舟山梁廠制梁臺座設(shè)計計算書

1、制梁臺座設(shè)計計算書1設(shè)計計算依據(jù)1.1.計算依據(jù)：招標(biāo)文件及設(shè)計圖紙金塘制梁場平面布置圖紙舟山大陸連島工程金塘大橋土建工程第-E合同段招標(biāo)參考資料金塘制梁場勘探點布置圖及工程地質(zhì)柱狀圖MIDAS/civil計算軟件基礎(chǔ)工程（西南交通大學(xué)出版社,李克釧主編）工程力學(xué)-材料力學(xué)分冊(西南交通大學(xué)出版社,許留旺主編) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理(西南交通大學(xué)黃棠、王效通主編)橋梁工程概論(西南交通大學(xué)出版社,李亞東主編)地基基礎(chǔ)設(shè)計與計算(人民交通出版社,朱浮聲主編)橋梁樁基計算與檢測(人民交通出版社,趙明華編著) 1.2.技術(shù)規(guī)范：公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTJ 021-89）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計

2、規(guī)范（JTJ 023-85）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTJ 024-85）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 041-2000）建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ 94-94）公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范（JTG/T D60-01-2004）2、設(shè)計說明制梁臺座采用四根1.2m鉆孔灌注樁上部輔以承臺和U型墊梁。從工程地質(zhì)剖面圖中看，相鄰樁位地層變化較大，故需對每個承臺樁位的承載力進(jìn)行單獨設(shè)計（制梁臺座一端兩根樁間距4.2m，為避免承臺的不均勻沉降,采用一端兩根樁同等設(shè)計樁長），本計算書詳細(xì)計算3#勘探孔位制梁臺座的2根樁的設(shè)計計算過程，其它樁的設(shè)計類似。3、設(shè)計參數(shù)選定3.1、設(shè)計荷載梁重內(nèi)模暫定外模暫定底模暫定

3、承臺總重40公分厚地基梁重U型支座重單根樁的自重(暫按43米計算,1/2自重):四根樁總重3.2、材料性能指標(biāo) (1)、C25砼C25砼軸心抗壓強(qiáng)度： =11.9MPa (2)、鋼筋I(lǐng)級鋼筋：fy=210MPa，fy1=210MPa，II級鋼筋：fy=300MPa，fy1=300MPa，4.基礎(chǔ)加固設(shè)計與分析41地基承載力的計算因為預(yù)制場的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，上層主要為軟弱下臥層，故需要計算地基的容許承載力，由所建模型可知墊梁下部每延米地基的荷載為364kN，地基應(yīng)力為52kPa, 通過查舟山連島工程金塘預(yù)制場工程地質(zhì)勘察報告可知e0.8的淤泥質(zhì)粘性土，查資料可知其b=0.3，d=1.6。地基承

4、載力設(shè)計值為： >1.1地基承載力滿足要求。42墊梁下部軟弱地基沉降量的計算因為MIDAS/civil并不能反映墊梁下土的壓縮量和土的彈性系數(shù)增大的對應(yīng)關(guān)系，所以在建模計算前就應(yīng)先計算箱梁張拉前墊梁天然下臥層土的沉降量。采用分層總和法計算墊梁下臥層土的沉降量，按2號制梁臺座中部地質(zhì)計算天然地基的沉降量為164.9mm,沉降層共考慮16.1m。具體計算如下：421計算基礎(chǔ)底面附加應(yīng)力取基礎(chǔ)及其上覆土的平均重度020Kn/m3,則基礎(chǔ)底面的平均壓力p等于：基礎(chǔ)底面的附加應(yīng)力為：422將地基按壓縮量分層設(shè)壓縮層厚度為16m，其中素填土1. 6m,粉質(zhì)粘土1.5m,淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土3m, 淤泥質(zhì)粘

5、土5m, 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土0.2m。423計算各分層的壓縮量素填土1.6m查表得查表得則該層壓縮量為：粉質(zhì)粘土1.5m查表得則該層壓縮量為：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土3m查表得則該層壓縮量為： 淤泥質(zhì)粘土5m查表得則該層壓縮量為：54.6mm,淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土5m查表得則該層壓縮量為：3.1mm,則總沉降量： 所以墊梁下部需要進(jìn)行地基處理以提高其承載力，采用等載預(yù)壓的方法消除其部分沉降，初步設(shè)計為墊梁下?lián)Q填50cm厚的碎石墊層，并按照地基擴(kuò)散角考慮換填的寬度，本設(shè)計采用底寬8m，頂寬7.6m的碎石墊層，試驗臺座時間為一個月。5.制梁臺座受力計算制梁臺座的具體設(shè)計圖紙附后。本計算書采用MIDAS/civil計算

6、?？紤]到施工過程中的應(yīng)力重分布，將工況分為兩個階段，即張拉前和張拉后兩個工況。建模情況如下： 1、樁長43米，每0.5米為一個單元，樁徑1.2米；2、承臺截面為2.2*7米，厚2.0米(連同墊梁統(tǒng)一澆筑)；3、U型墊梁建模時墊梁與承臺剛結(jié),鉆孔樁與承臺剛結(jié)，4、兩個工況均不考慮地基對承臺的彈性支撐,全部荷載由樁基承擔(dān)。51工況一：張拉前結(jié)構(gòu)的受力狀況張拉前設(shè)計荷載為q1q8，其中q1考慮為均布荷載，結(jié)構(gòu)見下圖5.11。 圖5.11形變見下圖5.12。 圖5.12結(jié)構(gòu)的彎矩見圖5.13：圖5.13結(jié)構(gòu)的剪力見圖5.14： 圖5.145.2工況二：張拉后結(jié)構(gòu)的受力狀況張拉后設(shè)計荷載為：梁重線荷載底

7、模 暫定承臺地基梁U型支座四根樁總重結(jié)構(gòu)受力見下圖5.21,。 圖5.21結(jié)構(gòu)變形情況見下圖5.22。 圖5.22結(jié)構(gòu)的彎矩見圖5.23： 圖5.23承臺及樁的結(jié)構(gòu)剪力見圖5.24： 圖5.246鉆孔灌注樁的樁長計算及其沉降以工況二為設(shè)計依據(jù)，根據(jù)舟山連島工程金塘大橋箱梁制梁場巖土工程勘察報告，將所有樁基設(shè)計為柱樁，具體樁長見下圖： 匯總表61如下：表61序號位置樁長（m）序號位置樁長（m）11號左4692號左5323號左32104號左3335號左27116號左2747號左41128號左3351號右51132號右5363號右36144號右5275號右28156號右2487號右43168號右14

8、從表中可以看出2號樁處的地質(zhì)最差，以此地質(zhì)做具體樁長設(shè)計詳見下表62。制梁臺座樁長設(shè)計計算序號層次層厚樁周摩阻kPa樁端摩阻kPa樁長m樁周長3.77m樁周承載力kN樁端承載力kN111228123.771267212818283.77190325410543.772034351853.77339516460643.771447625255523.77107875545553.779338111175113.77319913880383.7711461029495943.77336611239110393.771617123223005000333.7737323333說明：1、本設(shè)計樁長為2

9、號右處的樁長。 2、樁徑1.2m,樁長53m3、樁端承載力為17829kN，樁基的安全系數(shù)為3.0。從表中可以看出8號樁處的地質(zhì)最好，以此地質(zhì)做具體樁長設(shè)計詳見下表63。制梁臺座樁長設(shè)計計算序號層次層厚樁周摩阻kPa樁端摩阻kPa樁長m樁周長3.77m樁周承載力kN樁端承載力kN111028103.77106213.3183.33.77224323.7103.73.77139431.8181.83.77122538.330050004.23.7747503333說明：1、本設(shè)計樁長為8號右處的樁長。 2、樁徑1.2m,樁長14m3、樁端承載力為8674kN，樁基的安全系數(shù)為1.6。根據(jù)地質(zhì)圖經(jīng)

10、計算設(shè)計為端承樁，故不考慮樁端的地基沉降，僅考慮柱樁的本身壓縮量，由圖5.22可知樁基沉降6.67mm,祥圖見6-1。圖617配筋設(shè)計71.樁的配筋設(shè)計根據(jù)工況二及考慮風(fēng)荷載時進(jìn)行樁的配筋設(shè)計， 71.1風(fēng)載下樁身彎矩計算取100年一遇的風(fēng)載產(chǎn)生的力,風(fēng)速，其中W基本風(fēng)壓值， K1設(shè)計風(fēng)速頻率換算系數(shù)K2風(fēng)載體型系數(shù)K3風(fēng)壓高度變化系數(shù)K4地形、地理條件系數(shù)。風(fēng)力對樁基產(chǎn)生的彎矩71.2樁身最大彎矩對鉆孔樁而言，樁周為淤泥質(zhì)土的,計算樁身抗彎剛度EI時，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的圓形截面樁則對于d>1.0m的圓形截面樁，其計算寬度b0=1.98m因此則 =1.0535根據(jù)查表可知則對應(yīng)最大彎矩的截

11、面在此處的彎矩71.3判斷大小偏心初步確定樁身配筋為1620，保護(hù)層5cm,配筋率屬小偏心構(gòu)件。71.4截面應(yīng)力計算<<經(jīng)計算混凝土強(qiáng)度和鋼筋數(shù)量均滿足結(jié)構(gòu)要求。配筋構(gòu)造如圖-1所示： 圖-1箍筋設(shè)置為8的A3鋼筋，間距15cm，未盡事宜祥見相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。72承臺配筋設(shè)計72.1承臺通長配筋根據(jù)工況二，得到如下數(shù)據(jù)：剪力彎矩配筋初步采用10cm間距20的A3鋼筋。22根20的鋼筋截面積經(jīng)查表得<<經(jīng)計算混凝土強(qiáng)度和鋼筋數(shù)量均滿足結(jié)構(gòu)要求。72.2承臺橫向配筋取承臺樁頂縱向1.2m為計算模型，根據(jù)工況二可計算得采用間距15cm的12鋼筋經(jīng)計算取15,<<滿足要

12、求。72.3承臺箍筋設(shè)計最小剪力0在承臺兩端，最大剪力在樁基中部的承臺上，剪應(yīng)力：確定需配箍筋尺寸的區(qū)段，當(dāng)混凝土的標(biāo)號為C25時，查表可得因為<,故不必加大承臺截面，>,故采用間距為20cm的12箍筋。滿足要求。承臺兩側(cè)所以,箍筋設(shè)置的尺寸應(yīng)相同。經(jīng)計算承臺兩側(cè)鋼筋抗剪滿足要求。72.4承臺抗沖切計算樁基上部為3U型墊梁，故應(yīng)進(jìn)行承臺的抗沖切驗算，由設(shè)計圖可知樁距為4.2m,承臺厚2m,且連同上部墊梁一同澆注，上部承臺均在樁的沖切角范圍之內(nèi)，所以無需進(jìn)行承臺的沖切驗算。73雙U型墊梁配筋設(shè)計73.1通長配筋設(shè)計根據(jù)工況一，結(jié)構(gòu)的彎矩見圖5.13，最大彎矩為800kN.m, 預(yù)計用20cm間距的16鋼筋。設(shè)墊梁配鋼筋后,中性軸距墊梁上部為Xm,n取10,經(jīng)計算得X=0.345，由X可計算(按T型梁考慮)<<滿足要求。張拉前墊梁缺口的應(yīng)力如下圖-1所示： 圖-1壓應(yīng)力小于11.9MPa，