故采用单独的矩形扩大基础,平面尺寸加大为2.4 m×3.0m,厚度60 cm,设2 cm宽沉降缝与台座中部主体部分分开,防止不均匀沉降引起台座变形和开裂。台座顶根据设计要求按抛物线预留拱度,且在台座顶面铺一层5 mm厚热轧钢板。
地基容许承载力确定。
根据施工图纸《工程地质纵断面图》预制场地基土质为低液限粘土,一般粘性土地基容许承载力 [σ0]=140 kPa或更高。计算时取地基承载力[σ0] =140 kPa。为了确保地基承载力能满足施工要求,应现场测定承载力。
混凝土基础强度及地基承载力验算 台座中段基础及地基承载力验算
a)冲切强度验算:中段台座承受梁体自重均布荷载,取单位长(1 m)台座基础计算其抗冲切和底部抗弯拉强度。
一片箱梁混凝土数量最大为28.4 m3,平均每米1.136m3,设计荷载: 梁自重 P=1.136×26=29.54 kN(按面荷载分布在台座顶) 台座混凝土自重 W1=1×0.92×0.25×24=5.52 kN 基础自重 W2=1×2×0.3×24=14.4kN 合力 N=P+W1+W2=49.46 kN
以上荷载无偏心,混凝土基础在单位长度内只验算其宽度方向的强度,冲切面按刚性角α=45扩散,基底面积A=1×2=2 m2,h0=0.3 m,bt=bb=1 m,C20混凝土设计抗拉强度ft=1.1 MPa=1.1×1000 kPa,基底单位面积反力ps=N/A=49.46/2=24.73 kPa,冲切力 F1=psA0=24.73×0.5×1=12.365 kN,
抗冲切力0.6ftbth0=0.6×1.1×1000×1× 0.3=198 kN>F1=12.365 kN冲切强度满足要求,故台座扩大基础使用C20素砼即满足施工要求,但为了加大安全系数,台座扩大基础使用C25素砼,台座使用C30砼。
b)地基应力验算:由于荷载没有偏心,基底应力平均分布,ps=N/A=49.46/2=24.73 kPa<[σ0]= 140 kPa经验算,基础采用素混凝土,其抗冲切以及地基承载力均满足要求。 台座端部基础强度及地基承载力验算 a)抗冲切强度验算
当箱梁张拉起拱后,整片梁体重力荷载集中作用在端部台座基础上,作用位置距台座端头70 cm,距基础底面中心50 cm。台座端部基础由于沉降缝的存在,为不完全对称结构物,上部荷载及台座自重荷载将对基底形心产生偏心距,地基应力呈梯形,验算时地基应力统一采用最大反力ps。 箱梁自重荷载:P=(28.4×26)/2=369.2kN 台座混凝土自重 W1=1.4×0.92×0.25×24=7.73 kN
基础自重 W2=2.4×3×0.6×24=103.68kN施工荷载不计,合力N=P+W1+W2=480.61 kN,
合力偏心距:e=(P×0.5+W1×0.5+W2×0)/N=(369.2×0.5+7.73×0.5)/480.61=0.392m
合力矩:M=N*e=480.61×0.392=188.4 kNm
由于基底核心半径ρ=b/6=2400/6=400mm>e=392mm,所以基底不产生拉应力,即地基无应力重分布现象,地基最大应力ps=N(1+6e/b)/A=480.61×(1+6×0.392/2.4)/(2.4×3)=132.17kPa<[σ0]=140kPa地基承载力满
足要求。
2、 T梁台座设计计算式
台座顶面宽度64 cm,高度25 cm,长51 m,下设扩大浅埋台座基础,其襟边同时兼作施工操作面。中间部分台座长48.2 m,基础为条形基础,底宽200 cm,厚度30 cm;台座两头端部由于箱梁张拉起拱后完全承受梁体重量,受力较大,故采用单独的矩形扩大基础,平面尺寸加大为3 m×4m,厚度80 cm,设2 cm宽沉降缝与台座中部主体部分分开,防止不均匀沉降引起台座变形和开裂。台座顶根据设计要求按抛物线预留拱度,且在台座顶面铺一层6 mm厚热轧钢板。
混凝土基础强度及地基承载力验算 台座中段基础及地基承载力验算
a)冲切强度验算:中段台座承受梁体自重均布荷载,取单位长(1 m)台座基础计算其
抗冲切和底部抗弯拉强度。
一片T梁混凝土数量最大为70.2 m3,平均每米1.404m3,设计荷载: 梁自重 P=1.404×26=36.504 kN(按面荷载分布在台座顶) 台座混凝土自重 W1=1×0.64×0.25 ×24=3.84 kN 基础自重 W2=1×2×0.3×24 =14.4 kN 合力 N=P+W1+W2=54.754 kN
以上荷载无偏心,混凝土基础在单位长度内只验算其宽度方向的强度,冲切面按刚性角α=45扩散,基底面积A=1×2=2 m2,h0=0.3 m,bt=bb=1 m,C20混凝土设计抗拉强度ft=1.1 MPa=1.1×1000 kPa,基底单位面积反力
ps=N/A=54.754/2=27.377 kPa,冲切力 F1=psA0=27.377×0.5×1=13.69 kN,抗冲切力0.6ftbth0=0.6×1.1×1000×1×0.3=198 kN>F1=13.69 kN冲切强度满足要求,故台座扩大基础使用C20素砼即满足强度要求,但为了加大安全系数,台座扩大基础使用C25素砼,台座使用C30砼。
b)地基应力验算:由于荷载没有偏心,基底应力平均分布,ps=N/A=54.754/2=27.377 kPa<[σ0]= 140 kPa经验算,基础采用素混凝土,其抗冲切以及地基承载力均满足要求。 台座端部基础强度及地基承载力验算 a)抗冲切强度验算
当T梁张拉起拱后,整片梁体重力荷载集中作用在端部台座基础上,作用位置距台座端头70 cm,距基础底面中心50 cm。台座端部基础由于沉降缝的存在,为不完全对称结构物,上部荷载及台座自重荷载将对基底形心产生偏心距,地基应力呈梯形,验算时地基应力统一采用最大反力ps。 箱梁自重荷载:P=(70.2×26)/2=912.6kN 台座混凝土自重 W1=1.4×0.64×0.25×24=5.376 kN
基础自重 W2=3×4×0.8×24=230.4 kN施工荷载不计,合力N=P+W1+W2=1148.376 kN,
合力偏心距:e=(P×0.5+W1×0.5+ W2×0)/N=(912.6×0.5+5.376×0.5)/1148.376 =0.3997m
合力矩:M=N*e=1148.376×0.3997= 458.988 kNm
由于基底核心半径ρ=b/6= 3000/6=500mm>e=399.7mm,所以基底不产生拉应力,即地基无应力重分布现象,地基最大应力ps=N(1+6e/b)/A=1148.376×(1+6×0.3997/3)/(3×4)=172.19kPa>[σ0]=140kPa,
按照理论地基承载力无法满足要求,但经现场实测,地基承载力≥210kpa,故实测地基承载力满足要求。
3、反拱值预设
根据T梁与箱梁的设计资料和以往施工经验资料,在底模制作时应设置合理预拱度,50米边跨T梁在预应力状态下起拱值为2厘米左右,中跨T梁在预应力状态下起拱值为1.7厘米左右。25米边跨箱梁在预应力状态下起拱值为1.2厘米左右,中跨箱梁在预应力状态下起拱值为1.3厘米左右。因此实际施工时,50米T梁底座预设2厘米预拱度;25米箱梁预设1.3厘米预拱度。
4、附件:后附梁场平面布置图。 六、施工方案
第一部分 25米箱梁施工技术方案
本合同项目共有25米箱梁100片,和T梁集中在一个预制场进行预制施工。
预应力混凝土组合箱梁施工采用预制场预制,简支安装,现浇连续湿接头的先简支后连续的结构形式施工。
白水河大桥箱梁施工顺序为:绑扎底板腹板钢筋→波纹管定位筋→垫同标号砼垫块→支立外模→穿波纹管→在波纹管内穿入PVC管→现场报验→安装端模和内模→绑扎顶板、齿板钢筋→安装负弯距束波纹管(管内穿入钢绞线或PVC管)→现场报验→浇筑混凝土。
经项目部研究决定,右幅4#-2箱梁将作为首片25米箱梁预制,拟定开工时间为2015年4月10日,完成时间为2015年4月15日。
1、模板制作 1.1台座
在预制台座顶铺设5mm厚钢板作为箱梁预制底模(详见基础与梁底盘布设图)。台座两侧各设一道L50×50mm护边角钢,在底模的两端预制梁吊