津秦梁场计算单

1、津秦梁场地基与基础复核计算天津至秦皇岛客运专线梁场设计计算书计 算：复 核：主 任：二九年一月目录一、计算说明21、工程概况22、计算内容错误！未定义书签。3、计算依据错误！未定义书签。二、主要计算内容及工况3（一）、基础埋置深度计算3（二）、制梁台座机基础计算31、制梁台座端部计算32、桩基础计算63、制梁台座中间条型基础计算6（三）、存梁台座计算81、32m双层存梁台座计算82、32m支座（活动支座）安装台座计算153、静载试验台座计算22（四）、各吊机走道基础及地基处理计算251、500t吊机轨道验算252、900t吊机轨道验算283、50t吊机轨道验算30三、结论及建议34一、计算说明

2、1、工程概况及设计说明：天津至秦皇岛客运专线 梁场位于里程DK77+520DK78+023.5右侧，主要负责天津至秦皇岛客运专线 标段上部结构的32m、24m整孔箱梁的预制任务。箱梁为设计时速350km/m的客运专线铁路无碴后张法预应力混凝土简支箱梁。管段内共有32米预制梁509片，24米预制梁37片，总计546片。梁场制梁方案设计为台位法工厂化制梁，存梁方式全部为双层存梁。钢筋在绑扎台位处整体一次绑扎成型，通过2台50t40m跨龙门吊机抬吊入模；外模为整体式钢模，内模为整体液压自动收缩式内模；混凝土为混凝土工厂生产的高性能混凝土；箱梁在梁场内的纵、横移，均通过900t轮轨式提梁机实现；箱梁由

3、2台500t门吊提升上桥，利用900t架桥机及其配套运梁台车运架。2、计算内容：（1）基础最小埋置深度计算（2）制梁台座中部条形基础及其下地基承载力计算制梁台座端部承台及PHC桩基础计算及地基承载力计算（3）32m双层存梁台座强度及PHC桩基础计算32m兼24m双层存梁台座强度及PHC桩基础计算静载试验台座强度及PHC桩基础计算支座安装台座强度及PHC桩基础计算（4）500t提梁门机轨道基础及地基处理计算900t轮轨式提梁门机轨道基础及地基处理计算50t吊机轨道基础计算3、计算依据：（1）、建筑地基基础设计规范GB 500072002（2）、建筑地基处理技术规范JGJ 792002、J2202

4、002（3）、建筑地基基础工程施工质量验收规范GB 500072002（4）、混凝土结构设计规范GB 500102002（5）、公路水泥混凝土路面设计规范JTJ D40-2002（6）、预应力混凝土管桩(03SG409)(中国建筑标准设计研究院）（7）、无碴轨道后张法预应力混凝土简支箱梁通用参考图（23.5m，31.5m）(铁道部经济规划研究院)（8）、钢结构设计规范GB 50017-2003（9）、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ 130-2001（10）、新建时速300350公里客运专线铁路设计暂行规定（上、下）铁建设200747号（11）、现场提供的900t轮轨式提梁机、500

5、t龙门吊机、900t架桥机、制梁模板等的相关参数及其它资料（12）、天津至秦皇岛客运专线新建铁路工程岩土工程勘查报告(马鞍山矿山研究院岩土工程测试中心)二、主要计算内容及工况（一）、基础埋置深度计算由于梁场标准冻深为,为防基础遭冻胀破坏。,根据公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024-85)，确定基础最小埋置深度h 取基础等埋置深度0.75m,能满足要求。（二）、制梁台座及其基础计算、制梁台座端部计算：(1)、承台构造示意图 (2)、承台主要计算荷载 当主梁浇注好经过初张拉后,梁体起拱,主梁大部分荷载传到承台上,假设全部荷载均传到承台上。 主梁自重荷载: 模板荷载: (其中外模为1200KN,

6、内模为800KN)其它施工荷载: 水平荷载: 因此水平荷载是通过承台作用到条形基础上了。承台基本上不再承受水平力了,承台主要受到的荷载就为竖向荷载。(3)、承台计算：该承台两端可以简化为两个三桩承台来计算，计算内容、方法及步骤同32m支座（活动支座）安装台座。 (4)、承台中间部分计算承台中间部分的计算可以简化为两个交叉的简支梁，计算跨径3923mm,梁宽为1200mm,梁高为承台高度1300mm。其计算图式见下图:简支梁计算荷载计为梁端荷载1/3, 视为集中力计算跨内最大弯矩: 跨内最大剪力: 、正截面承载能力计算:根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)截面

7、有效高度 设配筋面积为As由 配筋面积为(5.2.2-2)得到受压区高度应同时满足下列两个条件: (5.2.2-3)满足要求上式中查表5.2.1得到相对界限受压区高度(5.2.2-4) 满足要求。计算表明承台中间部分抗弯满足要求。、斜截面抗剪计算计算公式公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范( JTG D62-2004) 计算表明斜截面抗剪均能满足要求,构件配筋只需按构造要求配筋即可。箍筋配筋率(HRB335钢筋最小配筋率)满足要求。2、桩基础计算单桩桩顶竖向最大设计值为：单桩桩顶水平设计值为: 承台底部弯矩 桩自重：单桩竖向反力：单桩竖向承载力特征值应满足 单桩竖向承载力特征值Ra按下式估

8、算：(按3#地址钻孔计算)初步确定单桩长为20m。作用在承台上被动土压力则承台承受水平力为因为 ,所以承台受水平力由承台侧土体抵抗。桩基础基本不受水平力。3、制梁台座中间条形基础计算：（1）、基础构造32m制梁台座条形基础为墙下扩大基础,取基础纵向1m作为一个计算单元.基础构造示意土如下:（2）、地基承载力验算要求处理后地基承载力不小于120Kpa.，基础主要承受竖向荷载。由前制梁台座承台计算可知,纵向1m荷载:主梁荷载: 模板荷载: 其它施工荷载: 承受总荷载: 基础自重: 根据公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 024-85)基底应力: 地基土修正后的容许承载力计算表明公式(3.2.2-1

9、)满足要求。由于持力层(地基处理层)下层为承载力弱于持力层的粘性土,计算将第三层作为软弱下卧层验算。第二层承载力虽然小于处理层,从施工对地基的处理程度考虑不将其视为软弱下卧层。下卧层计算公式 (3.2.5)计算荷载产生基底应力: 软弱土层顶面容许承载力:计算表明,软弱下卧层承载力满足要求。（3）、扩大基础计算将扩大基础简化为两跨连续固端梁简化计算.计算图式如下:悬臂端最大弯矩内力连续梁跨内弯矩: 计算表明基础抗弯满足要求。基础抗剪计算: 悬臂端侧剪力固端梁跨内侧剪力斜截面抗剪计算公式公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范( JTG D62-2004) (5.2.9) (5.2.10) 计算表

10、明斜截面抗剪均能满足要求,构件配筋只需按构造要求配筋即可。箍筋配筋率(HRB235钢筋最小配筋率)满足要求。（三）、存梁台座计算1、32m梁双层存梁台座（1）、支座计算：A、支座选择：存梁台座按4点支撑设计，单点竖向反力P=4260KN；根据单点竖向反力，上层支座同样选用32m梁单层存梁台座支座GJZ350×700×50-NR,下层支座选择公路桥梁板式橡胶支座，型号为：GJZ600×800×85-NR(使用温度为-40+60)。B、下层存梁支座计算：=4260KN<支座允许承载力4800KN，满足要求。在存梁期间，设计按照梁体单端位移1=6mm 由

11、温度变化引起的梁体位移：(温度差取40)总水平位移：=1+2 =12.42mm<允许水平位移(31.5mm)，满足要求。c抗滑移计算：计算公式:公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(8.4.3-1) 1.15×G1=1.15×1.0×103 KN/m2=1.15×103 KN/m2其中1按以下计算：根据有按下面规定取值取并且满足剪切变形的规定。因此，满足要求。d支座竖向变形计算：上式中 (橡胶弹性体体积模量)上层梁自重不会对下层梁支座产生转角,下层梁自重产生转角为 满足要求,表明梁端支座不会发生脱空而出现局部承压的情况。e支座加劲钢板厚度计算：

12、 座橡胶层总厚度拟为65mm,中间层厚15mm,总共4层,上下保护层厚2.5mm,钢板5层,厚度4mm。计算得到钢板厚度4mm 取4mm(2.5mm)满足要求。经以上计算表明,橡胶支座所拟尺寸能满足要求。()、承台计算：A、示意图（单位：cm）B、各项参数：支撑柱顶竖向荷载: F = 4260 KN 支撑柱顶水平荷载: H=105.5KN (沿y方向)C、承台计算：、基桩桩顶反力设计值：承台及支撑柱自重: 、承台受剪验算：承台受剪计算图式计算公式建筑地基基础设计规范(GB50007-2002) 垂直x方向截面的抗剪计算, 桩边斜截面抗剪验算y方向上自柱边到计算一排桩的桩边的水平距离： 计算截面

13、剪跨比上式中斜截面上最大剪力设计值：剪切系数： 受剪截面高度影响系数: 承台计算截面处计算宽度: 计算表明桩边斜截面抗剪满足要求。、承台受柱切验算：承台主要受来自柱和桩的冲切a、 承台受柱的冲切计算计算公式建筑地基基础设计规范（8.5.17-1）（8.5.17-2）计算公式中F=4260+30=4290KN (作用于支撑柱根部轴力设计值)净反力设计值为因此=0 由此可知承台抗支撑柱的冲切满足要求。b、 承台角桩冲切验算：根据建筑地基基础设计规范角桩冲跨比角桩冲切系数受冲切截面高度影响系数:计算表明承台抵抗角桩冲切满足要求。、承台受弯计算：承台危险截面计算图式: 垂直于x方向正截面抗弯承载力计算

14、计算图式:a、 撑杆抗压承载力计算计算公式: (8.5.3-4) 取 结构重要性系数 截面计算宽度 由以上计算可知,撑杆抗压承载能力满足要求。b、系杆抗拉承载力计算计算公式: (8.5.3-6) 满足要求 承台桩顶处局部受压验算：计算公式公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005) 局部承压提高系数 计算表明承台局部承压满足要求。（3）、桩基础计算由前制梁台座基桩计算分析可知,桩基础能满足受力和使用要求。（4）、支撑柱验算支撑柱尺寸为1200mm(长)×1200mm(宽)×800mm(高),支撑柱主要承受压力和水平力,由前计算可得到支撑柱承受荷载为:竖向荷载: 水平设计

15、值为: a、支撑柱承压计算支撑柱主要为局部承压,计算公式公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005) 局部承压提高系数 计算表明承台局部承压满足要求。b、支撑柱抗水平力计算支撑柱斜截面抗剪计算计算公式公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范( JTG D62-2004) 计算表明斜截面抗剪均能满足要求,构件配筋只需按构造要求配筋即可。支撑柱正截面抗弯经计算表明满足要求。2、32m支座（活动支座）安装台座计算（1）、支座计算：A、支座计算：存梁台座按4点支撑设计，单点竖向反力P=4260/2=2130KN；（a）支座选择根据单点竖向反力，选择公路桥梁板式橡胶支座，型号为：GJZ350

16、5;700×50-NR(使用温度为-40+60)。B、支座计算：竖向承载力计算支座使用阶段平均压应力限值e=10.0MPa=2130KN<支座允许承载力2450KN，满足要求。在存梁期间，设计按照梁体单端位移1=6mm 由温度变化引起的梁体位移：(温度差取40)总水平位移：=1+2 =12.4mm<允许水平位移(18.0mm)，满足要求。c抗滑移计算：计算公式:公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(8.4.3-1)1.15×G1=1.15×1.0×103 KN/m2=1.15×103 KN/m2其中1按以下计算：根据有mm按下面

17、规定取值从支座橡胶层总厚度满足受压稳定考虑应满足以下条件取并且满足剪切变形的规定。因此，满足要求。其中(作用于支座处水平力)d支座竖向变形计算：上式中 (橡胶弹性体体积模量) Ae:加劲钢板面积在恒载作用下主梁挠曲在支座顶面引起的倾角 满足要求,表明梁端支座不会发生脱空而出现局部承压的情况。e支座加劲钢板厚度计算：计算得到钢板厚度3mm 取3mm(2.5mm)满足要求。式中加劲板轴向拉应力限值(钢材材质为Q345)经以上计算表明,橡胶支座所拟尺寸能满足要求。（2）、承台及桩基础计算：A、计算示意图： B、各项参数 荷载设计值：(作用在承台顶部）竖向荷载: F1 =2130+1.2×1

18、.2×1.2×25=2173kN X向剪力: Vx = 0.00 kN Y向剪力: Vy = 91.0 kN(支座计算得到)作用在承台底部设计值绕X轴弯矩: M0x = Vy * H = 91*(1.2+1.0)= 200.2kN.m绕y轴弯矩: M0y = Vx * H = 0kN.m 竖向荷载: F =2173+5.4×25=2308kNC、承台计算：、基桩反力设计值：计算公式：建筑地基基础设计规范（8.5.3-2） 、承台柱边和桩边受剪验算：计算公式：建筑地基基础设计规范（8.5.18-1）V hs * * ft * b0 * h0 a、垂直y方向截面的抗剪

19、计算图中a-a截面为计算最不利抗剪截面。a0 = 0.219 mV= 878.33KN a0/h0 = 0.219/0.93 = 0.2350.3 因此0.3 = 1.75/(+ 1.0) = 1.75/(0.3 + 1.0) = 1.346b0 = 1.386m h0=1-0.07=0.93m hs=(800/930)1/4=0.96hs * * ft * b0 * h0 = 0.96×1.346×1.39×103×1.386×0.93 = 2315.14KN > Vl = 878.33KN 满足要求！b、垂直x方向截面的抗剪计算 图中

20、b-b截面为计算最不利抗剪截面。a0 = 0.1 mV= 647.33KN由a-a截面抗剪计算可知,b-b截面V=647.33 hs * * ft * b0 * h0是满足要求的 、承台受冲切验算： 承台受到的冲切主要为角桩和柱对承台的冲切a、承台抗角桩的冲切 由图式知,角桩对承台的冲切面已相互重叠在支撑柱的范围内,由此可知,承台抗角桩的冲切满足要求。b、承台抗柱的冲切验算计算公式建筑地基基础设计规范（8.5.17-1）（8.5.17-2）计算公式中F=2173KN (作用于柱根部轴力设计值)由计算图式可知,冲切破坏锥体范围内各桩的净反力设计值=2173因此=0显然成立 由此可知承台抗支撑柱的

21、冲切满足要求。、承台抗弯承载力验算：计算图式见下图。a、 撑杆抗压承载力计算计算公式: (8.5.3-4) 取 结构重要性系数截面计算宽度 由以上计算可知,撑杆抗压承载能力满足要求。b、 系杆抗拉承载力计算计算公式: (8.5.3-6) 满足要求由以上计算可知,系杆抗拉承载能力满足要求。、承台桩顶处局部受压验算：局部承压提高系数 计算表明承台局部承压满足要求。D、 桩基础计算由前基桩反力计算可知单桩桩顶竖向最大设计值为：单桩桩顶水平设计值为: 承台底部弯矩 桩自重：单桩竖向反力：单桩竖向承载力特征值应满足 单桩竖向承载力特征值Ra按下式估算：(按3#地址钻孔计算)初步确定单桩长为20m。作用在

22、承台上被动土压力则承台承受水平力为,所以承台受水平力由承台侧土体抵抗。桩基础基本不受水平力。（3）支撑柱验算支撑柱柱主要承受压力和水平力,由前计算可得到支撑柱承受荷载为:竖向荷载: 水平设计值为: a、支撑柱承压计算支撑柱主要为局部承压,计算公式公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005) (4.0.11-1)局部承压提高系数 计算表明承台局部承压满足要求。b、支撑柱抗水平力计算支撑柱根部承受最大弯矩 支撑柱斜截面抗剪计算计算公式公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范( JTG D62-2004) 计算表明斜截面抗剪均能满足要求,构件配筋只需按构造要求配筋即可。支撑柱正截面抗弯经计算表明

23、满足要求。3、静载试验台座计算（1）、支座计算：a、32m梁支座计算：支座承受荷载:32m梁自重: 静载试验主梁及垫梁: 千斤顶顶力荷载: 其它施工荷载:单个支座承受竖向荷载为(假设四个支座平均受力)支座选择公路板式橡胶支座GJZ700×900×66-NR-NR(使用温度为-40+60)，支座竖向承载力计算:=6128KN<支座允许承载力6300KN，满足要求。由温度变化引起的梁体位移：(温度差取40)总水平位移：=1=6.39mm<允许水平位移(24.0mm)，满足要求。c抗滑移计算：计算公式:公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 1.15×G1

24、=1.15×1.0×103 KN/m2=1.15×103 KN/m2其中1按以下计算：根据有mm按下面规定取值从支座橡胶层总厚度满足受压稳定考虑应满足以下条件取并且满足剪切变形的规定。因此，满足要求。其中(作用于支座处水平力)d支座竖向变形计算：上式中 (橡胶弹性体体积模量) Ae:加劲钢板面积,在恒载作用下主梁挠曲在支座顶面引起的倾角将梁体承受的静载试验钢箱梁荷载、千斤顶顶力荷载及其它施工荷载等均按均布荷载考虑。 满足要求表明梁端支座不会发生脱空而出现局部承压的情况。e支座加劲钢板厚度计算：计算得到钢板厚度4mm 取4mm(2.5mm)满足要求。式中加劲板轴向拉

25、应力限值(钢材材质为Q345)经以上计算表明,橡胶支座能满足要求。（2）、承台计算：（a）几何示意图（b）各项参数：承台边缘至桩中心距: C = 500 mm 承台高度: H = 1000 mm纵筋合力重心到底边的距离: as = 70 mm 平均埋深: hm = 1.0 m 预埋钢板长、宽: Bc = 900 mm 预埋钢板承受竖向荷载: 预埋钢板承受水平荷载: 承台承受水平力: （c）承台计算：、基桩桩顶反力设计值：计算公式：建筑地基基础设计规范（8.5.3-2）承台自重: 、承台受剪、抗冲切、承弯及抗局部承压验算：承台受剪切、抗桩冲切、正截面抗弯承载力及局部承压等计算计算步骤与前面承台计

26、算相同,并且承台各项指标均能满足要求。（3）桩基础计算：经计算表明,桩基础能满足使用和受力要求。（四）、各吊机走道基础及地基处理计算1、500t吊机轨道验算500t门吊基础为条形扩大基础,条形基础地基水泥搅拌桩复合地基。（1）、基础构造基础断面构造计算图式示意图如下:（2）、地基处理计算地基处理水泥搅拌桩复合地基，水泥搅拌桩直径为0.5m；按横向2排设置，间距1m，纵向间距1.2m布置，根据建筑地基处理技术规范11.24有：桩端土及桩周土的抗力所提供的单桩承载力： =254.34KN桩身材料强度所确定的单桩承载力： 取单桩承载力为=225KN，复核地基计算： 291.2KPa（3）、地基承载力

27、验算主要计算荷载门吊+吊重荷载: 最大轮压: 基础自重: 轮压通过轨道传到扩大基础上,在基础顶面的作用长度计算公式钢结构设计规范(GB50017-2003) (4.1.3-2 ) 上式中 荷载竖向沿角向下扩散,扩散到基底得到基础纵向计算长度a由于轮箱两轮之间距离为0.92.73m,故轮压总扩散长度根据公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 024-85)基底应力: 计算表明满足要求。由于持力层(地基处理层)下层为承载力弱于持力层的粉质粘土,计算将第三层作为软弱下卧层验算。第二层承载力虽然小于处理层,从施工对地基的处理程度考虑不将其视为软弱下卧层。下卧层计算公式 (3.2.5)计算荷载产生基底应力:

28、 软弱土层顶面容许承载力:计算表明,软弱下卧层承载力满足要求。（4）、扩大基础计算a、基础横向抗弯计算由于基础刚性角满足要求,不需验算基础横向抗弯承载力。 基础纵向抗弯计算将基础纵向5.43m长作为一个计算单元,单元两端以外基础作为计算单元的约束。考虑土体向上的弹性约束,由此计算单元简化为下图所示的地基量,均布荷载为轮压,荷载分布长度。计算图式见下图：通过软件桥梁博士计算得到梁跨内最不利内力:梁跨内最不利内力值: 取71KNm为验算弯矩由于配筋，故可不考虑混凝土作用，则有配筋面积：计算表明抗弯满足要求。 基础局部承压计算计算公式公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005) (4.0.11-

29、1)局部承压提高系数 2、900t吊机轨道验算900t门吊基础为条形扩大基础,条形基础地基水泥搅拌桩复合地基以下以纵移轨道计算为列，经计算横移轨道亦瞒足要求。（1）、基础构造基础断面构造计算图式示意图如下:（2）、地基处理计算（3）、地基承载力验算主要计算荷载门吊+吊重荷载: 最大轮压: 基础自重: 轮压通过轨道传到扩大基础上,在基础顶面的作用长度计算公式钢结构设计规范(GB50017-2003) (4.1.3-2 ) 上式中 荷载竖向沿角向下扩散,扩散到基底得到基础纵向计算长度a由于轮箱两轮之间距离为0.842.33m,故轮压总扩散长度根据公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 024-85)基

30、底应力: (3.2.2-1)计算表明公式(3.2.2-1)满足要求。由于持力层(地基处理层)下层为承载力弱于持力层的粉质粘土,计算将第三层作为软弱下卧层验算。第二层承载力虽然小于处理层,从施工对地基的处理程度考虑不将其视为软弱下卧层。下卧层计算公式 (3.2.5)计算荷载产生基底应力: 软弱土层顶面容许承载力:计算表明,软弱下卧层承载力满足要求。（3）扩大基础计算 轨道横向抗弯计算由于基础刚性角满足要求,不需验算基础横向抗弯承载力。 基础纵向抗弯计算将基础纵作为一个计算单元,单元两端以外基础作为计算单元的约束。考虑土体向上的弹性约束,由此计算单元简化为下图所示的地基梁,均布荷载为轮压,荷载分布长度。计算图式见下