舟山梁廠制梁臺(tái)座設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、制梁臺(tái)座設(shè)計(jì)計(jì)算書1設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)1.1.計(jì)算依據(jù)：招標(biāo)文件及設(shè)計(jì)圖紙金塘制梁場(chǎng)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(chǎng)勘探點(diǎn)布置圖及工程地質(zhì)柱狀圖MIDAS/civil計(jì)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(cè)(西南交通大學(xué)出版社,許留旺主編) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)與計(jì)算(人民交通出版社,朱浮聲主編)橋梁樁基計(jì)算與檢測(cè)(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(jì)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(jì)

2、規(guī)范（JTJ 023-85）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范（JTG/T D60-01-2004）2、設(shè)計(jì)說明制梁臺(tái)座采用四根1.2m鉆孔灌注樁上部輔以承臺(tái)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(duì)每個(gè)承臺(tái)樁位的承載力進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)（制梁臺(tái)座一端兩根樁間距4.2m，為避免承臺(tái)的不均勻沉降,采用一端兩根樁同等設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)），本計(jì)算書詳細(xì)計(jì)算3#勘探孔位制梁臺(tái)座的2根樁的設(shè)計(jì)計(jì)算過程，其它樁的設(shè)計(jì)類似。3、設(shè)計(jì)參數(shù)選定3.1、設(shè)計(jì)荷載梁重內(nèi)模暫定外模暫定底模暫定

3、承臺(tái)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(jì)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(jí)鋼筋：fy=210MPa，fy1=210MPa，II級(jí)鋼筋：fy=300MPa，fy1=300MPa，4.基礎(chǔ)加固設(shè)計(jì)與分析41地基承載力的計(jì)算因?yàn)轭A(yù)制場(chǎng)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(jì)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(chǎng)工程地質(zhì)勘察報(bào)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(jì)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(jì)算因?yàn)镸IDAS/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(duì)應(yīng)關(guān)系，所以在建模計(jì)算前就應(yīng)先計(jì)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(jì)算墊梁下臥層土的沉降量，按2號(hào)制梁臺(tái)座中部地質(zhì)計(jì)算天然地基的沉降量為164.9mm,沉降層共考慮16.1m。具體計(jì)算如下：421計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)采用底寬8m，頂寬7.6m的碎石墊層，試驗(yàn)臺(tái)座時(shí)間為一個(gè)月。5.制梁臺(tái)座受力計(jì)算制梁臺(tái)座的具體設(shè)計(jì)圖紙附后。本計(jì)算書采用MIDAS/civil計(jì)算

6、?？紤]到施工過程中的應(yīng)力重分布，將工況分為兩個(gè)階段，即張拉前和張拉后兩個(gè)工況。建模情況如下： 1、樁長(zhǎng)43米，每0.5米為一個(gè)單元，樁徑1.2米；2、承臺(tái)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(shí)墊梁與承臺(tái)剛結(jié),鉆孔樁與承臺(tái)剛結(jié)，4、兩個(gè)工況均不考慮地基對(duì)承臺(tái)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(jì)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(jì)荷載為：梁重線荷載底

7、模 暫定承臺(tái)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(tái)及樁的結(jié)構(gòu)剪力見圖5.24： 圖5.246鉆孔灌注樁的樁長(zhǎng)計(jì)算及其沉降以工況二為設(shè)計(jì)依據(jù)，根據(jù)舟山連島工程金塘大橋箱梁制梁場(chǎng)巖土工程勘察報(bào)告，將所有樁基設(shè)計(jì)為柱樁，具體樁長(zhǎng)見下圖： 匯總表61如下：表61序號(hào)位置樁長(zhǎng)（m）序號(hào)位置樁長(zhǎng)（m）11號(hào)左4692號(hào)左5323號(hào)左32104號(hào)左3335號(hào)左27116號(hào)左2747號(hào)左41128號(hào)左3351號(hào)右51132號(hào)右5363號(hào)右36144號(hào)右5275號(hào)右28156號(hào)右2487號(hào)右43168號(hào)右14

8、從表中可以看出2號(hào)樁處的地質(zhì)最差，以此地質(zhì)做具體樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)詳見下表62。制梁臺(tái)座樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算序號(hào)層次層厚樁周摩阻kPa樁端摩阻kPa樁長(zhǎng)m樁周長(zhǎng)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(jì)樁長(zhǎng)為2

9、號(hào)右處的樁長(zhǎng)。 2、樁徑1.2m,樁長(zhǎng)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(hào)樁處的地質(zhì)最好，以此地質(zhì)做具體樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)詳見下表63。制梁臺(tái)座樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算序號(hào)層次層厚樁周摩阻kPa樁端摩阻kPa樁長(zhǎng)m樁周長(zhǎng)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(jì)樁長(zhǎng)為8號(hào)右處的樁長(zhǎng)。 2、樁徑1.2m,樁長(zhǎng)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(jì)算設(shè)計(jì)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(jì)71.樁的配筋設(shè)計(jì)根據(jù)工況二及考慮風(fēng)荷載時(shí)進(jìn)行樁的配筋設(shè)計(jì)， 71.1風(fēng)載下樁身彎矩計(jì)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(jì)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?xiàng)l件系數(shù)。風(fēng)力對(duì)樁基產(chǎn)生的彎矩71.2樁身最大彎矩對(duì)鉆孔樁而言，樁周為淤泥質(zhì)土的,計(jì)算樁身抗彎剛度EI時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的圓形截面樁則對(duì)于d>1.0m的圓形截面樁，其計(jì)算寬度b0=1.98m因此則 =1.0535根據(jù)查表可知?jiǎng)t對(duì)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(jì)算<<經(jīng)計(jì)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(tái)配筋設(shè)計(jì)72.1承臺(tái)通長(zhǎng)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(jì)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(tái)橫向配筋取承臺(tái)樁頂縱向1.2m為計(jì)算模型，根據(jù)工況二可計(jì)算得采用間距15cm的12鋼筋經(jīng)計(jì)算取15,<<滿足要

12、求。72.3承臺(tái)箍筋設(shè)計(jì)最小剪力0在承臺(tái)兩端，最大剪力在樁基中部的承臺(tái)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(hào)為C25時(shí)，查表可得因?yàn)?lt;,故不必加大承臺(tái)截面，>,故采用間距為20cm的12箍筋。滿足要求。承臺(tái)兩側(cè)所以,箍筋設(shè)置的尺寸應(yīng)相同。經(jīng)計(jì)算承臺(tái)兩側(cè)鋼筋抗剪滿足要求。72.4承臺(tái)抗沖切計(jì)算樁基上部為3U型墊梁，故應(yīng)進(jìn)行承臺(tái)的抗沖切驗(yàn)算，由設(shè)計(jì)圖可知樁距為4.2m,承臺(tái)厚2m,且連同上部墊梁一同澆注，上部承臺(tái)均在樁的沖切角范圍之內(nèi)，所以無需進(jìn)行承臺(tái)的沖切驗(yàn)算。73雙U型墊梁配筋設(shè)計(jì)73.1通長(zhǎng)配筋設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)算得X=0.345，由X可計(jì)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，