建筑工程系道路桥梁工程技术专业
毕业设计
：钢筋混凝土简支梁桥下部结构设计 （一）毕业设计原始资料 1. 道路等级：乡村道路；
2. 桥面横坡：设置1.5％的人字坡；
3. 横向布置：0.5m(防撞墙)+7.5m(车行道)+0.5m(防撞墙)，桥梁全宽8.5m.； 4. 设计荷载：公路-Ⅱ级；
5. 桥面铺装：12cm厚C40防水钢筋混凝土及涂HM1500防水剂；
6. 桥梁孔跨布置：本桥为上跨铁路而设，设3-20m 预应力混凝土空心板梁，桥面连续; 7. 桥梁线形：本桥位于直线上，与铁路正交； 8. 地震基本烈度：8度。
地质情况详见：桥梁工程地质纵断面图。
（二）、毕业设计的任务与内容 1. 桥墩和基础的方案比选； 2. 盖梁设计； 3. 桥梁墩柱设计；
4. 基础（钻孔灌注桩）设计； 5. 施工组织设计；
6. 设计图纸：桥梁总体布置图、盖梁配筋图、桥墩构造图、桥墩配筋图、基础构造图、基础配筋图。
目录
摘要······························································Ⅰ Abstract··························································Ⅱ 前言······························································Ⅲ 第一章 设计资料与方案比选··········································1
1.1设计资料与方案必选·········································1
1.1.1设计标准及上部构造····································1 1.1.2水文地质条件·········································1 1.1.3材料·················································1 1.1.4下部结构比选··········································1 1.1.5桥梁下部构造尺寸······································3
第二章 盖梁计算····················································3
2.1 荷载计算···················································3
2.1.1上部构造永久荷载表····································3 2.1.2 盖梁自重及作用效应计算·······························4 2.1.3 可变荷载计算·········································5 2.1.4 双柱反力Gi的计算····································12 2.2 内力计算··················································12
2.2.1 恒载加活载作用下的各截面内力························12 2.2.2 盖梁内力汇总表······································14 2.2.3 盖梁各截面的配筋设计及承载力校核····················15
第三章 桥墩墩柱设计···············································17
3.1 荷载计算··················································17
3.1.1 恒载计算············································17 3.1.2 活载计算············································17 3.1.3 双柱反力横向分布计算································17 3.1.4 荷载组合„··········································18 3.2 截面配筋计算及应力验算····································19
3.2.1 作用于墩柱顶的外力··································19
3.2.3 截面配筋计算········································20
第四章 钻孔灌注桩计算·············································22
4.1 荷载计算··················································22 4.1.1 每一根桩承受的荷载······································22 4.2 桩长计算··················································24 4.3 桩的内力计算··············································25
4.3.1 桩的计算宽度b的确定································25 4.3.2 桩的变形系数α······································25 4.3.3 地面以下深度z处桩身截面上的弯矩Mz与水平压应力σzx的计
算·················································25 4.3.4桩身截面配筋与承载力验算·····························27 4.3.5墩顶纵向水平位移验算·································29
第五章 施工组织设计···············································32
5.1 施工内容··················································32 5.2施工方法及工艺·············································32 5.3劳动力、工期、设备投入计划·································35 5.4质量管理体系及保证措施·····································36 5.5安全文明保证措施··········································37 谢词······························································40 参考文献··························································41
摘要
本次设计的课题是混凝土简支梁桥下部结构，本设计选择部分混凝土简支梁桥为方案进行下部结构设计。
桥梁下部结构考虑是否得当，对工程造价、质量、工期及使用影响很大。 在设计中，首先根据地质条件选择适合本桥的桩基础，比较常用的桥墩形式，经过方案必选后选择合适的桥墩，方案确定后再从上到下开始计算。首先是盖梁的计算，着重计算盖梁在使用过程中上部构造恒载、盖梁自重以及汽车及防撞墙荷载的作用，通过荷载集度进行盖梁内力的计算，然后是盖梁的配筋，经过盖梁内力计算对盖梁进行配筋及承载力校核；其次是桥墩的计算，桥墩的计算主要是桥墩所受的恒载、活载的的计算及双柱反力的计算，然后是配筋计算及应力验算；最后是钻孔灌注桩的计算，主要是桩长的计算，桩长根据单桩容许承载力的经验公式确定桩长，桩内力的计算主要是用m法，根据m法确定的桩的内力进行桩筋的设计及强度验算。
关键词：简支梁桥；盖梁；桥墩；钻孔桩基础
Abstract
This design is the subject of the Ministry of concrete beams under the bridge structure, part of the design choices for the concrete bridge beams for the lower part of the program design.
Bridge substructure to consider it properly, on the project cost, quality, duration and the use of significant influence.
In the design, first select the appropriate geological conditions under the bridge foundation, the more common form of bridge piers through the program will select the appropriate pier after the election, from top to bottom and then start to identify the program. First, cover the calculation of beam, capping beam focused on computing in the course of the superstructure dead load, and the cap beam weight load of vehicles and the role of anti-wall, through the load set cover degree of internal force calculation, then the cap beam reinforcement After calculation of the cap cover Sommer beam reinforcement and capacity check; followed by the calculation of the pier, main pier pier suffered calculated dead load, live load of the calculation and the calculation of double-column reaction, and then is the reinforcement calculation and stress check; Finally, the calculation of bored piles, pile length is mainly the calculation of allowable bearing capacity of pile length the experience under the pile formula to determine the length of the pile, piles is mainly used m the calculation method, based on m method to determine the internal forces pile and pile reinforcement design strength checking.
Key words: simply supported beam bridge; cap beam; pier; bored pile
foundation
前言
随着我国社会的发展与进步和人民生活水平的日益提高，交通的便利程度和安全性得到了人们的广泛关注，桥梁有事现代交通中不可缺少的组成部分，与此同时，桥梁建设得到了迅猛发展，我国桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，均已跻身世界先进行列。各种功能齐全、造型美观的桥梁开始频繁的出现在人们的生活中，给人们带来方便的同时很多桥梁也逐渐成为城市的标志性建筑。
本设计为混凝土简支梁桥下部结构设计，是根据《公路桥涵设计手册》系列丛书，以及依照交通部颁发的有关公路桥涵设计规范（JTG系列）拟定设计而成。在设计过程中，还参考了诸多如桥涵工程、土力学、基础工程、桥涵水文、桥梁结构力学、专业英语等相关书籍和文献。
设计中考虑了各种尺寸与材料的选用符合规范中对强度、应力、局部承压强度的要求，并且产生在规范容许范围内的变形，使桥梁在正常使用的情况下能够达到安全、稳定和耐久的标准。在可预期偶然荷载下仍能达到基本正常使用的标准。设计时还充分考虑桥梁所处区域施工和维护，并且兼顾桥梁本身的美观与社会经济性，既要设计合理，又要起到良好的社会经济效益。的地质和水文条件，既保证符合规范要求，同时保证因地制宜并且便于
第一章 设计资料与方案必选
（一）、设计标准及上部构造
道路等级：乡村道路
桥面横坡：设置1.5%的人字坡
横向布置：0.5m（防撞墙）+7.5m（车行道）+0.5m（防撞墙），桥梁全宽8.5m 设计荷载：公路—Ⅱ级
桥面铺装：12cm厚C40防水混凝土及涂HM1500防水剂
桥梁孔跨布置：本桥为上跨铁路而设，设3×20m预应力混凝土空心板桥，
桥面连续
桥梁线性：本桥位于直线上，与铁路正交 地震烈度：8度
地质情况详见：桥梁工程地质纵断面图
（二）、水文地质条件
拟建桥址位于毛茨坪村附近，地形属微型黄土塬上，地形平坦、地势开阔、交通方便。桥址区地层主要有第四系全新统土更新风积砂质黄土、粗圆砾土、卵石土、基岩为第三系中新统砂岩。本段属喜马拉雅期轻微的褶皱构造，主要为石门沟向斜，该向斜对本桥无影响，本桥址区无重大地质构造，本区地震基本烈度八度，地震动反应谱特征周期0.45s。桥址区地表水及地下水均不发育。桥址区未发现有不良地质现象，桥址区特殊岩土为湿陷性黄土，桥址区地表广泛分布的砂质黄土均具湿陷性，湿陷等为Ⅲ级（严重）自重湿陷性，湿陷土层厚度30～39m。
（三）、材料
混凝土：盖梁、桥墩用C35混凝土，系梁及基础用C30混凝土。
（四）、下部结构比选
桥梁的支撑结构为桥墩和桥台。桥墩是多跨桥的中间支撑结构。桥台是桥梁两端桥头的支撑结构，是道路与桥梁连接点，桥头和桥墩都是由台（墩）帽、台墩身和基础组成。
桥墩的作用是支撑在它左右两跨的上部结构通过支座传来的矗立力和水平力，由于桥墩建筑在江河之上。因此它还要承受流水压力。水面以上的压力和＆可能出现的水压力 。船只等的撞击力。所以桥墩在结构 上必须有足够的稳定性。在布设上考虑桥墩与河水的相互影响，既水流冲刷桥墩和桥墩出水的问题，在空间上应满足通航和同车要求。
具体桥梁建设时采用什么类型的桥墩。应依据地质、地形及水文条件。墩高、桥跨结构要求及荷载性质及大小，通航和水面漂浮物等，桥跨以及施工条件等因素综合考虑。但是在同一座桥梁内，应尽量减少桥墩的类型。
（1）实体试桥墩：主要特点是依靠自身重量来平衡外力而保持稳定。它
一般适宜荷载较大的大、中型桥梁，或流冰、漂浮物较多的江河中。此类桥墩的最大缺点是圬工体积大，因而其自重大阻水面积也较大。有时为了减轻墩身体积，通常将墩顶部分做成悬臂式的。
（2）空心试桥墩：它克服了实体试桥墩在许多情况下材料强度得不到充
分发挥的缺点，而将混凝土和钢筋混凝土做成空心薄臂结构等形式，这样可以节省圬工材料，还减轻重量，其缺点是经不起车辆和漂浮物的撞击。
（3）柱式桥墩：有单柱式、双柱式、哑铃式和混合式四种，单柱式桥墩
在水流与桥轴线斜交角度大及曲线桥梁中用的较多，双柱式桥墩是桥梁建筑中采用较多的一种形式，它具有施工方便、造价低和美观等优点，在有严重漂浮物或流冰的河流上或墩身较高时可采用哑铃是或混合式。
基础一般是桥梁建筑中最困难的部分，往往影响工期和造价、施工时的安全与整个梁的安全性，因此基础形式的选择需十分慎重。
基础形式的选择主要根据地质条件、上部构造、受力要求、水文情况、施工设备等条件来考虑。
（1）明挖基础：在较好持力层且基础埋置深度浅时，采用明挖基础是很
经济的，选择明挖基础方案必须注意开挖时的排水可能性，埋深在5m以内时，明挖基础方案较为经济，但当地下水与渗流速度较低，坑壁稳定时，甚至埋深达到10m左右时亦是经济的。
（2）钻孔灌注桩：钻孔灌注桩适合于缺乏打桩设备或遇到打入困难的地
质条件时以及需嵌入岩石的桩基中采用。它具有施工机械简单、造价低、便于群众性施工等特点，因而已成为我国桥梁的主要形式，目前公路桥中钻孔灌注桩的入土深度已达107m，最大桩径已达4m。
（3）沉井基础：沉井基础是一种沉基础，它利用预制好的井筒下沉到一
定的深度，再在井内修筑基底，沉井在下沉中起挡土挡水作用，往往本身也构成桥墩基础的一部分，它的施工设备比较简单，但施工周期长。沉井一般用于穿越砂性土、粘性土、软土和无大漂石的沙砾、碎卵石土层以使其达到设计要求的承载力较大的图层上。沉井一般用在上部构造垂直反力与水平力均较大，并需把基础埋设到深层较坚硬的持力层上时采用。当覆盖层为10～12m时，施工较为方便；持力层较深，采用沉井基础方案，亦可能是经济的。
由上面各种桥墩、基础的比较，根据水文地质条件，造价和技术以及本路段填土和上部构造手里等要求，应选用双柱式桥墩，混凝土灌注桩基础。
第二章 盖梁设计
一、 荷载计算
图2-1 （单位：cm）
1.
上部结构永久荷载（见表2-1）
2．盖梁自重及作用效应计算(1/2盖梁长度)
12345
2. 可变荷载计算
1) 可变荷载横向分布系数计算：荷载对称布置时用杠杆法，非对称时用偏心受压法。
公路—Ⅱ级
a. 单车列，对称布置（如图2-3）
图2-3
η1=η2=η7=η8=0
η1
3=η6=
2⨯0.4=0.2 η=1
4=η52
⨯0.6=0.3
b. 双车列,对称布置时(如图
2-4)
图2-4
η1=η8=0
η2=η7=⨯0.95=0.475
η3=η6=⨯(0.15+0.05)=0.1
12
12
1
⨯0.85=0.425 2
c. 单车列,非对称布置(如图
2-5)
η4=η5=
图2-5（单位：cm）
由ηi=
1
η
±eai/(2∑a2),已知 n=8，e=2.35
2∑a2=2⨯(3.52+2.52+1.52+0.52)=42
η1=+(2.35⨯3.5)÷42=0.321 η2
η3η4
η5
η6η7
η8
181
=+(2.35⨯2.5)÷42=0.265 81
=+(2.35⨯1.5)÷42=0.209 81
=+(2.35⨯0.5)÷42=0.153 81
=-(2.35⨯0.5)÷42=0.097 81
=-(2.35⨯1.5)÷42=0.041 81
=-(2.35⨯2.5)÷42=-0.015 81
=-(2.35⨯3.5)÷42=-0.071 8
d.双列2-6）
图2-6（单位：cm）
已知：η=8，e=0.8 2∑a2=42，则
η11=8+(0.8⨯3.5)÷42=0.192
η1
2=8+(0.8⨯2.5)÷42=0.173
η1
3=8+(0.8⨯1.5)÷42=0.154
η1
4=8+(0.8⨯0.5)÷42=0.135
η=1
58-(0.8⨯0.5)÷42=0.115
η1
6=8-(0.8⨯1.5)÷42=0.096
η1
7=8-(0.8⨯2.5)÷42=0.077
η1
8=8
-(0.8⨯3.5)÷42=0.058
防撞墙荷载
1) 两侧有防撞墙荷载，对称布置时（如图2-7）
图2-7（单位：cm）
η1=η2=1.5
η2=η7=-0.5 η3=η6=η4=η5=0
2） 按顺桥向可变荷载移动情况，求的支座可变荷载反力的最大值（如图2-8）
图2-8（单位：m）
a.公路—Ⅱ级
双孔布载单列车时：
1
B=⨯19.5⨯7.875⨯2+178.5=332.06(KN)
2
双孔布载双列车时：
2B=2⨯332.06=664.12(KN)
单孔布载单列车时：
1
B=⨯19.5⨯7.875+178.5=255.28(KN)
2
单孔布载双列车时：
2B=2⨯255.28=510.56(KN) b. 防撞墙荷载（如图2-9）
图2-9（单位：m）
q防=0.3⨯25=7.5(KN/M)
双孔满载时（一侧）:
1
B1=B2=7.5⨯⨯1.0⨯19.5=73.13(KN)
2
B1+B2=146.25(KN)
3）可变荷载横向分布系数后各梁支点反力（计算的一般公式为Ri=Bηi），见表2-3
值，其中冲击系数为：
1+μ=1+0.2=1.2
各梁永久荷载，可变荷载基本组合计算表（单位：KN）
4
二．内力计算
1.恒载加活载作用下各截面的内力
（1）.弯矩计算（图2-10）
图2-10（尺寸单位：cm）
截面位置见图2-10，为求得最大弯矩值，支点负弯矩取用非对称布置时数值，跨中弯矩取用对称布置时数值。
按图2-10给出的截面位置，各截面弯矩计算式为: M1-1=0
M2-2=-R1⨯0.05
M3-3=-R1⨯1.15-R2⨯0.15
M4-4=-R1⨯1.75+G1⨯0.6-R2⨯0.75
M5-5=-R1⨯3.5+G1⨯2.35-R2⨯2.5-R3⨯1.5-R4⨯0.5 各种荷载组合下的各截面弯矩计算见表2-6。（注意的是，表中内力计算未考虑施工荷载的影响。）
一般计算公式有：
截面1-1：V左=0，V右=0 截面2-2：V左=V右=-R1
截面3-3: V左=-R1-R2,V右=-R1-R2+G1 截面4-4: V左=-R1-R2+G1，V右=-R1-R2+G1
截面5-5: V左=-R1-R2-R3-R4+G1 ,V右=-R1-R2-R3-R4+G1 计算值见表2-7
2.盖梁内力汇总
表中各截面内力均取表2-5和表2-6中的最大值。按表2-8可绘制内力计算的包络图。
三．截面配筋设计与承载力校核
采用C35混凝土，主筋选用HRB335，Φ25，保护层5cm（钢筋中心至混凝土边缘）。fcd=16.1MPa，fsd=280MPa
1.正截面抗弯承载能力验算 γ0μd≤fcdbx(h0-
x
) 2
fsdAs=fcdbx
As=
fcdbx
fsd
以下取3-3截面作配筋设计，其他截面雷同，在此不做详细计算。 已知：bh=180cm⨯120cm
Md=-953.89kN⋅m
取r0=1.0 ， h0=120-5=115cm
即： 953.89⨯10≤16.1⨯1800⨯x⨯(1150-
6
x) 2
解得 x=28.99mm As=
fcdbx
=16.1⨯1800⨯28.99÷280=3000.47mm2≈30.00cm2 fsd
用Φ25钢筋，其根数n=
M=
58.908
=0.285
180⨯115
As30==6.1根.实际选用12根，配筋率：As14.909
x
该截面实际承载力Mn=fsdAS(h0-)=953.89(kN.m)
2
就正截面承载能力与配筋率而言，配筋设计满足《公预规》要求，其他截面的配筋设计如表2-9所示。
表2—9
对比可知，原标准的钢筋是适合的，均大于计算值。
2．斜截面抗剪承载能力验算
按《公预规》5.2.10条要求，当截面符合：r0Vd≤0.50⨯10-3α2ftdbh0可不进
行斜截面抗剪承载能力计算，仅需按《公预规》9.3.13条构造要求配箍筋。 式中：α2——预应力提高系数，本例取其为1.0， ftd——混凝土抗拉设计强度，取其为1.52MPa
《公预规》:对于板式受弯构件，公式右边计算值可乘以1，25的提高系数。 对于1-1截面：
0.5⨯10-3α2ftdbh0⨯1.25=0.5⨯10-3⨯1.0⨯1.52⨯1800⨯900⨯1.25=1539(kN) 按《公预规》5.2.10条规定：
r0Vd≤0.51⨯10-3fcu,kbh0=0.51⨯10-3⨯35⨯1800⨯1150=6245.61(kN) 本例可按构造要求设置斜筋与箍筋，见图2-11所示。
图2-11
3.全梁承载力校核
已知h0=1150cm,σs=280MPa,一根主筋Φ25所能承受的弯矩值为
Ml=σs⨯As⨯z,
其中z=0.92h0=1042.06mm,代入后得Ml=σs⨯As⨯z=171.9(kN⋅m)。
第三章 桥墩墩柱设计
墩柱一般尺寸见图3-1所示 ，墩柱直径为Φ120cm，用C35混凝土，让R235钢
筋.
(一).荷载计算
1.恒载计算 由前式计算得：
（1）.上部构造恒载，一孔重：1952.86KN （2）.梁盖自重（半根梁盖）：253.8KN （3）.横系梁重：105 KN
（4）.墩柱自重：∏×0.6²×9×25=254.47 KN （5）.防撞墙自重：146.26 KN
（6）.二期荷载：71.86×8=574.88 KN 作用墩柱底面的恒载垂直力为：
N恒=0.5⨯1952.86+253.8+254.47+146.26⨯0.5+574.88⨯0.5=1845.27kN
2.活载计算
荷载布置及前述情况见图3-3～图3-5，由盖梁计算得知：
（1）公路—Ⅱ级 ①单孔荷载
单列车时：B1=0， B2=255.28kN. B1+B2=255.28kN
相应的制动力：T=255.28⨯2⨯10=51kN. 按《公预规》4.3.6制动力不小于90kN.故取制动力为90kN. ②双孔荷载
单列车时：B1=76.78kN，B2=255.28kN. B1+B2=255.28kN 相应的制动力：T=322.06⨯2⨯10=64.4kN
（2）防撞墙荷
双孔荷载时（单侧）：B1=7.5⨯0.5⨯1.000⨯19.5=73.13kN, B2=73.13kN.
B1+B2=146.25kN
汽车荷载中双孔荷载产生支点处最大反力值，即产生最大的墩柱垂直力，汽车荷载中单孔荷载产生最大偏心弯矩，即产生最大墩柱.
3.双柱反力横向分布计算.（汽车荷载位置见图3-1）
图3-1（尺寸单位：m） 235+235
=1.0 （1）单列车时：η1=
470 η2=1-1=0
双列车时：η1=
80+235
=0.670 470
η2=1-0.670=0.330 （2）防撞墙荷载： 双侧时：η1=η2=0.50
4.荷载组合
（1）最大最小垂直反力时，计算见表3-1.
表中汽车-Ⅱ级已乘以冲击系数，1+μ=1.2
(2)最大弯矩时，计算见表3-2
(二).截面配筋计算及应力验算
1.作用于墩柱顶的外力（图3-2）
图3-2
（1）垂直力
最大垂直力：
Nmax汽=0.5⨯1952.86+253.8+0.5⨯146.26+0.5⨯574.88+533.95=1590.8+533.95=2124.75(kN)Nd=1590.8+410.49=2001.29(kN)
（2）H=45kN
（3）弯矩：Mmax=143.67+95.4=239.07(kN⋅m)
2.截面配筋计算
已知墩柱顶用C35混凝土，采用24根直径为25cm的二级钢筋.Ag=117.82cm2.
则纵向钢筋配筋率ρ=算偏心增大系数.
Ag
πr2
=1.04>0.5.由于
l09
=2⨯=15>7.内插法计2r2⨯0.6
10.5-11.6712-11.67
ϕ=0.83 =
0.95-x0.92-x
(1).双孔荷载，按最大垂直力时,墩柱顶按轴心受压构件验算.根据《公预规》
5.3.1条：
'As')r0Nd≤0.9ϕ(fcdA+fcd
=0.9⨯0.93⨯(16.1⨯1.13⨯106+280⨯117.82⨯102)=17988.77
>r0Nd=2124.75kN
(2).单孔荷载，最大弯矩时，墩柱顶按小偏心受压构件验算：
Nd=2001.29kN Md=239.07kN⋅m e0=
Md239.07
==0.119m Nd2001.29
l09=2⨯=15>7 2r2⨯0.6
故η=1.735 ，ηe0=206.47mm
根据《公预规》5.3.9条偏心受压构件承载力计算应符合下列规定：
' r0Nd≤r2fcdA+Cρr2fsd
'ρgr3 r0Nde0≤Br3fcd+Dfsd'Bfcd+Dρgfsdηe0=r
'Afcd+Cρfsd
(其中《公预规》5.3.9规定,轴向力的偏心矩e=
数η，其中η按5.3.10条的规定计算.)
Md
Nd
，应乘以偏心矩增大系
η=1+
l
(0)2ξ1ξ2=1.735 eh0
h0
1
ξ1=0.2+2.7
e0
=0.489≤1.0 h0
l0
=1=1.0 h
ξ2=1.15-0.01则ξ2=1.0 设g=
rs
=0.854 r
按《公预规》提供的附录C表C.0.2“圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数”表，经试算查得各系数A,B,C,D为：
设ξ=0.77 ，A=2.0306;B=0.6136;C=1.5013;D=1.2086 e0=209mm
'=13343 则 r2fcdA+Cρr2fsd.2(kN)>r0Nd=2001.29(kN) 'ρgr3=2783 Br3fcd+Dfsd.1(kN)>r0Nde0η=418.27(kN⋅m)
墩柱承载力满足规范要求。
第四章 基础（钻孔灌注桩）设计
一．荷载计算
每一根桩承受的荷载为： 1.一孔恒载反力（图4-1）
图4-1（尺寸单位：m）
N1=0.5⨯1952.86=976.43(kN) 2.盖梁恒重反力 N2=253.8kN 3.系梁恒重反力
N3=0.5⨯105=52.5kN
4.一根墩柱恒重
N4=254.46kN
5.防撞墙恒重
N5=0.5⨯146.26=73.13kN 6.二期荷载恒重
N6=0.5⨯574.88=287.44kN
作用于桩顶的恒载反力为：N=N1+N2+N3+N4+N5+N6=1897.77kN 7.灌注桩每延米自重
q=π⨯(1.5
)22
⨯25=44.18(kN/m)
8.可变荷载反力
（1）两跨可变荷载反力
N7=533.95kN （2）单跨可变荷载反力 N8=410.49kN
（3）制动力T=45kN.作用点在支座中心，据桩顶距离为：0.5⨯0.042+1.2+9.0=10.221m （4）纵向风力
风荷载按《桥规》4.3.7条的规定计算 Fwh=k0k1k3WdAwh
k0=0.9 k1=0.8375 k2=1.0 k3=1.0 W0=0.3 Wd=0.7757
盖梁的迎风面积：Awh=9.8m2，《桥规》4.3.7条规定纵桥向风荷载为横桥向的
0.7倍.则盖梁引起的风压：Fwh1=0.7k0k1k3WdAwh1=4.01 对桩顶的力臂为：1.2⨯0.5+9.0=9.6m 桥墩的迎风面积：Awh=9.0⨯1.2⨯2=21.6m2 由桥墩引起的风压：
Fwh2=0.7k0k1k3WdAwh2=8.84 对桩顶的力臂为：0.5⨯9.0=4.5m
横向风因墩柱横向刚度较大，可不予考虑. 9.作用于桩顶的外力（图4-2）
图4-2
Nmax=1897.77+533.95=2431.72kN(双孔)
Nmix=1897.77+410.49=2038.26kN(单孔) H=45+4.01+8.84=57.85kN
M=N8⨯0.35+T⨯10.221+Fwh1⨯9.6+Fwh2⨯4.5=681.89(kN⋅m)
二．桩长计算
由于假定土层是单一的，可由单桩容许承载力的经验公式初步计算桩长。灌注
桩最大冲刷线以下的桩长为h，则：
[N]=1U∑liτi+λm0A{[σ0]+k2r2(h3-3)}
2
式中：U——桩周长，U=4.869m；
τi——桩壁极限摩阻力；按表值取为：τ1=1KPa，τ2=30KPa，
τ3=150KPa，τ4=120KPa.τ5=130KPa
l一土层厚度；l1=35.2m, l2=1.5m, l3=2.3m,
l4=3m.l5=h-l1-l2-l3-l4m
λ——考虑桩长土深度影响的修正系数，取为0.85. m0——考虑孔底沉淀深度影响的清底系数，取为0.85. A——桩底截面积，A=πR2=1.77m2.
[σ0]——桩底土层容许承载力，取其为400KPa. k2——深度修正系数，取5.0 r2——土层的重度，取r2=17kN/m3 h3——一般冲刷线以下深度（m） 带入得：
[N]=424.6h-11174.33 柱底最大垂直力为：
Nmax=2375.07+44.18h
即 2375.07+44.18h=424.6h-11174.33 故 h=35.77（m） 取h=39m，由上式反求：
[N]=424.6⨯39-11174.33=5385.07(kN)>
2431.72+44.18⨯39=4154.74(kN)
可知柱的轴向承载力满足要求。
三．桩的内力计算
1.桩的计算宽度
b
b1=k⋅kf(d+1)=1.0⨯0.9⨯(1.5+1)=2.25(m)
2.桩的变形系数α
α=mb1
EI
式中：E0⨯107
kN/m2
c=3.；I=
πd4
64
=0.249；m=4000kN/m4
则 α=0.273 ，αh=0.237⨯39=10.647>2.5
可按弹性桩计算。
3.地面以下深度
z处桩身截面上的弯矩Mz与水平压力的计算
已知作用于地面处桩顶上的外力为：
N0=2431.72kN，H0=57.85kN，M0=681.89N⋅m (1).桩身弯矩Mz
M0
z=
Hα
Am+M0Bm
式中的无量纲系数Am，Bm，可由表格查得，计算见表4-1
桩身弯矩Mz计算（单位：kN⋅m） 表4—1
-
σzx=
αH0
b1
zAx+
-
α2M0
b1
zBx
式中无量纲系数Ax，Bx可由表查得。计算见表4-2
水平压力σzx计算（单位：kN/m2） 表4-2
四．桩身截面配筋与承载力验算（图4-3）
图4-3
(1).验算最大弯矩Z=2.20m处的截面强度，该处的内力值为：
M=765.85 KN·M
N=2431.72KN
桩内竖向钢筋按百分之五配置，则 As=πr20.5=88.36(cm2)
选用24根直径25mm的钢筋，As=117.82(cm2)，ρ=0.67. lp为桩的计算长度，当αh≥4时，取lp=0.7(l0+条相关规定： e0= （其中i=
M
=314.9mm N
4.0
α
)=10.26m，根据《公预规》5.3.9和5.3.10
I
=0.375） A
e0
=0.802 h0
l0
=1.082>1.0 h
ξ1=0.2+2.7
ξ2=1.15-0.01
所以 ξ2=1.0
η=1+
l
(0)2ξ1ξ2=1.12 eh0
h0
1
则 ηe0=352.7mm 设g=
rs
=0.883 r
' 代入公式 r0Nd≤r2fcdA+Cρr2fsd
'ρgr3 r0Nde0≤Br3fcd+Dfsd
ηe0=
所以 ηe0=
'Bfcd+Dρgfsd
r 'Afcd+Cρfsd
'Bfcd+Dρgfsd13.8B+1.657Dr=r 'Afcd+Cρfsd13.8A+1.876C
按《公预规》提供的附录C表C.0.2“圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截
面抗压承载力计算系数”表，经试算查得各系数A,B,C,D为：
设ξ=0.66 ，A=1.6827;B=0.6635;C=0.8766,D=1.5933 ηe0=355.8mm
'=13986 则 r2fcdA+Cρr2fsd.99(kN)>r0Nd=2431.72(kN) 'ρgr3=4976 Br3fcd+Dfsd.27(kN)>r0Nde0η=865.21(kN⋅m)
钻孔灌注桩的正截面受压承载力满足要求。
(2).按轴心受压构件验算，根据《公预规》5.3.1条
'As') r0Nd≤0.9ϕ(fcdA+fcd
桩采用C30混凝土，采用24根直径25mm的HRB235钢筋，As=117.82cm2，
ρ=0.67.
由于
l010.26
==27.37≤28，故不计偏心增大系数，而ϕ=1.0. i0.375
'A')=0.9⨯1.0⨯(13.8⨯1.77⨯106+280⨯117.82⨯102)0.9ϕ(fcdA+fcd
=24952.464kN>r0Nd=2431.72kN
满足规范要求。
五、墩顶纵向水平位移验算
1、桩在地面处的水平位移和转角（X0 、ψ0）计算
XH0=
0α3EIAx+MZ
α2
EI
Bx 当ah≥4，Z=0.5时，查表得到 Ax=2.21999 Bx=1.39252 a3EI=0.2733×0.80EcI
=0.2733
×0.80×3.0×107
×
π×1.54
64
=1.21×105
a2EI=0.2732×0.27320.8EcI
=0.2732
×0.8×3.0×107
×
π×1.54
64
=4.4×105
故：x0=
H0α3EIAx+MZ
α2
EI
BX =
57.851.21×105×2.21999＋681.89
4.4×105
×1.39252
=3.2×10-3m=3.2mm＜10mm（符合m法计算要求）
ψ0=
H0M0
a2
EI
Aψ+aEIBψ 同上查表得到：Aψ=-1.61059 Bψ=-1.61418
aEI=0.273×0.8×3.0×107
×π×1.54
64
=1.63×106 代入得ψH0= ψ0
M0=
0α2
EI
Aψ
+αEIBψ =
57.85
681.894.4×105
×﹙-1.61059﹚＋1.63
×﹙-1.61418﹚ =-8.87×10-4（rad）
2、墩顶纵向水平位移验算（图4—4）
图4—4
其上部墩柱截面抗弯刚度为E1I1(直径d1)，下部柱截面抗弯刚度为EI，（直径为d），假设n= E1I1／﹙EI）,则墩顶的水平位移公式为： x1=x0-ψ0l0+xQ+xm 式中：XQ=
1H3 [﹙nh32＋h1﹚＋nh1h2(h1+h2) ] 3E1I1
Xm=
M2
[h1＋nh2(2h1+h2) ] 2E1I1
已知：h1=9m ， h2=0m ， h=39m ， n=1 故：XQ=
451
[×93] 74
0.8×3.0×10×π×1.2/643
4.48×10-3(m) Xm=
239.072
×9
2× 0.8×3.0×107×π×1.24/64
-3
=3.96×10(m) x1=x0-ψ0l0+xQ+xm
=3.2-10-3- [-8.87×10-4×9] ＋4.48×10-3＋3.96×10-3 =0.196(m) =19.6(mm)
墩顶容许的纵向水平位移[Δ]为：
[Δ]=5l=5×.5=22.08mm＞X1=19.6mm 符合规范要求。
第五章 施工组织设计
一、施工内容
施工内容包括钻孔灌注桩、系梁、桥墩、盖梁。
二、施工方法及工艺
桥墩 、承台、系梁、盖梁采用定型钢模、钢支撑，结构砼全部采用拌合站集中拌合，采用砼输送泵灌注砼。
1.钻孔灌注桩
（1）钻孔准备工作
放样定位：根据业主交付的中心桩位置及测量资料，进行检查核对，测定墩台中线和标定钻孔桩中心位置，测设护桩，并增设水准点。钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸，结合钻机底座平面尺寸，钻机移位要求，施工方法以及其它机具设施布置等情况而确定。做好有关试验，包括石、砂取样试验，水泥抽样试验、申请砼配合比，钢筋取样试验和测量放样。根据施工进度及工程量安排人工、材料、机具，分批分期进场。
（2）制做和埋设钢护筒
护筒采用5mm厚钢板制作，内径比桩径大20cm，陆上护筒用φ22圆钢加固，每节高2米；水中护筒底节上口采用∠50×50×5角钢制作法兰盘，节高2米，其上每节做成两个半圆弧，采用∠50×50×5角钢制作法兰盘，每节用M12螺栓连接，节高分为1.0m和2.0m两种。
护筒埋设：先人工开挖后再重新定出桩中心，再用粘土对称分层夯填，护筒顶面高出地面30m。护筒安设完工后，再次复测中心位置，合格后方可开钻。
（3）钻孔与清孔
钻机安装在20×20方木搭设的井字型台上，安装应牢固，水平，钻机上的吊车滑轮中心保持在同一铅垂线上。钻机安装就位后，经测量复核后无误方可开钻，钻进中做到均匀钻进。当钻至设计标高后，进行一次清孔约1.5～2h，进行成孔验收，合格后移机下笼。
（4）钢筋笼制作与安装
钢筋的制作在专门场地内进行，钢筋笼分节制作，一般８～９m一节，笼的尺
寸，制作工艺均应符合规范规定，特别是加强环，更要焊接牢固，并采用双面焊，确保钢筋的刚度运输放入孔内时不产生变形，钢筋笼外侧设置保护层垫块，同一断面对称布置不少于4个，竖向每隔２～３m设一道，以保证笼的保护层厚度。吊放钢筋笼采用吊车，要认真对中，慢慢入孔，保证孔壁砼保护层准确，钢筋笼顶面标高符合设计要求，吊筋要长短一致，孔口铁扁担要能够承受钢筋笼的全部重量,并适当固定,防止钢筋笼掉入孔底，钢筋笼沉放结束后应及时固定，经监理工程师检验合格后及时灌注砼。
（5）为保证钻孔灌注孔桩质量，在灌注水下砼之前，进行二次清孔。 （6）灌注水下砼
经检查和实际测得孔底沉碴符合要求，监理验收同意后，即进行水下砼灌注。砼原材料及配合比必须符合规范与设计要求，灌注采用吊车配合，派专人负责灌注记录。导管在使用前要对其规格、质量和连接构件进行拼接和充水压力试验，要求试验时的压力大于灌注水下砼时管壁承受的最大压力。经15分钟试验，管壁不变形，接头良好，无漏水，认为合格，可供工地使用。导管在孔内，下口应离开孔底约30cm，上口用专用卡铁固定在孔口型钢梁上，并与贮存料斗连接好。水下砼的灌注在任何情况下都不得中断，导管在任何情况下都要埋入砼面以下不少于2m不大于6m；提升导管要平稳、缓慢、扶正，防止挂住钢筋笼，用完后的导管及时用水洗净，并堆整齐。灌注完工后的桩顶标高应高出设计桩顶标高，一般应比设计高出不小于1.0m，以便桩顶截除后保证设计标高处的桩身质量，砼灌注后及时拔出护筒。对于指定试桩的钻孔桩施工，按设计和监理工程师指示办理。钻机移位、下钢筋笼、导管和水下砼作业均用吊车配合施工。成桩检测采用小应变仪检测，检测率为100%。
（7）保证质量的技术措施 a.钻机必须要稳固、水平;
b.当施工至设计标高后，经监理工程师检查后才能进行下道工序; c.灌注砼,中途不允许停止; d.专人负责灌注记录。
2．系梁
⑴ 钢筋绑扎
钢筋按设计要求配料绑扎，采用双面搭接焊，用同标号的砼块确保砼保护层厚度，钢筋除锈应干净。
（2）立模、浇筑混凝土
测量放样，准确放出立柱中心线，将模板安装后系梁圆端模准确对准立柱中心点，将其余模板安装后用螺栓连接好，用斜支撑固定模板。检查系梁尺寸直至符合要求.浇筑混凝土时分层浇注,插入式振动捣实混凝土。混凝土坍落度混凝土终凝后以草袋覆盖洒水养护，拆模后，经监理工程师检查同意，立即回填，压实度必须符合要求。
3、墩身
⑴ 模板
墩身采用组合钢模板。墩身采用定型钢模板施工。模板加工符合规范要求。 ⑵ 钢筋制作及安装
钢筋按设计要求配料绑扎，采用双面搭接焊，用同标号的砼块确保砼保护层厚度，钢筋除锈应干净，吊入钢模。
⑶ 浇筑砼
钢模吊装就位后，在墩柱四周搭设脚手架，钢模板固定在脚手架上。用砂浆将模板底缝填密实，防止漏浆。再次检查模板中心位置、垂直度，符合规范要求后，安设串筒、漏斗，串筒底距砼面＜2.0m，串筒应对准柱中心。砼坍落度为3～5cm，浇注混凝土时用砼输送车将混凝土运送至现场后用吊车将混凝土送至模板内进行浇注。拆模后用塑料薄膜（台身用麻布片）覆盖洒水养生。
三、劳动力、工期、设备投入计划
1、劳动力计划
根据本工程特点，按项目法组织施工，设立项目经理、总工程师各一名，下设五部三室（即工程部、计划部、财务部、设备物资保障部、安全质量环保部、试验室、调度室、综合办公室）,项目部设专职质检工程师一名、桥梁主管工程师一名，桥梁施工队设专职质检员一名，技术员一名，作业人员40人。
2、工期安排
（1）工期安排
开工日期：2011年4月01日
竣工日期：2011年9月01日 总工期5个月（即153天）
（2）主要单位工程工期：（开竣工时间）
桥梁下部结构施工时间安排从2011年4月01日～2011年9月01日，各分项工程工期安排如下：
施工准备：2011年4月01日～2011年4月30日 桩基：2011年5月01日～2011年5月31日 桥台、台帽：2011年6月01日～2011年6月31日 系梁、墩身：2011年7月01日～2011年7月30日 桥墩、盖梁：2011年7月31日～2011年8月31日
（3）机械设备
四、质量管理体系及保证措施
1、制定明确的质量目标，加强学习、培训工作，提高全员质量意识。我们
确立质量目标是：创优质工程，创样板工程，各项试验、检测结果合格，单位工程一次检查合格率达成100%，优良率95%以上。
2、建立严密的质量保证体系，从组织上确保质量计划目标实现。 3、建立严格的质量管理制度，从管理上确保质量措施的落实。
为确保工程质量，本承包商将在开工之前，根据工种的特点和需要，进一步完善质量管理制度，使它更富有可操作性，并在施工中严格执行。
施工过程中的质量管理制度： （1）开工前的技术交底管理制度 （2）建立“三不交接”、“五不施工”制度 （3）对工序实行严格的“三检”制度 （4）实施严格的隐蔽工程检查制度 （5）实施测量资料换手复核制度
（6）建立严格的“跟踪检测”制度
（7）建立严格的原材料、成品、半成品进场的验收管理制度 （8）仪器、设备标定制度 （9）建立质量保证奖罚制度
五、安全、文明保证措施
1、安全保证措施
（1）安全目标
杜绝职工因工亡人事故，杜绝火灾及交通亡人事故，杜绝重大机械损坏事故，全年重伤率控制在0.5‟以下，轻伤率控制在3‟。
（2）安全保证体系
贯彻国家有关安全生产和劳动保护方面的法律、法规，定期不定期地召开安全生产会议，研究项目安全生产工作，发现问题及时处理解决；贯彻“安全第一，预防为主”的方针，建立健全安全保证体系。在明确项目经理对安全负全责的前提下，按“管生产必须管安全”和“谁主管谁负责”的原则。逐级签订安全承包合同，使各级明确自己的安全目标，制定好各自的安全规划，达到全员参加，全面管理的目的，充分体现“安全生产、人人有责”。
（3）安全生产制度 a、安全生产责任制 b、安全生产教育 c、安全技术措施保证制度 d、安全生产检查制度 e、安全生产报告制度 （4）安全保证措施
a、深化安全教育，强化安全意识。施工人员上岗前必须进行安全教育和技术培训，牢记“安全第一”的宗旨。安全员坚持持证上岗。
b、推行安全标准化工地建设，抓好现场管理搞好文明施工。
c、认真实施好标准化作业，严格按安全操作规程进行施工，严肃劳动纪律，
杜绝违章指挥和违章操作保证防护设施的投入，使安全生产建立在管理科学，技术先进，防护可行的基础上。
d、认真搞好安全检查，在检查中严格执行“安全一票否决权”制度。 e、加强职工的“三工”教育，克服职工麻痹、侥幸心理。
f、推广实施安全风险抵押金制度，对全体职工尤其安全管理人员按工资的一定比例扣留安全风险抵押金，未发生安全责任施工者，除全额返还押金，还按“安全奖惩制度”的有关规定奖励，未达标者不再返还，并根据事故的轻重给予罚款直至下岗处理。
g、对于从事特殊工种的专业人员必须挂证上岗。
h、严格爆破物品的管理，库房的设置要尊重当地公安部门的意见，符合安全要求。采购、运输要符合有关规定，设置专人进行库房管理，建立爆破器材出入库领发制度，不得多领乱发，爆破工要持证上岗，严禁无证操作。
2、文明标准工地的基本要求
（1）、杜绝职工重伤以上事故和火灾、爆炸事故。
（2）、建立符合实际的，科学的安全管理标准、安全技术操作规则和责、权、利明确的安全岗位责任制，并实行有效的检查、评比和考核办法。
（3）、对本单位惯性事故和可能突发的意外情况，制定科学、严密的防范措施和处置方案。
（4）、安全员、特种作业人员及主要技术工种人员持证上岗率达到100%；民工等雇佣劳动力上岗前安全施工教育培训率达到100%。
（5）、施工人员遵章守纪，作业标准，行为规范，安全意识，防护能力明显增强。
（6）、现场使用的设备机具安全性能符合要求，并制定安全使用保证措施；安全警示齐全；安全防护设施和用具按规定配置，完好有效；施工有序，作业流程顺畅，环境整洁。
（7）、后勤保障有力，文化、生活、卫生等条件因地制宜，适度改善。 3、安全文明标准工地的考核评审
对安全文明标准工地的考核，分内业和施工现场两部分进行。采用实地
考察，量化打分的办法进行综合考核评审。凡被评为安全文明标准工地的，由公司项目部命名并授予“安全文明标准工地”流动红旗。安全文明标准工地的考核评审范围为参加本项目建设的各施工队、班组。考核评审工作在每季度末进行。根据每季度末进行的安全质量大检查和平时检查掌握的情况，进行综合考核评审。对已被命名和授予流动红旗的安全文明标准工地，如发生轻伤三人或重伤一人以上的安全事故，或损失在5000元以上的质量事故，或出现其它较严重问题时，项目部将撤消其命名并收回流动红旗。
致谢
本毕业设计是在马莉老师的辛勤指导下，通过本人的认真设计完成的。本设计按照有关规定和标准要求，指定了混凝土简支梁桥下部结构的设计说明书。
毕业设计这一时间较长的教学环节，培养了我综合应用所学基础课、专业基础课及各类必修和选修专业课的基础理论、基本知识和基本技能，分析和解决具体的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力。
设计过程中，我得到老师们的认真指导，使我能够在顺利完成的同时有学会了很多新的知识。在此，向各位老师致以衷心的感谢和诚挚的敬意。同时，在设计中，我在和同学合作的过程中感受到了合作的快乐和团队的精神。在此，向在设计中给过我无私帮助的各位老师、同学表示感谢。
由于本人知识水平有限，加之缺乏实践经验、时间仓促，在设计中难免存在缺点和不足，在此恳请各位老师和同学能够给予批评和指正，我一定会在未来的工作中加以注意。
最后，时值分别前夕，我向三年来向我传播知识，指导我完成学业，教会我如何为人处世的各位恩师们表达我最衷心的感谢和最真诚的祝福：是你们的教导为我指明了前进的方向，让我在探求知识与这里的道路上不再迷茫，祝你们身体健康，工作顺利！同时，也向三年学习生活中如同兄弟姐妹般陪伴我左右的学友们表示感谢，并祝福你们在未来的工作岗位上工作顺利，前程似锦。
参考文献
1、白淑毅《工程结构》北京人民交通出版社 2005 2、郭发忠《桥涵工程》北京人民交通出版社 2001
3、高峰、贾玉辉《公路施工组织设计》北京交通出版社 4、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG62—2004）北京人民交通出版社 2004
5、《公路桥涵设计通用规范》（JTG60—2004）北京人民交通出版社 2004 6、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGDB—2007）北京人民交通出版社2007 7、易建国《混凝土简支（板）》（第三版）北京人民交通出版社2006 8、凌治平、易经武《基础工程》人民交通出版社
9、（美）陈惠发、段炼著、裴若娟、谢洪阳译《桥梁工程下部结构设计》机械出版社
建筑工程系道路桥梁工程技术专业
毕业设计
：钢筋混凝土简支梁桥下部结构设计 （一）毕业设计原始资料 1. 道路等级：乡村道路；
2. 桥面横坡：设置1.5％的人字坡；
3. 横向布置：0.5m(防撞墙)+7.5m(车行道)+0.5m(防撞墙)，桥梁全宽8.5m.； 4. 设计荷载：公路-Ⅱ级；
5. 桥面铺装：12cm厚C40防水钢筋混凝土及涂HM1500防水剂；
6. 桥梁孔跨布置：本桥为上跨铁路而设，设3-20m 预应力混凝土空心板梁，桥面连续; 7. 桥梁线形：本桥位于直线上，与铁路正交； 8. 地震基本烈度：8度。
地质情况详见：桥梁工程地质纵断面图。
（二）、毕业设计的任务与内容 1. 桥墩和基础的方案比选； 2. 盖梁设计； 3. 桥梁墩柱设计；
4. 基础（钻孔灌注桩）设计； 5. 施工组织设计；
6. 设计图纸：桥梁总体布置图、盖梁配筋图、桥墩构造图、桥墩配筋图、基础构造图、基础配筋图。
目录
摘要······························································Ⅰ Abstract··························································Ⅱ 前言······························································Ⅲ 第一章 设计资料与方案比选··········································1
1.1设计资料与方案必选·········································1
1.1.1设计标准及上部构造····································1 1.1.2水文地质条件·········································1 1.1.3材料·················································1 1.1.4下部结构比选··········································1 1.1.5桥梁下部构造尺寸······································3
第二章 盖梁计算····················································3
2.1 荷载计算···················································3
2.1.1上部构造永久荷载表····································3 2.1.2 盖梁自重及作用效应计算·······························4 2.1.3 可变荷载计算·········································5 2.1.4 双柱反力Gi的计算····································12 2.2 内力计算··················································12
2.2.1 恒载加活载作用下的各截面内力························12 2.2.2 盖梁内力汇总表······································14 2.2.3 盖梁各截面的配筋设计及承载力校核····················15
第三章 桥墩墩柱设计···············································17
3.1 荷载计算··················································17
3.1.1 恒载计算············································17 3.1.2 活载计算············································17 3.1.3 双柱反力横向分布计算································17 3.1.4 荷载组合„··········································18 3.2 截面配筋计算及应力验算····································19
3.2.1 作用于墩柱顶的外力··································19
3.2.3 截面配筋计算········································20
第四章 钻孔灌注桩计算·············································22
4.1 荷载计算··················································22 4.1.1 每一根桩承受的荷载······································22 4.2 桩长计算··················································24 4.3 桩的内力计算··············································25
4.3.1 桩的计算宽度b的确定································25 4.3.2 桩的变形系数α······································25 4.3.3 地面以下深度z处桩身截面上的弯矩Mz与水平压应力σzx的计
算·················································25 4.3.4桩身截面配筋与承载力验算·····························27 4.3.5墩顶纵向水平位移验算·································29
第五章 施工组织设计···············································32
5.1 施工内容··················································32 5.2施工方法及工艺·············································32 5.3劳动力、工期、设备投入计划·································35 5.4质量管理体系及保证措施·····································36 5.5安全文明保证措施··········································37 谢词······························································40 参考文献··························································41
摘要
本次设计的课题是混凝土简支梁桥下部结构，本设计选择部分混凝土简支梁桥为方案进行下部结构设计。
桥梁下部结构考虑是否得当，对工程造价、质量、工期及使用影响很大。 在设计中，首先根据地质条件选择适合本桥的桩基础，比较常用的桥墩形式，经过方案必选后选择合适的桥墩，方案确定后再从上到下开始计算。首先是盖梁的计算，着重计算盖梁在使用过程中上部构造恒载、盖梁自重以及汽车及防撞墙荷载的作用，通过荷载集度进行盖梁内力的计算，然后是盖梁的配筋，经过盖梁内力计算对盖梁进行配筋及承载力校核；其次是桥墩的计算，桥墩的计算主要是桥墩所受的恒载、活载的的计算及双柱反力的计算，然后是配筋计算及应力验算；最后是钻孔灌注桩的计算，主要是桩长的计算，桩长根据单桩容许承载力的经验公式确定桩长，桩内力的计算主要是用m法，根据m法确定的桩的内力进行桩筋的设计及强度验算。
关键词：简支梁桥；盖梁；桥墩；钻孔桩基础
Abstract
This design is the subject of the Ministry of concrete beams under the bridge structure, part of the design choices for the concrete bridge beams for the lower part of the program design.
Bridge substructure to consider it properly, on the project cost, quality, duration and the use of significant influence.
In the design, first select the appropriate geological conditions under the bridge foundation, the more common form of bridge piers through the program will select the appropriate pier after the election, from top to bottom and then start to identify the program. First, cover the calculation of beam, capping beam focused on computing in the course of the superstructure dead load, and the cap beam weight load of vehicles and the role of anti-wall, through the load set cover degree of internal force calculation, then the cap beam reinforcement After calculation of the cap cover Sommer beam reinforcement and capacity check; followed by the calculation of the pier, main pier pier suffered calculated dead load, live load of the calculation and the calculation of double-column reaction, and then is the reinforcement calculation and stress check; Finally, the calculation of bored piles, pile length is mainly the calculation of allowable bearing capacity of pile length the experience under the pile formula to determine the length of the pile, piles is mainly used m the calculation method, based on m method to determine the internal forces pile and pile reinforcement design strength checking.
Key words: simply supported beam bridge; cap beam; pier; bored pile
foundation
前言
随着我国社会的发展与进步和人民生活水平的日益提高，交通的便利程度和安全性得到了人们的广泛关注，桥梁有事现代交通中不可缺少的组成部分，与此同时，桥梁建设得到了迅猛发展，我国桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，均已跻身世界先进行列。各种功能齐全、造型美观的桥梁开始频繁的出现在人们的生活中，给人们带来方便的同时很多桥梁也逐渐成为城市的标志性建筑。
本设计为混凝土简支梁桥下部结构设计，是根据《公路桥涵设计手册》系列丛书，以及依照交通部颁发的有关公路桥涵设计规范（JTG系列）拟定设计而成。在设计过程中，还参考了诸多如桥涵工程、土力学、基础工程、桥涵水文、桥梁结构力学、专业英语等相关书籍和文献。
设计中考虑了各种尺寸与材料的选用符合规范中对强度、应力、局部承压强度的要求，并且产生在规范容许范围内的变形，使桥梁在正常使用的情况下能够达到安全、稳定和耐久的标准。在可预期偶然荷载下仍能达到基本正常使用的标准。设计时还充分考虑桥梁所处区域施工和维护，并且兼顾桥梁本身的美观与社会经济性，既要设计合理，又要起到良好的社会经济效益。的地质和水文条件，既保证符合规范要求，同时保证因地制宜并且便于
第一章 设计资料与方案必选
（一）、设计标准及上部构造
道路等级：乡村道路
桥面横坡：设置1.5%的人字坡
横向布置：0.5m（防撞墙）+7.5m（车行道）+0.5m（防撞墙），桥梁全宽8.5m 设计荷载：公路—Ⅱ级
桥面铺装：12cm厚C40防水混凝土及涂HM1500防水剂
桥梁孔跨布置：本桥为上跨铁路而设，设3×20m预应力混凝土空心板桥，
桥面连续
桥梁线性：本桥位于直线上，与铁路正交 地震烈度：8度
地质情况详见：桥梁工程地质纵断面图
（二）、水文地质条件
拟建桥址位于毛茨坪村附近，地形属微型黄土塬上，地形平坦、地势开阔、交通方便。桥址区地层主要有第四系全新统土更新风积砂质黄土、粗圆砾土、卵石土、基岩为第三系中新统砂岩。本段属喜马拉雅期轻微的褶皱构造，主要为石门沟向斜，该向斜对本桥无影响，本桥址区无重大地质构造，本区地震基本烈度八度，地震动反应谱特征周期0.45s。桥址区地表水及地下水均不发育。桥址区未发现有不良地质现象，桥址区特殊岩土为湿陷性黄土，桥址区地表广泛分布的砂质黄土均具湿陷性，湿陷等为Ⅲ级（严重）自重湿陷性，湿陷土层厚度30～39m。
（三）、材料
混凝土：盖梁、桥墩用C35混凝土，系梁及基础用C30混凝土。
（四）、下部结构比选
桥梁的支撑结构为桥墩和桥台。桥墩是多跨桥的中间支撑结构。桥台是桥梁两端桥头的支撑结构，是道路与桥梁连接点，桥头和桥墩都是由台（墩）帽、台墩身和基础组成。
桥墩的作用是支撑在它左右两跨的上部结构通过支座传来的矗立力和水平力，由于桥墩建筑在江河之上。因此它还要承受流水压力。水面以上的压力和＆可能出现的水压力 。船只等的撞击力。所以桥墩在结构 上必须有足够的稳定性。在布设上考虑桥墩与河水的相互影响，既水流冲刷桥墩和桥墩出水的问题，在空间上应满足通航和同车要求。
具体桥梁建设时采用什么类型的桥墩。应依据地质、地形及水文条件。墩高、桥跨结构要求及荷载性质及大小，通航和水面漂浮物等，桥跨以及施工条件等因素综合考虑。但是在同一座桥梁内，应尽量减少桥墩的类型。
（1）实体试桥墩：主要特点是依靠自身重量来平衡外力而保持稳定。它
一般适宜荷载较大的大、中型桥梁，或流冰、漂浮物较多的江河中。此类桥墩的最大缺点是圬工体积大，因而其自重大阻水面积也较大。有时为了减轻墩身体积，通常将墩顶部分做成悬臂式的。
（2）空心试桥墩：它克服了实体试桥墩在许多情况下材料强度得不到充
分发挥的缺点，而将混凝土和钢筋混凝土做成空心薄臂结构等形式，这样可以节省圬工材料，还减轻重量，其缺点是经不起车辆和漂浮物的撞击。
（3）柱式桥墩：有单柱式、双柱式、哑铃式和混合式四种，单柱式桥墩
在水流与桥轴线斜交角度大及曲线桥梁中用的较多，双柱式桥墩是桥梁建筑中采用较多的一种形式，它具有施工方便、造价低和美观等优点，在有严重漂浮物或流冰的河流上或墩身较高时可采用哑铃是或混合式。
基础一般是桥梁建筑中最困难的部分，往往影响工期和造价、施工时的安全与整个梁的安全性，因此基础形式的选择需十分慎重。
基础形式的选择主要根据地质条件、上部构造、受力要求、水文情况、施工设备等条件来考虑。
（1）明挖基础：在较好持力层且基础埋置深度浅时，采用明挖基础是很
经济的，选择明挖基础方案必须注意开挖时的排水可能性，埋深在5m以内时，明挖基础方案较为经济，但当地下水与渗流速度较低，坑壁稳定时，甚至埋深达到10m左右时亦是经济的。
（2）钻孔灌注桩：钻孔灌注桩适合于缺乏打桩设备或遇到打入困难的地
质条件时以及需嵌入岩石的桩基中采用。它具有施工机械简单、造价低、便于群众性施工等特点，因而已成为我国桥梁的主要形式，目前公路桥中钻孔灌注桩的入土深度已达107m，最大桩径已达4m。
（3）沉井基础：沉井基础是一种沉基础，它利用预制好的井筒下沉到一
定的深度，再在井内修筑基底，沉井在下沉中起挡土挡水作用，往往本身也构成桥墩基础的一部分，它的施工设备比较简单，但施工周期长。沉井一般用于穿越砂性土、粘性土、软土和无大漂石的沙砾、碎卵石土层以使其达到设计要求的承载力较大的图层上。沉井一般用在上部构造垂直反力与水平力均较大，并需把基础埋设到深层较坚硬的持力层上时采用。当覆盖层为10～12m时，施工较为方便；持力层较深，采用沉井基础方案，亦可能是经济的。
由上面各种桥墩、基础的比较，根据水文地质条件，造价和技术以及本路段填土和上部构造手里等要求，应选用双柱式桥墩，混凝土灌注桩基础。
第二章 盖梁设计
一、 荷载计算
图2-1 （单位：cm）
1.
上部结构永久荷载（见表2-1）
2．盖梁自重及作用效应计算(1/2盖梁长度)
12345
2. 可变荷载计算
1) 可变荷载横向分布系数计算：荷载对称布置时用杠杆法，非对称时用偏心受压法。
公路—Ⅱ级
a. 单车列，对称布置（如图2-3）
图2-3
η1=η2=η7=η8=0
η1
3=η6=
2⨯0.4=0.2 η=1
4=η52
⨯0.6=0.3
b. 双车列,对称布置时(如图
2-4)
图2-4
η1=η8=0
η2=η7=⨯0.95=0.475
η3=η6=⨯(0.15+0.05)=0.1
12
12
1
⨯0.85=0.425 2
c. 单车列,非对称布置(如图
2-5)
η4=η5=
图2-5（单位：cm）
由ηi=
1
η
±eai/(2∑a2),已知 n=8，e=2.35
2∑a2=2⨯(3.52+2.52+1.52+0.52)=42
η1=+(2.35⨯3.5)÷42=0.321 η2
η3η4
η5
η6η7
η8
181
=+(2.35⨯2.5)÷42=0.265 81
=+(2.35⨯1.5)÷42=0.209 81
=+(2.35⨯0.5)÷42=0.153 81
=-(2.35⨯0.5)÷42=0.097 81
=-(2.35⨯1.5)÷42=0.041 81
=-(2.35⨯2.5)÷42=-0.015 81
=-(2.35⨯3.5)÷42=-0.071 8
d.双列2-6）
图2-6（单位：cm）
已知：η=8，e=0.8 2∑a2=42，则
η11=8+(0.8⨯3.5)÷42=0.192
η1
2=8+(0.8⨯2.5)÷42=0.173
η1
3=8+(0.8⨯1.5)÷42=0.154
η1
4=8+(0.8⨯0.5)÷42=0.135
η=1
58-(0.8⨯0.5)÷42=0.115
η1
6=8-(0.8⨯1.5)÷42=0.096
η1
7=8-(0.8⨯2.5)÷42=0.077
η1
8=8
-(0.8⨯3.5)÷42=0.058
防撞墙荷载
1) 两侧有防撞墙荷载，对称布置时（如图2-7）
图2-7（单位：cm）
η1=η2=1.5
η2=η7=-0.5 η3=η6=η4=η5=0
2） 按顺桥向可变荷载移动情况，求的支座可变荷载反力的最大值（如图2-8）
图2-8（单位：m）
a.公路—Ⅱ级
双孔布载单列车时：
1
B=⨯19.5⨯7.875⨯2+178.5=332.06(KN)
2
双孔布载双列车时：
2B=2⨯332.06=664.12(KN)
单孔布载单列车时：
1
B=⨯19.5⨯7.875+178.5=255.28(KN)
2
单孔布载双列车时：
2B=2⨯255.28=510.56(KN) b. 防撞墙荷载（如图2-9）
图2-9（单位：m）
q防=0.3⨯25=7.5(KN/M)
双孔满载时（一侧）:
1
B1=B2=7.5⨯⨯1.0⨯19.5=73.13(KN)
2
B1+B2=146.25(KN)
3）可变荷载横向分布系数后各梁支点反力（计算的一般公式为Ri=Bηi），见表2-3
值，其中冲击系数为：
1+μ=1+0.2=1.2
各梁永久荷载，可变荷载基本组合计算表（单位：KN）
4
二．内力计算
1.恒载加活载作用下各截面的内力
（1）.弯矩计算（图2-10）
图2-10（尺寸单位：cm）
截面位置见图2-10，为求得最大弯矩值，支点负弯矩取用非对称布置时数值，跨中弯矩取用对称布置时数值。
按图2-10给出的截面位置，各截面弯矩计算式为: M1-1=0
M2-2=-R1⨯0.05
M3-3=-R1⨯1.15-R2⨯0.15
M4-4=-R1⨯1.75+G1⨯0.6-R2⨯0.75
M5-5=-R1⨯3.5+G1⨯2.35-R2⨯2.5-R3⨯1.5-R4⨯0.5 各种荷载组合下的各截面弯矩计算见表2-6。（注意的是，表中内力计算未考虑施工荷载的影响。）
一般计算公式有：
截面1-1：V左=0，V右=0 截面2-2：V左=V右=-R1
截面3-3: V左=-R1-R2,V右=-R1-R2+G1 截面4-4: V左=-R1-R2+G1，V右=-R1-R2+G1
截面5-5: V左=-R1-R2-R3-R4+G1 ,V右=-R1-R2-R3-R4+G1 计算值见表2-7
2.盖梁内力汇总
表中各截面内力均取表2-5和表2-6中的最大值。按表2-8可绘制内力计算的包络图。
三．截面配筋设计与承载力校核
采用C35混凝土，主筋选用HRB335，Φ25，保护层5cm（钢筋中心至混凝土边缘）。fcd=16.1MPa，fsd=280MPa
1.正截面抗弯承载能力验算 γ0μd≤fcdbx(h0-
x
) 2
fsdAs=fcdbx
As=
fcdbx
fsd
以下取3-3截面作配筋设计，其他截面雷同，在此不做详细计算。 已知：bh=180cm⨯120cm
Md=-953.89kN⋅m
取r0=1.0 ， h0=120-5=115cm
即： 953.89⨯10≤16.1⨯1800⨯x⨯(1150-
6
x) 2
解得 x=28.99mm As=
fcdbx
=16.1⨯1800⨯28.99÷280=3000.47mm2≈30.00cm2 fsd
用Φ25钢筋，其根数n=
M=
58.908
=0.285
180⨯115
As30==6.1根.实际选用12根，配筋率：As14.909
x
该截面实际承载力Mn=fsdAS(h0-)=953.89(kN.m)
2
就正截面承载能力与配筋率而言，配筋设计满足《公预规》要求，其他截面的配筋设计如表2-9所示。
表2—9
对比可知，原标准的钢筋是适合的，均大于计算值。
2．斜截面抗剪承载能力验算
按《公预规》5.2.10条要求，当截面符合：r0Vd≤0.50⨯10-3α2ftdbh0可不进
行斜截面抗剪承载能力计算，仅需按《公预规》9.3.13条构造要求配箍筋。 式中：α2——预应力提高系数，本例取其为1.0， ftd——混凝土抗拉设计强度，取其为1.52MPa
《公预规》:对于板式受弯构件，公式右边计算值可乘以1，25的提高系数。 对于1-1截面：
0.5⨯10-3α2ftdbh0⨯1.25=0.5⨯10-3⨯1.0⨯1.52⨯1800⨯900⨯1.25=1539(kN) 按《公预规》5.2.10条规定：
r0Vd≤0.51⨯10-3fcu,kbh0=0.51⨯10-3⨯35⨯1800⨯1150=6245.61(kN) 本例可按构造要求设置斜筋与箍筋，见图2-11所示。
图2-11
3.全梁承载力校核
已知h0=1150cm,σs=280MPa,一根主筋Φ25所能承受的弯矩值为
Ml=σs⨯As⨯z,
其中z=0.92h0=1042.06mm,代入后得Ml=σs⨯As⨯z=171.9(kN⋅m)。
第三章 桥墩墩柱设计
墩柱一般尺寸见图3-1所示 ，墩柱直径为Φ120cm，用C35混凝土，让R235钢
筋.
(一).荷载计算
1.恒载计算 由前式计算得：
（1）.上部构造恒载，一孔重：1952.86KN （2）.梁盖自重（半根梁盖）：253.8KN （3）.横系梁重：105 KN
（4）.墩柱自重：∏×0.6²×9×25=254.47 KN （5）.防撞墙自重：146.26 KN
（6）.二期荷载：71.86×8=574.88 KN 作用墩柱底面的恒载垂直力为：
N恒=0.5⨯1952.86+253.8+254.47+146.26⨯0.5+574.88⨯0.5=1845.27kN
2.活载计算
荷载布置及前述情况见图3-3～图3-5，由盖梁计算得知：
（1）公路—Ⅱ级 ①单孔荷载
单列车时：B1=0， B2=255.28kN. B1+B2=255.28kN
相应的制动力：T=255.28⨯2⨯10=51kN. 按《公预规》4.3.6制动力不小于90kN.故取制动力为90kN. ②双孔荷载
单列车时：B1=76.78kN，B2=255.28kN. B1+B2=255.28kN 相应的制动力：T=322.06⨯2⨯10=64.4kN
（2）防撞墙荷
双孔荷载时（单侧）：B1=7.5⨯0.5⨯1.000⨯19.5=73.13kN, B2=73.13kN.
B1+B2=146.25kN
汽车荷载中双孔荷载产生支点处最大反力值，即产生最大的墩柱垂直力，汽车荷载中单孔荷载产生最大偏心弯矩，即产生最大墩柱.
3.双柱反力横向分布计算.（汽车荷载位置见图3-1）
图3-1（尺寸单位：m） 235+235
=1.0 （1）单列车时：η1=
470 η2=1-1=0
双列车时：η1=
80+235
=0.670 470
η2=1-0.670=0.330 （2）防撞墙荷载： 双侧时：η1=η2=0.50
4.荷载组合
（1）最大最小垂直反力时，计算见表3-1.
表中汽车-Ⅱ级已乘以冲击系数，1+μ=1.2
(2)最大弯矩时，计算见表3-2
(二).截面配筋计算及应力验算
1.作用于墩柱顶的外力（图3-2）
图3-2
（1）垂直力
最大垂直力：
Nmax汽=0.5⨯1952.86+253.8+0.5⨯146.26+0.5⨯574.88+533.95=1590.8+533.95=2124.75(kN)Nd=1590.8+410.49=2001.29(kN)
（2）H=45kN
（3）弯矩：Mmax=143.67+95.4=239.07(kN⋅m)
2.截面配筋计算
已知墩柱顶用C35混凝土，采用24根直径为25cm的二级钢筋.Ag=117.82cm2.
则纵向钢筋配筋率ρ=算偏心增大系数.
Ag
πr2
=1.04>0.5.由于
l09
=2⨯=15>7.内插法计2r2⨯0.6
10.5-11.6712-11.67
ϕ=0.83 =
0.95-x0.92-x
(1).双孔荷载，按最大垂直力时,墩柱顶按轴心受压构件验算.根据《公预规》
5.3.1条：
'As')r0Nd≤0.9ϕ(fcdA+fcd
=0.9⨯0.93⨯(16.1⨯1.13⨯106+280⨯117.82⨯102)=17988.77
>r0Nd=2124.75kN
(2).单孔荷载，最大弯矩时，墩柱顶按小偏心受压构件验算：
Nd=2001.29kN Md=239.07kN⋅m e0=
Md239.07
==0.119m Nd2001.29
l09=2⨯=15>7 2r2⨯0.6
故η=1.735 ，ηe0=206.47mm
根据《公预规》5.3.9条偏心受压构件承载力计算应符合下列规定：
' r0Nd≤r2fcdA+Cρr2fsd
'ρgr3 r0Nde0≤Br3fcd+Dfsd'Bfcd+Dρgfsdηe0=r
'Afcd+Cρfsd
(其中《公预规》5.3.9规定,轴向力的偏心矩e=
数η，其中η按5.3.10条的规定计算.)
Md
Nd
，应乘以偏心矩增大系
η=1+
l
(0)2ξ1ξ2=1.735 eh0
h0
1
ξ1=0.2+2.7
e0
=0.489≤1.0 h0
l0
=1=1.0 h
ξ2=1.15-0.01则ξ2=1.0 设g=
rs
=0.854 r
按《公预规》提供的附录C表C.0.2“圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数”表，经试算查得各系数A,B,C,D为：
设ξ=0.77 ，A=2.0306;B=0.6136;C=1.5013;D=1.2086 e0=209mm
'=13343 则 r2fcdA+Cρr2fsd.2(kN)>r0Nd=2001.29(kN) 'ρgr3=2783 Br3fcd+Dfsd.1(kN)>r0Nde0η=418.27(kN⋅m)
墩柱承载力满足规范要求。
第四章 基础（钻孔灌注桩）设计
一．荷载计算
每一根桩承受的荷载为： 1.一孔恒载反力（图4-1）
图4-1（尺寸单位：m）
N1=0.5⨯1952.86=976.43(kN) 2.盖梁恒重反力 N2=253.8kN 3.系梁恒重反力
N3=0.5⨯105=52.5kN
4.一根墩柱恒重
N4=254.46kN
5.防撞墙恒重
N5=0.5⨯146.26=73.13kN 6.二期荷载恒重
N6=0.5⨯574.88=287.44kN
作用于桩顶的恒载反力为：N=N1+N2+N3+N4+N5+N6=1897.77kN 7.灌注桩每延米自重
q=π⨯(1.5
)22
⨯25=44.18(kN/m)
8.可变荷载反力
（1）两跨可变荷载反力
N7=533.95kN （2）单跨可变荷载反力 N8=410.49kN
（3）制动力T=45kN.作用点在支座中心，据桩顶距离为：0.5⨯0.042+1.2+9.0=10.221m （4）纵向风力
风荷载按《桥规》4.3.7条的规定计算 Fwh=k0k1k3WdAwh
k0=0.9 k1=0.8375 k2=1.0 k3=1.0 W0=0.3 Wd=0.7757
盖梁的迎风面积：Awh=9.8m2，《桥规》4.3.7条规定纵桥向风荷载为横桥向的
0.7倍.则盖梁引起的风压：Fwh1=0.7k0k1k3WdAwh1=4.01 对桩顶的力臂为：1.2⨯0.5+9.0=9.6m 桥墩的迎风面积：Awh=9.0⨯1.2⨯2=21.6m2 由桥墩引起的风压：
Fwh2=0.7k0k1k3WdAwh2=8.84 对桩顶的力臂为：0.5⨯9.0=4.5m
横向风因墩柱横向刚度较大，可不予考虑. 9.作用于桩顶的外力（图4-2）
图4-2
Nmax=1897.77+533.95=2431.72kN(双孔)
Nmix=1897.77+410.49=2038.26kN(单孔) H=45+4.01+8.84=57.85kN
M=N8⨯0.35+T⨯10.221+Fwh1⨯9.6+Fwh2⨯4.5=681.89(kN⋅m)
二．桩长计算
由于假定土层是单一的，可由单桩容许承载力的经验公式初步计算桩长。灌注
桩最大冲刷线以下的桩长为h，则：
[N]=1U∑liτi+λm0A{[σ0]+k2r2(h3-3)}
2
式中：U——桩周长，U=4.869m；
τi——桩壁极限摩阻力；按表值取为：τ1=1KPa，τ2=30KPa，
τ3=150KPa，τ4=120KPa.τ5=130KPa
l一土层厚度；l1=35.2m, l2=1.5m, l3=2.3m,
l4=3m.l5=h-l1-l2-l3-l4m
λ——考虑桩长土深度影响的修正系数，取为0.85. m0——考虑孔底沉淀深度影响的清底系数，取为0.85. A——桩底截面积，A=πR2=1.77m2.
[σ0]——桩底土层容许承载力，取其为400KPa. k2——深度修正系数，取5.0 r2——土层的重度，取r2=17kN/m3 h3——一般冲刷线以下深度（m） 带入得：
[N]=424.6h-11174.33 柱底最大垂直力为：
Nmax=2375.07+44.18h
即 2375.07+44.18h=424.6h-11174.33 故 h=35.77（m） 取h=39m，由上式反求：
[N]=424.6⨯39-11174.33=5385.07(kN)>
2431.72+44.18⨯39=4154.74(kN)
可知柱的轴向承载力满足要求。
三．桩的内力计算
1.桩的计算宽度
b
b1=k⋅kf(d+1)=1.0⨯0.9⨯(1.5+1)=2.25(m)
2.桩的变形系数α
α=mb1
EI
式中：E0⨯107
kN/m2
c=3.；I=
πd4
64
=0.249；m=4000kN/m4
则 α=0.273 ，αh=0.237⨯39=10.647>2.5
可按弹性桩计算。
3.地面以下深度
z处桩身截面上的弯矩Mz与水平压力的计算
已知作用于地面处桩顶上的外力为：
N0=2431.72kN，H0=57.85kN，M0=681.89N⋅m (1).桩身弯矩Mz
M0
z=
Hα
Am+M0Bm
式中的无量纲系数Am，Bm，可由表格查得，计算见表4-1
桩身弯矩Mz计算（单位：kN⋅m） 表4—1
-
σzx=
αH0
b1
zAx+
-
α2M0
b1
zBx
式中无量纲系数Ax，Bx可由表查得。计算见表4-2
水平压力σzx计算（单位：kN/m2） 表4-2
四．桩身截面配筋与承载力验算（图4-3）
图4-3
(1).验算最大弯矩Z=2.20m处的截面强度，该处的内力值为：
M=765.85 KN·M
N=2431.72KN
桩内竖向钢筋按百分之五配置，则 As=πr20.5=88.36(cm2)
选用24根直径25mm的钢筋，As=117.82(cm2)，ρ=0.67. lp为桩的计算长度，当αh≥4时，取lp=0.7(l0+条相关规定： e0= （其中i=
M
=314.9mm N
4.0
α
)=10.26m，根据《公预规》5.3.9和5.3.10
I
=0.375） A
e0
=0.802 h0
l0
=1.082>1.0 h
ξ1=0.2+2.7
ξ2=1.15-0.01
所以 ξ2=1.0
η=1+
l
(0)2ξ1ξ2=1.12 eh0
h0
1
则 ηe0=352.7mm 设g=
rs
=0.883 r
' 代入公式 r0Nd≤r2fcdA+Cρr2fsd
'ρgr3 r0Nde0≤Br3fcd+Dfsd
ηe0=
所以 ηe0=
'Bfcd+Dρgfsd
r 'Afcd+Cρfsd
'Bfcd+Dρgfsd13.8B+1.657Dr=r 'Afcd+Cρfsd13.8A+1.876C
按《公预规》提供的附录C表C.0.2“圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截
面抗压承载力计算系数”表，经试算查得各系数A,B,C,D为：
设ξ=0.66 ，A=1.6827;B=0.6635;C=0.8766,D=1.5933 ηe0=355.8mm
'=13986 则 r2fcdA+Cρr2fsd.99(kN)>r0Nd=2431.72(kN) 'ρgr3=4976 Br3fcd+Dfsd.27(kN)>r0Nde0η=865.21(kN⋅m)
钻孔灌注桩的正截面受压承载力满足要求。
(2).按轴心受压构件验算，根据《公预规》5.3.1条
'As') r0Nd≤0.9ϕ(fcdA+fcd
桩采用C30混凝土，采用24根直径25mm的HRB235钢筋，As=117.82cm2，
ρ=0.67.
由于
l010.26
==27.37≤28，故不计偏心增大系数，而ϕ=1.0. i0.375
'A')=0.9⨯1.0⨯(13.8⨯1.77⨯106+280⨯117.82⨯102)0.9ϕ(fcdA+fcd
=24952.464kN>r0Nd=2431.72kN
满足规范要求。
五、墩顶纵向水平位移验算
1、桩在地面处的水平位移和转角（X0 、ψ0）计算
XH0=
0α3EIAx+MZ
α2
EI
Bx 当ah≥4，Z=0.5时，查表得到 Ax=2.21999 Bx=1.39252 a3EI=0.2733×0.80EcI
=0.2733
×0.80×3.0×107
×
π×1.54
64
=1.21×105
a2EI=0.2732×0.27320.8EcI
=0.2732
×0.8×3.0×107
×
π×1.54
64
=4.4×105
故：x0=
H0α3EIAx+MZ
α2
EI
BX =
57.851.21×105×2.21999＋681.89
4.4×105
×1.39252
=3.2×10-3m=3.2mm＜10mm（符合m法计算要求）
ψ0=
H0M0
a2
EI
Aψ+aEIBψ 同上查表得到：Aψ=-1.61059 Bψ=-1.61418
aEI=0.273×0.8×3.0×107
×π×1.54
64
=1.63×106 代入得ψH0= ψ0
M0=
0α2
EI
Aψ
+αEIBψ =
57.85
681.894.4×105
×﹙-1.61059﹚＋1.63
×﹙-1.61418﹚ =-8.87×10-4（rad）
2、墩顶纵向水平位移验算（图4—4）
图4—4
其上部墩柱截面抗弯刚度为E1I1(直径d1)，下部柱截面抗弯刚度为EI，（直径为d），假设n= E1I1／﹙EI）,则墩顶的水平位移公式为： x1=x0-ψ0l0+xQ+xm 式中：XQ=
1H3 [﹙nh32＋h1﹚＋nh1h2(h1+h2) ] 3E1I1
Xm=
M2
[h1＋nh2(2h1+h2) ] 2E1I1
已知：h1=9m ， h2=0m ， h=39m ， n=1 故：XQ=
451
[×93] 74
0.8×3.0×10×π×1.2/643
4.48×10-3(m) Xm=
239.072
×9
2× 0.8×3.0×107×π×1.24/64
-3
=3.96×10(m) x1=x0-ψ0l0+xQ+xm
=3.2-10-3- [-8.87×10-4×9] ＋4.48×10-3＋3.96×10-3 =0.196(m) =19.6(mm)
墩顶容许的纵向水平位移[Δ]为：
[Δ]=5l=5×.5=22.08mm＞X1=19.6mm 符合规范要求。
第五章 施工组织设计
一、施工内容
施工内容包括钻孔灌注桩、系梁、桥墩、盖梁。
二、施工方法及工艺
桥墩 、承台、系梁、盖梁采用定型钢模、钢支撑，结构砼全部采用拌合站集中拌合，采用砼输送泵灌注砼。
1.钻孔灌注桩
（1）钻孔准备工作
放样定位：根据业主交付的中心桩位置及测量资料，进行检查核对，测定墩台中线和标定钻孔桩中心位置，测设护桩，并增设水准点。钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸，结合钻机底座平面尺寸，钻机移位要求，施工方法以及其它机具设施布置等情况而确定。做好有关试验，包括石、砂取样试验，水泥抽样试验、申请砼配合比，钢筋取样试验和测量放样。根据施工进度及工程量安排人工、材料、机具，分批分期进场。
（2）制做和埋设钢护筒
护筒采用5mm厚钢板制作，内径比桩径大20cm，陆上护筒用φ22圆钢加固，每节高2米；水中护筒底节上口采用∠50×50×5角钢制作法兰盘，节高2米，其上每节做成两个半圆弧，采用∠50×50×5角钢制作法兰盘，每节用M12螺栓连接，节高分为1.0m和2.0m两种。
护筒埋设：先人工开挖后再重新定出桩中心，再用粘土对称分层夯填，护筒顶面高出地面30m。护筒安设完工后，再次复测中心位置，合格后方可开钻。
（3）钻孔与清孔
钻机安装在20×20方木搭设的井字型台上，安装应牢固，水平，钻机上的吊车滑轮中心保持在同一铅垂线上。钻机安装就位后，经测量复核后无误方可开钻，钻进中做到均匀钻进。当钻至设计标高后，进行一次清孔约1.5～2h，进行成孔验收，合格后移机下笼。
（4）钢筋笼制作与安装
钢筋的制作在专门场地内进行，钢筋笼分节制作，一般８～９m一节，笼的尺
寸，制作工艺均应符合规范规定，特别是加强环，更要焊接牢固，并采用双面焊，确保钢筋的刚度运输放入孔内时不产生变形，钢筋笼外侧设置保护层垫块，同一断面对称布置不少于4个，竖向每隔２～３m设一道，以保证笼的保护层厚度。吊放钢筋笼采用吊车，要认真对中，慢慢入孔，保证孔壁砼保护层准确，钢筋笼顶面标高符合设计要求，吊筋要长短一致，孔口铁扁担要能够承受钢筋笼的全部重量,并适当固定,防止钢筋笼掉入孔底，钢筋笼沉放结束后应及时固定，经监理工程师检验合格后及时灌注砼。
（5）为保证钻孔灌注孔桩质量，在灌注水下砼之前，进行二次清孔。 （6）灌注水下砼
经检查和实际测得孔底沉碴符合要求，监理验收同意后，即进行水下砼灌注。砼原材料及配合比必须符合规范与设计要求，灌注采用吊车配合，派专人负责灌注记录。导管在使用前要对其规格、质量和连接构件进行拼接和充水压力试验，要求试验时的压力大于灌注水下砼时管壁承受的最大压力。经15分钟试验，管壁不变形，接头良好，无漏水，认为合格，可供工地使用。导管在孔内，下口应离开孔底约30cm，上口用专用卡铁固定在孔口型钢梁上，并与贮存料斗连接好。水下砼的灌注在任何情况下都不得中断，导管在任何情况下都要埋入砼面以下不少于2m不大于6m；提升导管要平稳、缓慢、扶正，防止挂住钢筋笼，用完后的导管及时用水洗净，并堆整齐。灌注完工后的桩顶标高应高出设计桩顶标高，一般应比设计高出不小于1.0m，以便桩顶截除后保证设计标高处的桩身质量，砼灌注后及时拔出护筒。对于指定试桩的钻孔桩施工，按设计和监理工程师指示办理。钻机移位、下钢筋笼、导管和水下砼作业均用吊车配合施工。成桩检测采用小应变仪检测，检测率为100%。
（7）保证质量的技术措施 a.钻机必须要稳固、水平;
b.当施工至设计标高后，经监理工程师检查后才能进行下道工序; c.灌注砼,中途不允许停止; d.专人负责灌注记录。
2．系梁
⑴ 钢筋绑扎
钢筋按设计要求配料绑扎，采用双面搭接焊，用同标号的砼块确保砼保护层厚度，钢筋除锈应干净。
（2）立模、浇筑混凝土
测量放样，准确放出立柱中心线，将模板安装后系梁圆端模准确对准立柱中心点，将其余模板安装后用螺栓连接好，用斜支撑固定模板。检查系梁尺寸直至符合要求.浇筑混凝土时分层浇注,插入式振动捣实混凝土。混凝土坍落度混凝土终凝后以草袋覆盖洒水养护，拆模后，经监理工程师检查同意，立即回填，压实度必须符合要求。
3、墩身
⑴ 模板
墩身采用组合钢模板。墩身采用定型钢模板施工。模板加工符合规范要求。 ⑵ 钢筋制作及安装
钢筋按设计要求配料绑扎，采用双面搭接焊，用同标号的砼块确保砼保护层厚度，钢筋除锈应干净，吊入钢模。
⑶ 浇筑砼
钢模吊装就位后，在墩柱四周搭设脚手架，钢模板固定在脚手架上。用砂浆将模板底缝填密实，防止漏浆。再次检查模板中心位置、垂直度，符合规范要求后，安设串筒、漏斗，串筒底距砼面＜2.0m，串筒应对准柱中心。砼坍落度为3～5cm，浇注混凝土时用砼输送车将混凝土运送至现场后用吊车将混凝土送至模板内进行浇注。拆模后用塑料薄膜（台身用麻布片）覆盖洒水养生。
三、劳动力、工期、设备投入计划
1、劳动力计划
根据本工程特点，按项目法组织施工，设立项目经理、总工程师各一名，下设五部三室（即工程部、计划部、财务部、设备物资保障部、安全质量环保部、试验室、调度室、综合办公室）,项目部设专职质检工程师一名、桥梁主管工程师一名，桥梁施工队设专职质检员一名，技术员一名，作业人员40人。
2、工期安排
（1）工期安排
开工日期：2011年4月01日
竣工日期：2011年9月01日 总工期5个月（即153天）
（2）主要单位工程工期：（开竣工时间）
桥梁下部结构施工时间安排从2011年4月01日～2011年9月01日，各分项工程工期安排如下：
施工准备：2011年4月01日～2011年4月30日 桩基：2011年5月01日～2011年5月31日 桥台、台帽：2011年6月01日～2011年6月31日 系梁、墩身：2011年7月01日～2011年7月30日 桥墩、盖梁：2011年7月31日～2011年8月31日
（3）机械设备
四、质量管理体系及保证措施
1、制定明确的质量目标，加强学习、培训工作，提高全员质量意识。我们
确立质量目标是：创优质工程，创样板工程，各项试验、检测结果合格，单位工程一次检查合格率达成100%，优良率95%以上。
2、建立严密的质量保证体系，从组织上确保质量计划目标实现。 3、建立严格的质量管理制度，从管理上确保质量措施的落实。
为确保工程质量，本承包商将在开工之前，根据工种的特点和需要，进一步完善质量管理制度，使它更富有可操作性，并在施工中严格执行。
施工过程中的质量管理制度： （1）开工前的技术交底管理制度 （2）建立“三不交接”、“五不施工”制度 （3）对工序实行严格的“三检”制度 （4）实施严格的隐蔽工程检查制度 （5）实施测量资料换手复核制度
（6）建立严格的“跟踪检测”制度
（7）建立严格的原材料、成品、半成品进场的验收管理制度 （8）仪器、设备标定制度 （9）建立质量保证奖罚制度
五、安全、文明保证措施
1、安全保证措施
（1）安全目标
杜绝职工因工亡人事故，杜绝火灾及交通亡人事故，杜绝重大机械损坏事故，全年重伤率控制在0.5‟以下，轻伤率控制在3‟。
（2）安全保证体系
贯彻国家有关安全生产和劳动保护方面的法律、法规，定期不定期地召开安全生产会议，研究项目安全生产工作，发现问题及时处理解决；贯彻“安全第一，预防为主”的方针，建立健全安全保证体系。在明确项目经理对安全负全责的前提下，按“管生产必须管安全”和“谁主管谁负责”的原则。逐级签订安全承包合同，使各级明确自己的安全目标，制定好各自的安全规划，达到全员参加，全面管理的目的，充分体现“安全生产、人人有责”。
（3）安全生产制度 a、安全生产责任制 b、安全生产教育 c、安全技术措施保证制度 d、安全生产检查制度 e、安全生产报告制度 （4）安全保证措施
a、深化安全教育，强化安全意识。施工人员上岗前必须进行安全教育和技术培训，牢记“安全第一”的宗旨。安全员坚持持证上岗。
b、推行安全标准化工地建设，抓好现场管理搞好文明施工。
c、认真实施好标准化作业，严格按安全操作规程进行施工，严肃劳动纪律，
杜绝违章指挥和违章操作保证防护设施的投入，使安全生产建立在管理科学，技术先进，防护可行的基础上。
d、认真搞好安全检查，在检查中严格执行“安全一票否决权”制度。 e、加强职工的“三工”教育，克服职工麻痹、侥幸心理。
f、推广实施安全风险抵押金制度，对全体职工尤其安全管理人员按工资的一定比例扣留安全风险抵押金，未发生安全责任施工者，除全额返还押金，还按“安全奖惩制度”的有关规定奖励，未达标者不再返还，并根据事故的轻重给予罚款直至下岗处理。
g、对于从事特殊工种的专业人员必须挂证上岗。
h、严格爆破物品的管理，库房的设置要尊重当地公安部门的意见，符合安全要求。采购、运输要符合有关规定，设置专人进行库房管理，建立爆破器材出入库领发制度，不得多领乱发，爆破工要持证上岗，严禁无证操作。
2、文明标准工地的基本要求
（1）、杜绝职工重伤以上事故和火灾、爆炸事故。
（2）、建立符合实际的，科学的安全管理标准、安全技术操作规则和责、权、利明确的安全岗位责任制，并实行有效的检查、评比和考核办法。
（3）、对本单位惯性事故和可能突发的意外情况，制定科学、严密的防范措施和处置方案。
（4）、安全员、特种作业人员及主要技术工种人员持证上岗率达到100%；民工等雇佣劳动力上岗前安全施工教育培训率达到100%。
（5）、施工人员遵章守纪，作业标准，行为规范，安全意识，防护能力明显增强。
（6）、现场使用的设备机具安全性能符合要求，并制定安全使用保证措施；安全警示齐全；安全防护设施和用具按规定配置，完好有效；施工有序，作业流程顺畅，环境整洁。
（7）、后勤保障有力，文化、生活、卫生等条件因地制宜，适度改善。 3、安全文明标准工地的考核评审
对安全文明标准工地的考核，分内业和施工现场两部分进行。采用实地
考察，量化打分的办法进行综合考核评审。凡被评为安全文明标准工地的，由公司项目部命名并授予“安全文明标准工地”流动红旗。安全文明标准工地的考核评审范围为参加本项目建设的各施工队、班组。考核评审工作在每季度末进行。根据每季度末进行的安全质量大检查和平时检查掌握的情况，进行综合考核评审。对已被命名和授予流动红旗的安全文明标准工地，如发生轻伤三人或重伤一人以上的安全事故，或损失在5000元以上的质量事故，或出现其它较严重问题时，项目部将撤消其命名并收回流动红旗。
致谢
本毕业设计是在马莉老师的辛勤指导下，通过本人的认真设计完成的。本设计按照有关规定和标准要求，指定了混凝土简支梁桥下部结构的设计说明书。
毕业设计这一时间较长的教学环节，培养了我综合应用所学基础课、专业基础课及各类必修和选修专业课的基础理论、基本知识和基本技能，分析和解决具体的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力。
设计过程中，我得到老师们的认真指导，使我能够在顺利完成的同时有学会了很多新的知识。在此，向各位老师致以衷心的感谢和诚挚的敬意。同时，在设计中，我在和同学合作的过程中感受到了合作的快乐和团队的精神。在此，向在设计中给过我无私帮助的各位老师、同学表示感谢。
由于本人知识水平有限，加之缺乏实践经验、时间仓促，在设计中难免存在缺点和不足，在此恳请各位老师和同学能够给予批评和指正，我一定会在未来的工作中加以注意。
最后，时值分别前夕，我向三年来向我传播知识，指导我完成学业，教会我如何为人处世的各位恩师们表达我最衷心的感谢和最真诚的祝福：是你们的教导为我指明了前进的方向，让我在探求知识与这里的道路上不再迷茫，祝你们身体健康，工作顺利！同时，也向三年学习生活中如同兄弟姐妹般陪伴我左右的学友们表示感谢，并祝福你们在未来的工作岗位上工作顺利，前程似锦。
参考文献
1、白淑毅《工程结构》北京人民交通出版社 2005 2、郭发忠《桥涵工程》北京人民交通出版社 2001
3、高峰、贾玉辉《公路施工组织设计》北京交通出版社 4、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG62—2004）北京人民交通出版社 2004
5、《公路桥涵设计通用规范》（JTG60—2004）北京人民交通出版社 2004 6、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGDB—2007）北京人民交通出版社2007 7、易建国《混凝土简支（板）》（第三版）北京人民交通出版社2006 8、凌治平、易经武《基础工程》人民交通出版社
9、（美）陈惠发、段炼著、裴若娟、谢洪阳译《桥梁工程下部结构设计》机械出版社