墩台与基础工程课程设计指导书
课程设计题目：某桥桩柱式过渡中墩桩柱设计
一、设计目的
通过课程设计使学生掌握m法进行桩基础的内力计算。
二、设计计算说明书通常应包含下述内容：
（1）工程概况和设计任务。包括：工程名称，场地位置，上部结构的类型、
尺寸等；
（2）地质勘察资料；
（3）设计荷载；
（4）方案设计。包括：基础选型，尺寸拟定，明自己的思路和考虑的因素并
列出必要的说明；
（5）技术设计的过程。包括：计算项目，计算过程和计算结果，方案调整的
理由和结果。需要阐明参数选取的理由、考虑的因素并列出必要的说明；
（6）由设计结果形成的图形，该图用CAD制作完成;
三、设计方法
（1）拟定桩基础各部分尺寸
桩直径及桩间距的确定
系梁尺寸的拟定。
（2）荷载计算
取用纵向两孔满载组合（计算桩长用）和纵向一孔布载两种荷载组合
（计算弯矩用）.
（3）绘制桩身弯矩图
四、注意问题
1. 掌握桩柱尺寸拟定应考虑的影响因素；
2. 桥上活载分配给一根柱顶时的计算方法；
3. 确定桩长和计算桩身内力时活载布置和组合的不同点；
4. 注意桩长和桩身内力计算时所采用的不同计算状态。
5. 四.规范及参考书
2.中华人民共和国交通部标准．公路桥涵地基基础设计规范，JTGD63-2007
3.《桥梁墩台与基础工程》，盛洪飞编著 哈尔滨工业大学出版社，2006
4.《桥梁工程》（第二版）姚玲森主编，人民交通出版社，2008
5.《桥梁工程》范立础主编，人民交通出版社，2001
6.《墩台与基础工程》王荣霞主编，人民交通出版社，2011
7、 《墩台与基础》 廖朝华主编 人民交通出版社 2013
某桥桩柱式桥墩桩柱设计任务书
一.设计资料
1.设计荷载标准
公路二级，人群荷载标准值2.5KN/m2
2.上部结构
装配式后张法预应力混凝土简支T梁（JT/GQB025-075）
3.水文地质资料
地基土为密实细砂夹砾石，地基土比例系数：m=10000kN/m4
地基土的桩侧极限摩阻力：τ=60kPa
地基容许承载力[σ0]=300kPa，土的密度γ=11.80kN/m2
河床（墩柱底）高程为8.0m,设计水位高程为9.0m，局部冲刷线高程为6.0m，一般冲刷线高程为7.0m。墩柱顶标高为13.0m，盖梁顶标高根据盖梁厚度确定。
4、基础施工概况：桩基采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩。修正系数λ=0.65,清孔系数m0=0.7。
二、设计要求
1、桩柱尺寸拟定；
2、活载反力计算（只计算顺桥向的反力，不考虑自动力和风力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．）；
3、桩长计算； 4、桩柱内力计算；
5、绘制桩身弯矩图；
6、 绘制双柱式墩计算图，注意图中个结构部分尺寸以及标高的标注；
7、 绘制全桥立面图，桥台构造可自行选择，图中尺寸标注准确。
计算
1. 拟定桩基础各部分尺寸：
2.荷载计算： 一孔上部恒载：P1
1=2⨯2418.5=1209.25kN
盖梁自重反力：p2
一根墩柱自重：1=⨯350=175kN 2 p3=165.92kN
1
系梁自重反力：p4=⨯25⨯2.5⨯0.8⨯1=25kN 2
作用于桩顶的恒载反力：
p1+p2+p3+p4=1209.25+175+165.92+25=1575.17kN 每一延米桩重：q=
两跨双π⨯1.22⨯15=16.69kNm 4汽车荷载反力：列
⎛24.12⨯7.875⎫P=+192.36.61kN ⎪⨯2=76452⎝⎭
两跨人群荷载反力：P6=1.5⨯24.12=36.18kN
单跨双列汽车荷载反力：
⎛24.12⨯7.875⎫P+192.36⎪⨯2=574.67kN 7= 2⎝⎭
1⨯1.5⨯24.12=18.09kN单跨人群荷载：P8= 2
汽车荷载：
人群荷载：mcq1=∑ηq=1.236 2mcr=1.32
3.桩长计算：按单桩轴向容许承载力公式反算桩长。
假设该桩埋入最大冲刷线以下深度h，一般冲刷线以下深度为 h1，
则
1P=[P]=U∑liτi+λm0A{[σ0]+k2r2(h1-3)}2
1P=P+P+P+P+P+P+lq-qh12345602
1=1575.17+764.61+3.6.18+16.96⨯(8.0+6.0)-h⨯16.962 =2409.88+8.48h
桩的设计直径为1.20m，成孔直径为1.30m，桩周长U=4.08m,
A=1.13m,λ2=0.65,m0=0.7,k2=4，[σ0]=300kpa，τ=60kpa，γ=11.80kNm2，则
1300+4⨯11.80⨯(h+1-3)⎤=146.67h+105.71[p]=⨯4.08⨯60⨯h+0.65⨯0.7⨯1.13⎡⎣⎦2
则 2409.88+8.48h
4.桩身内力及变位计算 =146.67h+105.71 h=16.67m 取h=17.0m,桩底标高为-11m
⑴最大冲刷线处p0、M0计算
汽车按一跨布载考虑，由于内力是按承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合计算，
γ0Sudn⎡m⎤=γ0⎢∑γGikSGik+γQ1SQ1k+ψc∑γQjSQjk⎥
j=2⎣i=1⎦
a.计算墩柱顶最大垂直反力R：
=1209.25+175+(1+0.2)⨯1.236⨯764.61+1.32⨯36.18=2566.08KN
b.计算桩顶最大弯矩：⑴桩顶竖向力 R=恒载+(1+u)α汽∑piyi+α人ql
1R=恒载+(1+u)α汽∑piyi+α人ql2
=1209.25+175+(1+0.2)⨯1.236⨯574.67+1.32⨯18.09 =2260.48kN
⑵计算桩顶的竖向力、弯矩
p0=Rmax+p3+p4=2566.08+165.92+25=2757kN M0=0.6Rmax活=0.6(2566.08-1209.25-175)=709.10kN⋅m⑶桩的各参数确定及α计算
确定桩的计算宽度 b1m=kf(d+1)=0.9(1.2+1)=1.98
44桩身截面惯性矩 Im=0.049⨯1.2=0.102
计算土中基础变形系数
α===0.41 αh=0.41⨯17=6.97>2.5,为弹性桩。
⑷单位“力”作用在局部冲刷线处，桩柱在该处产生的变位计算
αh=6.97>4.0，按αh=4.0查附表2.1参数，得：
-1/m⋅kN()=δQQ(0)(B3D4-B4D3)12.441-5⨯==0.8198⨯10α3EI(A3B4-A4B3)0.413⨯0.432⨯107
1(A3C4-A4C3)1.751-5/(kN⋅m)=⨯==0.099⨯10δMMαEIA3B4-A4B30.41⨯0.432⨯107(0)-1
⑸局部冲刷线处桩柱变位计算
(0)-5-2 X0/mm=M0δQM=709.10⨯0.223⨯10=0.158⨯10
(0)Φ0/rad=-M0δMM=-709.10⨯0.099⨯10-5=-0.702⨯10-2 ()
6. 局部冲刷线以下深度z处桩身各截面内力计算 ΦM⎛⎫MZ=α2EI X0A3+0B3+20C3⎪ααEI⎝⎭ 弯矩
=α2EIX0A3+αEIΦ0B3+M0C3
计算得:
α2EIX0=0.412⨯0.432⨯107⨯0.158⨯10-2=0.115⨯104 αEIΦ0=0.41⨯0.432⨯107⨯(-0.702⨯10-2)=-0.124⨯104
44.10C3 则得MZ=0.115⨯10A3-0.124⨯10B3+709
桩身弯矩计算表
从表中可知，最大弯矩设计值为Md=709.21kN⋅m，Z=0.49m，其轴向力
1⨯4.08⨯60⨯0.49)=2690.02 2设计值Nd/(kN)=2757+1.2⨯(⨯16.96⨯0.49-1
2
则可根据MD和ND按偏心受压构件进行配筋设计。
7. 桩柱顶水平位移验算
∆=X0-Φ0(h1+h2)+∆0
∆外2
0=M
2E1(2h2+h1)]
1I[h2+nh
1
M外/(kN⋅m)=M0=1738.52
E1I1=0.67⨯2.6⨯107⨯0.049⨯1.42=0.167⨯107 n=E1I1
EI=0.167
0.559=0.299
h1=2m ,h2=5m 则有
∆/m=1738.52
2⨯0.167⨯107[52+0.299⨯22⨯5+2]=1.67⨯10-20() ∆/mm=0.452⨯10-2+0.156⨯10-2⨯(2+5)+1.67⨯10-2=3.21⨯10-2=32.1 水平位移容许值为[∆]/mm=5.0L=31.62，∆>[∆]过5%，符合要求。 但不超
墩台与基础工程课程设计指导书
课程设计题目：某桥桩柱式过渡中墩桩柱设计
一、设计目的
通过课程设计使学生掌握m法进行桩基础的内力计算。
二、设计计算说明书通常应包含下述内容：
（1）工程概况和设计任务。包括：工程名称，场地位置，上部结构的类型、
尺寸等；
（2）地质勘察资料；
（3）设计荷载；
（4）方案设计。包括：基础选型，尺寸拟定，明自己的思路和考虑的因素并
列出必要的说明；
（5）技术设计的过程。包括：计算项目，计算过程和计算结果，方案调整的
理由和结果。需要阐明参数选取的理由、考虑的因素并列出必要的说明；
（6）由设计结果形成的图形，该图用CAD制作完成;
三、设计方法
（1）拟定桩基础各部分尺寸
桩直径及桩间距的确定
系梁尺寸的拟定。
（2）荷载计算
取用纵向两孔满载组合（计算桩长用）和纵向一孔布载两种荷载组合
（计算弯矩用）.
（3）绘制桩身弯矩图
四、注意问题
1. 掌握桩柱尺寸拟定应考虑的影响因素；
2. 桥上活载分配给一根柱顶时的计算方法；
3. 确定桩长和计算桩身内力时活载布置和组合的不同点；
4. 注意桩长和桩身内力计算时所采用的不同计算状态。
5. 四.规范及参考书
2.中华人民共和国交通部标准．公路桥涵地基基础设计规范，JTGD63-2007
3.《桥梁墩台与基础工程》，盛洪飞编著 哈尔滨工业大学出版社，2006
4.《桥梁工程》（第二版）姚玲森主编，人民交通出版社，2008
5.《桥梁工程》范立础主编，人民交通出版社，2001
6.《墩台与基础工程》王荣霞主编，人民交通出版社，2011
7、 《墩台与基础》 廖朝华主编 人民交通出版社 2013
某桥桩柱式桥墩桩柱设计任务书
一.设计资料
1.设计荷载标准
公路二级，人群荷载标准值2.5KN/m2
2.上部结构
装配式后张法预应力混凝土简支T梁（JT/GQB025-075）
3.水文地质资料
地基土为密实细砂夹砾石，地基土比例系数：m=10000kN/m4
地基土的桩侧极限摩阻力：τ=60kPa
地基容许承载力[σ0]=300kPa，土的密度γ=11.80kN/m2
河床（墩柱底）高程为8.0m,设计水位高程为9.0m，局部冲刷线高程为6.0m，一般冲刷线高程为7.0m。墩柱顶标高为13.0m，盖梁顶标高根据盖梁厚度确定。
4、基础施工概况：桩基采用冲抓锥钻孔灌注桩基础，为摩擦桩。修正系数λ=0.65,清孔系数m0=0.7。
二、设计要求
1、桩柱尺寸拟定；
2、活载反力计算（只计算顺桥向的反力，不考虑自动力和风力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．）；
3、桩长计算； 4、桩柱内力计算；
5、绘制桩身弯矩图；
6、 绘制双柱式墩计算图，注意图中个结构部分尺寸以及标高的标注；
7、 绘制全桥立面图，桥台构造可自行选择，图中尺寸标注准确。
计算
1. 拟定桩基础各部分尺寸：
2.荷载计算： 一孔上部恒载：P1
1=2⨯2418.5=1209.25kN
盖梁自重反力：p2
一根墩柱自重：1=⨯350=175kN 2 p3=165.92kN
1
系梁自重反力：p4=⨯25⨯2.5⨯0.8⨯1=25kN 2
作用于桩顶的恒载反力：
p1+p2+p3+p4=1209.25+175+165.92+25=1575.17kN 每一延米桩重：q=
两跨双π⨯1.22⨯15=16.69kNm 4汽车荷载反力：列
⎛24.12⨯7.875⎫P=+192.36.61kN ⎪⨯2=76452⎝⎭
两跨人群荷载反力：P6=1.5⨯24.12=36.18kN
单跨双列汽车荷载反力：
⎛24.12⨯7.875⎫P+192.36⎪⨯2=574.67kN 7= 2⎝⎭
1⨯1.5⨯24.12=18.09kN单跨人群荷载：P8= 2
汽车荷载：
人群荷载：mcq1=∑ηq=1.236 2mcr=1.32
3.桩长计算：按单桩轴向容许承载力公式反算桩长。
假设该桩埋入最大冲刷线以下深度h，一般冲刷线以下深度为 h1，
则
1P=[P]=U∑liτi+λm0A{[σ0]+k2r2(h1-3)}2
1P=P+P+P+P+P+P+lq-qh12345602
1=1575.17+764.61+3.6.18+16.96⨯(8.0+6.0)-h⨯16.962 =2409.88+8.48h
桩的设计直径为1.20m，成孔直径为1.30m，桩周长U=4.08m,
A=1.13m,λ2=0.65,m0=0.7,k2=4，[σ0]=300kpa，τ=60kpa，γ=11.80kNm2，则
1300+4⨯11.80⨯(h+1-3)⎤=146.67h+105.71[p]=⨯4.08⨯60⨯h+0.65⨯0.7⨯1.13⎡⎣⎦2
则 2409.88+8.48h
4.桩身内力及变位计算 =146.67h+105.71 h=16.67m 取h=17.0m,桩底标高为-11m
⑴最大冲刷线处p0、M0计算
汽车按一跨布载考虑，由于内力是按承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合计算，
γ0Sudn⎡m⎤=γ0⎢∑γGikSGik+γQ1SQ1k+ψc∑γQjSQjk⎥
j=2⎣i=1⎦
a.计算墩柱顶最大垂直反力R：
=1209.25+175+(1+0.2)⨯1.236⨯764.61+1.32⨯36.18=2566.08KN
b.计算桩顶最大弯矩：⑴桩顶竖向力 R=恒载+(1+u)α汽∑piyi+α人ql
1R=恒载+(1+u)α汽∑piyi+α人ql2
=1209.25+175+(1+0.2)⨯1.236⨯574.67+1.32⨯18.09 =2260.48kN
⑵计算桩顶的竖向力、弯矩
p0=Rmax+p3+p4=2566.08+165.92+25=2757kN M0=0.6Rmax活=0.6(2566.08-1209.25-175)=709.10kN⋅m⑶桩的各参数确定及α计算
确定桩的计算宽度 b1m=kf(d+1)=0.9(1.2+1)=1.98
44桩身截面惯性矩 Im=0.049⨯1.2=0.102
计算土中基础变形系数
α===0.41 αh=0.41⨯17=6.97>2.5,为弹性桩。
⑷单位“力”作用在局部冲刷线处，桩柱在该处产生的变位计算
αh=6.97>4.0，按αh=4.0查附表2.1参数，得：
-1/m⋅kN()=δQQ(0)(B3D4-B4D3)12.441-5⨯==0.8198⨯10α3EI(A3B4-A4B3)0.413⨯0.432⨯107
1(A3C4-A4C3)1.751-5/(kN⋅m)=⨯==0.099⨯10δMMαEIA3B4-A4B30.41⨯0.432⨯107(0)-1
⑸局部冲刷线处桩柱变位计算
(0)-5-2 X0/mm=M0δQM=709.10⨯0.223⨯10=0.158⨯10
(0)Φ0/rad=-M0δMM=-709.10⨯0.099⨯10-5=-0.702⨯10-2 ()
6. 局部冲刷线以下深度z处桩身各截面内力计算 ΦM⎛⎫MZ=α2EI X0A3+0B3+20C3⎪ααEI⎝⎭ 弯矩
=α2EIX0A3+αEIΦ0B3+M0C3
计算得:
α2EIX0=0.412⨯0.432⨯107⨯0.158⨯10-2=0.115⨯104 αEIΦ0=0.41⨯0.432⨯107⨯(-0.702⨯10-2)=-0.124⨯104
44.10C3 则得MZ=0.115⨯10A3-0.124⨯10B3+709
桩身弯矩计算表
从表中可知，最大弯矩设计值为Md=709.21kN⋅m，Z=0.49m，其轴向力
1⨯4.08⨯60⨯0.49)=2690.02 2设计值Nd/(kN)=2757+1.2⨯(⨯16.96⨯0.49-1
2
则可根据MD和ND按偏心受压构件进行配筋设计。
7. 桩柱顶水平位移验算
∆=X0-Φ0(h1+h2)+∆0
∆外2
0=M
2E1(2h2+h1)]
1I[h2+nh
1
M外/(kN⋅m)=M0=1738.52
E1I1=0.67⨯2.6⨯107⨯0.049⨯1.42=0.167⨯107 n=E1I1
EI=0.167
0.559=0.299
h1=2m ,h2=5m 则有
∆/m=1738.52
2⨯0.167⨯107[52+0.299⨯22⨯5+2]=1.67⨯10-20() ∆/mm=0.452⨯10-2+0.156⨯10-2⨯(2+5)+1.67⨯10-2=3.21⨯10-2=32.1 水平位移容许值为[∆]/mm=5.0L=31.62，∆>[∆]过5%，符合要求。 但不超