度 33

4.5.3 桩顶刚度系数的计算 34

4.5.4 承台底面原点O处水平位移、竖直位移、转角的计算 37

4.5.5 每根桩顶上轴向力、剪力、弯矩的计算 38

4.5.6 桩身任意截面内力的计算 39

4.6 单桩轴向承载力的验算 41

4.7 纵向水平位移的验算 42

4.7.1 桩身水平位移的验算 42

4.7.2 桩顶纵向水平位移的验算 43

4.8 桩基配筋 43

4.8.1 桩身材料截面强度计算 43

4.8.2 桩柱配筋图 46

4.9 群桩基础承载力的验算 46

4.10 承台设计 47

4.10.1 承台受冲切承载力计算 47

4.10.2 承台受剪计算 49

4.10.3 承台受弯承载力计算 50

参考文献 51

致 谢 52

第1章 绪论

基础是指建筑物地面以下的承重结构，如基坑、承台、框架柱、地梁等，是建筑物的墙或柱子在地下的扩大部分。其作用是承受建筑物上部结构传下来的荷载，并把他们连同自重一起传给地基。

桩基是古老的基础型式中的一种。在几千年的发展过程中，无论是桩基材料和桩类型，或者是桩工机械和施工方法都有了巨大的发展，已经形成了现代化基础工程体系。在某些情况下，采用桩基可以大量减少施工现场工作量和材料的消耗。当建造比较大的工业与民用建筑时，若地基的软弱图层较厚，采用浅埋基础不能满足地基强度和变形要求，可以选用桩基础。

由于桩基技术复杂性，它成为基础领域中一个具有广大发展前景的分支领域，随时间流逝，桩基技术不断推陈出新，出现了大量的新技术、新成果，成为我国土木工程建设行业的有力支柱。在桥梁工程、铁路工程等都有着广泛的应用。

按照基础的受力原理分类，桩基础主要分为摩擦桩和端承桩两大类，按照基础的施工方式来分类，桩基础主要分为预制桩和灌注桩两大类。

第2章 大渡河大桥设计说明

2.1 主要材料

2.1.1 桥涵主要部分混凝土标号

（1）主桥现浇箱梁：C55混凝土；

（2）双肢墩墩身：C50混凝土；

（3）主墩承台：C35混凝土；

（4）主墩桩基：C30水下混凝土；

（5）3、6号墩盖梁：C40混凝土；

（6）3、6号墩墩柱：C40混凝土；

（7）3、6号墩承台：C35混凝土；

（8）3、6号墩桩基：C30混凝土；

（9）引桥实心板：C40混凝土；

（10）引桥墩台盖梁：C30混凝土；

（11）引桥桥墩柱：C30混凝土；

（12）引桥墩台桩基：C30混凝土；

（13）桥面防撞护栏：C30混凝土；

（14）桥面铺装：8-15cmC50钢纤维混凝土 10cm沥青混凝土。

2.1.2 桥梁支座

主桥墩台采用QZ3000DX和QZ3000SX球型支座，其性能应符合规范《桥梁球型支座》

（GB/T 17955-2009）的规定，引桥采用GPZ(II)盆式支座，其性能应符合规范《公路桥梁盆式支座》 （JT/T 391-2009）规定。

2.2 主桥设计要点

大渡河大桥主桥为78m 140m 78m=296m,预应力混凝土连续刚构，引桥为3×13m和2×13m简支空心板，全桥总长366.82m。

2.2.1 上部构造

主桥140m跨箱梁采用单箱单室直腹板断面，顶板宽度为8m,箱梁根部梁高8.5m，跨中及边跨合拢段梁高为3m，箱梁底板下缘按1.8次抛物线变化。0号块箱梁底板厚度为100cm,各梁端底板厚从悬缘根部至悬浇段结束处由96.3-32cm，其间按1.8次抛物线变化，跨中合拢段及边跨现浇段底板厚度为32cm；在大桩号侧边跨现浇段设置直径为60cm人洞；箱梁0号块箱梁顶板厚度为50cm，其余节段为25cm；箱梁腹板厚度0-9号块为70cm，10号块为70-50cm，其余梁段为50cm。主梁悬臂长度为1.75m，翼缘外侧厚15cm，根部为60cm，采用折线变化，翼缘厚度在端横梁设置伸缩缝处统一加厚至100cm。边跨现浇段处设置宽度为1.6m的端横梁。箱梁顶板水平，横坡由桥面铺装找坡形成。

2.2.2 下部构造

4、5号桥墩采用钢筋混凝土双肢变截面矩形实心墩，单肢桥墩顺桥向尺寸为2.5m，横桥向墩顶尺寸为6.5m，往下放坡的斜率是1:100；承台断面形式为矩形断面，横桥向长14.6m，顺桥向宽为12.0m，厚4.0m，基础采用6φ250cm双排钻孔灌注桩。3、6号过渡墩采用圆端形实体墩，上接盖梁，墩底承台横桥向、顺桥向均为6.6m，厚3.0m，基础采用4φ160cm双排钻孔灌注桩。