四、设计荷载
24米梁制梁台座 1、预制箱梁重5699KN
2、模板及支撑系统重750KN(内模按500KN计算,外模按250KN计算); 3、一个承台自重417.6KN; 4、垫梁重:2071.5KN; 5、施工荷载:300KN 6、桩承受外荷载:
G1?5699?2849.5KN2
2.4(750?300)?100.8KN25
预制箱形梁重:
模板及施工荷载:
G2?承台上垫梁重:
G3?2.4?2071.5?198.9KN25
承台重量:G4?417.6KN 土的平均容重19kN/m3 承台顶总荷载:
G?G1?G2?G3?2849.5?100.8?198.9?3149.2KN
每根桩桩顶承受荷载为:32米梁制梁台座 1、预制箱梁重7376KN
N2?G?G43149.2?417.6??594.5KN66
2、模板及支撑系统重975KN(内模按650KN,外模按300KN算); 3、一个承台自重387.5KN; 4、垫梁重:2807.5KN; 5、施工荷载:300KN 6、地基承受外荷载:
G1?7376?3688KN2
2.4(975?300)?90KN34
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预制箱形梁重:
模板及施工荷载:
G2?承台上垫梁重:
G3?2.5?2807.5?206.5KN34
承台重量:G4?387.5KN 土的平均容重19kN/m3 承台顶总荷载:
Pa?G?G1?G2?G3?3688?90?206.5?3984.5KN
地基承载力Pa:五、垫梁部分
G?G43984.5?387.5??282.1kPaS15.5
1、中间段垫梁分析
该部分垫梁在张拉前工况时工作,与两端垫梁共同承受上部所传递下来的均布荷载。由于该段垫梁直接支承在经过换填并分层夯实后的地基上,并且在施工垫梁前还可进行预压处理,将该部分地基沉降控制在允许范围内,垫梁下基础可视为匀质的。因此本段垫梁作为弹性地基梁考虑时其仅起着传递荷载的作用,按照构造要求进行配筋,砼标号采用C30。
24米梁制梁台座梁底地基承载力验算如下:
(7000?2100?2071.5?300)?21.06/24?25?0.4?29.06?5.85.8?21.06?92.41kPa?[?]?200kPa P?满足要求。
32米梁制梁台座梁底地基承载力验算如下:
(9000?2500?2807.5?300)?29.06/33?25?0.4?29.06?5.85.8?29.06?114.94kPa?[?]?200kPa P?满足要求。 2、承台部分垫梁
该部分垫梁,主要考虑其在张拉后的工况下工作情况,由于在张拉后整个24米(32米)箱梁在距离垫梁端部约2米左右的位置将形成两个集中力(实际上为均布荷载,为简化计算而考虑为集中力,偏于安全),该集中力将通过该处的底模传递到垫梁上,为了使该集中荷载不至于对垫梁形成局部承压,施工时该处底模应将槽钢加密布设,垫梁与槽钢间再铺一层钢板,使荷载扩散后再传递到垫梁上。以32米制
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梁台座计算
⑴梁肋抗压计算
1N???0.2?9000??600KN3假定垫梁中间肋所承受的荷载为:,
2再假定经过扩散后的承压面积为:S?0.2?0.2?0.04m
则
P?N600??15000?103Pa?15.0MPa??Ra??22.5MPaS0.04,满足要求。
⑵桩顶处的局部压应力验算 采用公式Pi??AcRa/?m验算
j??Ad/AcAcAd
Ac?3.14?0.22?0.126m2——局部承压面积,
——局部承压时的计算面积
Ad?3.14?0.62?1.13m2??Ad/Ac?1.13/0.126?3Fld?1.3?s?fcdAln/r0?1.3?1.0?3?11.5?106?0.126/1.1?5?106KN根据前面计算,桩顶最大竖直作用力N=5343KN<5*106KN,局部承压满足要求。 ⑶桩对承台冲剪验算
t0?按公式
Pi?m?jumRj进行验算
um?u1?u22
u1——承台内桩顶周长,采用破桩头联结是按喇叭口周长计,以主筋伸入0.7米高,与竖直方向成18°角计算
u1?3.14?0.487?1.53m
u2——承台顶面受桩冲剪后预计破裂面周长,破裂线按桩身伸入承台5cm以35°向上扩展计算
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u2?3.14?0.47?1.48m
um?u1?u21.53?1.48??1.51m22
Pi?0890.5?1031.1?j???0.32mumRj1.512?106
现桩顶到承台顶实际距离1.2-0.05=1.15m〉0.32m,满足要求。 ⑷承台抗剪强度验算
根据抗剪计算为C30砼时公式:
??s1mipi?A公式中,
Rjj?m
?、?s1、?m均取1.0
Rjj?2.0MPa
当为C30砼时,
??S1mipi?1.0?1.0?2?890.5?6?10686kN?A根据上述计算,承台抗剪强度满足要求。 六、桩基础部分
Rjj?m?5.8?1.2?1.0?2.0?103?13920kN1、根据地勘资料:中风化泥质砂岩岩体较完整,工程性能较好。制梁台座桩基设计为端承桩,嵌入中风化基岩1m。
(1)单桩竖向承载力计算:
R??(?cfcAp?fy'Ag)
桩基为轴心受压,及??1.0
??1 灌注桩为PHC-AB400(95)管桩,则:c R?1.0?1?16.7?0.126?6?12.6Mpa?P/A?890.5/0.126?7.06Mpa 单桩竖向承载力满足要求。 (2)单桩竖向极限承载力
Quk?Qsk?QrkQsk
为土的总极限侧阻力,由于桩长不长,暂不考虑侧摩擦力的影响。
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Qrk??frkAp为嵌岩段总极限阻力。
frk为岩石饱和单轴抗压强度标准值,根据地勘资料取4Mpa。
?为嵌岩段侧阻及端阻综合系数。查表取0.95。
Quk?Qsk?Qrk??frkAp?0.95?4?106?0.126?6?2872.8kN?890.5kN根据上述计算,单桩承载力满足使用要求。 七、沉降计算
由于地表土层粘土在场地平整已经全部挖掉,受力处为中风化泥质砂岩,理论上无沉降量。
1.翠屏制梁场--配筋计算
以制梁台座为例,钢束未张拉时,台座受力近似于一弹性地基梁。考虑纵向预应力钢束张拉时由于施加在台座上的纵向力的影响,制梁台座两端受到挤压而形成近似于多跨连续体系的受力结构。下面按连续体系计算制梁台座的配筋。
32m跨的简支梁梁体计算重量约为737.6t,中间段制梁台自重按25kN/m3考虑, 考虑钢束张拉影响、地基梁的多点支撑作用,计算所得的的轴力为29075kN,弯矩为8974kNm。
按顶、底板区域配置?16mm的钢筋计算,根据换算,配筋面积约为上区2800mm2,下区6000mm2。
截面为3腹板条肋截面,近似按工字型截面考虑,上翼缘板宽度与腹板同宽。 据此按钢筋混凝土偏压构件检算,则有: 强度检算 计算资料数据:
截面尺寸b=1.700m、h=2.000m、bi=5.800m、bi'=1.700m、hi=0.500m、hi'=1.200m 构件的计算长度L0=5.0000m
截面内力:N= 13075.0000KN , M=7274.0000KN 安全系数:K= 2.00
钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比:n=10.00
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