制梁场施工方案计算书

金水制梁场场建施工方案计算书中铁四局集团有限公司设计研究院二〇一三年七月新建郑徐铁路客运专线工程金水制梁场施工方案计算书设计：复核：审核：中铁四局集团有限公司设计研究院二〇一三年七月目录\""\\\一、工程概况\二、计算依据\三、计算内容\四、荷载分项系数\五、制梁装置计算\制梁台座荷载计算\张拉钢筋前荷载计算\张拉钢筋后荷载计算\荷载组合计算\制梁台座计算\制梁台座端头地基计算\制梁台座端头基础计算\制梁台座跨中结构计算\箱梁钢筋吊架计算\吊架荷载计算\吊架结构计算\六、存梁台座计算\存梁台座荷载计算\存梁台座结构计算\单层存梁台座（载体桩形式）\双层存梁台座（载体桩形式）\单层存梁台座（换填垫层形式）\存梁台座柱计算\七、龙门吊基础计算\龙门吊基础布置\龙门吊基础结构计算\八、静载台座计算\九、施工注意事项一、工程概况、梁场概况新建铁路郑州至徐州客运专线西起河南省郑州市，沿途经过河南省、安徽省，东至江苏省徐州市。线路西连郑州枢纽，与郑西客运专线及京广客运专线衔接，东接徐州枢纽，与京沪高速铁路衔接，为国家铁路规划“四纵四横”客运专线网主要组成部分。郑州东站中心至徐州东站中心线路全长，新建大、中桥共计座，占线路里程的。中铁四局集团第一工程有限公司金水制梁场位于郑州市金水区小金庄村境内，对应线路里程～，承担郑徐客专（～）两座特大桥片整孔箱梁的预制任务。、制梁概况梁体结构为无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁，采用通桥（）Ⅱ、通桥（）的桥，长分别为与，为计算考虑，选择梁作为计算对象。梁体宽，外侧高度，梁体混凝土自重。具体截面尺寸见下图。图通桥（）Ⅱ图单位：地质分布情况制梁场场地地貌单元属于黄河冲洪积平原。场地大面积为耕地，场地位于郑州市辅道与鸿宝路交叉口东北角；场地原为农田，绝对高程在之间，最大高差达，地势较平坦，交通便利。地质在勘探深度范围内将地层共分为层，从上到下前四层为粉土，第五层为粉质粘土，其后分别为中细砂、中砂、粉质粘土；各层土的厚度、层底标高及埋深见场地厚度统计表；表场地地层厚度埋深及层底标高统计表层厚度(米)层底深度(米)层底标高(米)号最小值最大值平均值最小值最大值平均值最小值最大值平均值该层最大揭露深度，最大揭露厚度，因为、两层过深，所以计算时到第六层为止，各层土主要的物理力学性质见表：表各层土主要的物理力学性质层号重度（)承载力（）压缩模量（）地下水本区地下含水层主要为粉土（夹粉砂透镜体）、粉质粘土层，由于含水层的沉积韵律发育，含水量较大，且受降雨量、人工开采影响明显；补给来源主要为大气降水及地下径流补给，本层水以水平径流（层间补给）为主，垂直渗透为辅，地下水位年变化幅度在±左右；勘察其间地下水位埋深在（标高在）左右，近年最高水位（绝对高程约），历史最高水位（绝对高程约）。由于本工程使用年限仅两年左右，其设计设防最高水位可按地下（绝对高程约）考虑。二、计算依据.《钢结构设计规范》（）；.《建筑结构荷载规范》（）；.《铁路桥涵设计基本规范》（）；.《建筑地基基础设计规范》（）；.《混凝土结构设计规范》（）；.《公路桥涵地基与基础设计规范》（）；.《路桥施工计算手册》周水兴等主编（人民交通出版社）；.《机械设计手册》（新编软件版）；.《材料力学》（西南交通大学出版社）；.《结构力学》（高等教育出版社）；.《载体桩设计规程》（）；.《建筑桩基技术规范》（）；.《金水制梁场岩土工程勘察报告》；.计算软件、理正系列软件；计算内容本计算书计算范围是金水制梁场施工结构的计算，计算内容包括制梁装置、存梁台座、静载装置、提梁机和龙门吊基础的计算，具体的计算内容如下所示：制梁装置：箱梁钢筋吊架、制梁台座强度、地基沉降及地基承载力的计算；存梁台座：存梁台座强度、地基沉降、地基承载力及配筋的计算；提梁机基础：轮式提梁机基础强度、承载力及其沉降的计算；龙门吊基础：和龙门吊基础强度、承载力及其沉降的计算。荷载分项系数为安全考虑，参照《建筑结构荷载规范》（规定，计算结构强度的荷载设计值，取其标注值乘以以下相应的分项系数：永久荷载的分项系数，取；可变荷载的分项系数，取。制梁装置计算制梁台座荷载计算张拉钢筋前荷载计算根据第一章介绍可知，梁体总重，根据现场施工反馈得到其侧模模板，底模模板，内模模板，端模。根据《路桥施工计算手册》表可知，振捣混凝土时产生的荷载标注值，施工人员及设备荷载标注值。制梁台座采用双向台座和单线台座共用，其端头采用扩展基础，中部采用弹性地基梁，其断头截面尺寸如下图所示：图制梁台座端头截面图（单位：）根据图可知，台座纵梁对称布置，总长，间距为，其宽，高。其荷载根据简支梁分配到纵梁上，其荷载划分图如图所示。图制梁台座荷载分布图（单位：）由图根据测算得：\*\*①号截面面积为，占总面积的；\*\*②号截面面积，占总面积的。因此箱梁梁重按上述面积占总面积的百分比进行分配，端模作用到制梁台座两端，侧模作用到地面上。一、制梁台座端头荷载计算（×××）×（）×（×××）×（）×由于端模直接作用到制梁台座段头上，作为集中荷载考虑。由于在制梁台座中部采用钢管桩支柱，因此在靠端部的钢管桩支柱处，其端头和钢管桩支柱按简支分配力，其力分配图如下图所示：图制梁台座端头荷载分布图（单位：）根据图可知，端模集中荷载，中部分布荷载××；所以可按面积分配得到纵梁上荷载，如下表所示：表纵梁荷载纵梁编号均布荷载（)集中荷载（）集中荷载（）\*\*①\*\*②二、制梁台座中部钢管桩支柱荷载计算由于钢管桩支柱纵向间距为，其荷载按照简支梁分配到钢管桩上，则其荷载为：××根据以上计算，荷载按面积百分比分配到横排钢管桩支柱上。则\*\*①号钢管桩上荷载××；\*\*②号钢管桩上荷载××；三、与共用制梁台座之间荷载计算在与共用制梁台座之间弹性地基梁截面图如下图所示：图共用梁台座截面图（单位：）同样可得到作用于\*\*①号纵梁上的均布荷载××，\*\*②号纵梁上的均布荷载××。张拉钢筋后荷载计算在梁体混凝土达到初张拉强度前侧模和端模拆除，内模松动作用到底模上，其底模不移动。由于箱梁张拉后，梁体产生预拱度，则整个箱梁重量作用到制梁台座两端上。由于底模没拆除，为简化计算按照均布荷载作用到制梁台座端头的纵梁上，根据以上叙述，其荷载计算如下所示：×（×端）×（）×(×）×（）根据以上计算作用到\*\*①号纵梁上的均布荷载××，\*\*②号纵梁上的均布荷载××。荷载组合计算根据图可知，制梁台座端头纵梁位置对称于中心线两端，现令沿制梁台座端头支座横向为方向，纵向为方向，其坐标如下图所示。图制梁台座端头中心坐标图（单位：）由于纵梁对称于轴布置，所以台座在所受方向弯矩为。则利用节荷载数据可计算一、张拉钢筋前作用到制梁台座端头的荷载：将\*\*①号纵梁上移置中心后产生的弯矩和集中力为：\*\*①××（）\*\*①××××·将\*\*②号纵梁上移置中心后产生的弯矩和集中力为：\*\*②××（）\*\*②××××·综合后，张拉钢筋前作用到制梁台座中心的荷载为×\*\*①\*\*②××\*\*①\*\*②×·张拉钢筋后作用到制梁台座端头的荷载：此时由于荷载对轴也是对称的，所以也是。将\*\*①号纵梁上移置中心后产生的集中力为：\*\*①××将\*\*②号纵梁上移置中心后产生的弯矩和集中力为：\*\*②××综合后，张拉钢筋后作用到制梁台座中心的荷载为×\*\*①\*\*②×制梁台座计算制梁台座端头地基计算根据节荷载组合计算结构可知，在张拉钢筋前其荷载为、·；在张拉钢筋后其荷载为；由于荷载不一致，因此在地基计算时分别带入上述何在进行计算。张拉钢筋前地基计算计算采用理正系列软件进行计算，计算结果如下所示：计算项目:张拉钢筋前地基处理计算[计算简图][计算条件][基础参数]基础类型： 矩形基础基础埋深： ()基础宽度： ()基础长度： ()基础覆土容重： ()竖向荷载： ()弯矩： ()[土层参数]土层层数： 地下水埋深： ()压缩层深度： ()沉降经验系数： 地基承载力修正公式：承载力修正基准深度：()序号土类型土层厚容重饱和容重压缩模量承载力ηη()(^)(^)()()粉土粉土粉土粉土粘性土细砂[换填垫层参数]材料类型： ***类：中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾、石屑、卵石、碎石、矿渣等***类：粉质粘土、粉煤灰等***类：灰土等压缩模量： ()承载力： ()厚度： ()顶面宽度： ()底面宽度： ()顶面长度： ()底面长度： ()压力扩散角： (°)计算结果:.垫层承载力验算基底平均压力： ()基底最大压力： ()基底最小压力： ()基底自重压力： ()垫层承载力特征值： ()<,满足！<*,满足！因此换土垫层承载力满足要求！.换填垫层底面处承载力验算垫层应力扩散角θ： (度)垫层底附加应力： ()垫层底自重应力： ()垫层底： ()垫层底地基土承载力特征值： ()<,垫层底面地基土的承载力满足要求！.垫层尺寸验算按照构造要求验算垫层顶面宽度和长度:基础底面宽度： ()垫层顶面宽度： ()()>，满足构造要求：垫层顶面宽度超出基础底边宽度不小于！基础底面长度： ()垫层顶面长度： ()()>，满足构造要求：垫层顶面长度超出基础底边宽度不小于！按应力扩散角验算垫层底面宽度和长度:垫层底面宽度: ()基底压应力传递到垫层底面处的应力分布宽度θ: ()垫层底面宽度>θ,垫层底面满足应力扩散要求！垫层底面长度: ()基底压应力传递到垫层底面处的应力分布长度θ: ()垫层底面长度>θ,垫层底面满足应力扩散要求！.下卧层承载力验算土层号深度θ是否满足()(度)()()()()满足！满足！满足！满足！满足！***θ土层的应力扩散角***下卧层顶面处的附加应力值***下卧层顶面处土的自重压力值***下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值.沉降计算沉降计算点坐标()()层号厚度压缩模量压缩量应力系数积分值()()()()()()压缩模量的当量值：()沉降计算经验系数：总沉降量：*()***基础底面至本计算分层顶面的距离***基础底面至本计算分层底面的距离张拉钢筋前地基计算计算采用理正系列软件进行计算，计算结果如下所示：计算项目:张拉钢筋后地基处理计算[计算简图][计算条件][基本参数]地基处理方法：换填垫层法[基础参数]基础类型： 矩形基础基础埋深： ()基础宽度： ()基础长度： ()基础覆土容重： ()竖向荷载： ()[土层参数]土层层数： 地下水埋深： ()压缩层深度： ()沉降经验系数： 地基承载力修正公式：承载力修正基准深度：()序号土类型土层厚容重饱和容重压缩模量承载力ηη()(^)(^)()()粉土粉土粉土粉土粘性土细砂***η基础宽度地基承载力修正系数***η 基础深度地基承载力修正系数[换填垫层参数]材料类型： ***类：中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾、石屑、卵石、碎石、矿渣等***类：粉质粘土、粉煤灰等***类：灰土等压缩模量： ()承载力： ()厚度： ()顶面宽度： ()底面宽度： ()顶面长度： ()底面长度： ()压力扩散角： (°)计算结果:.垫层承载力验算基底平均压力： ()基底最大压力： ()基底最小压力： ()基底自重压力： ()垫层承载力特征值： ()<,满足！<*,满足！因此换土垫层承载力满足要求！.换填垫层底面处承载力验算垫层应力扩散角θ： (度)垫层底附加应力： ()垫层底自重应力： ()垫层底： ()垫层底地基土承载力特征值： ()<,垫层底面地基土的承载力满足要求！.垫层尺寸验算按照构造要求验算垫层顶面宽度和长度:基础底面宽度： ()垫层顶面宽度： ()()>，满足构造要求：垫层顶面宽度超出基础底边宽度不小于！基础底面长度： ()垫层顶面长度： ()()>，满足构造要求：垫层顶面长度超出基础底边宽度不小于！按应力扩散角验算垫层底面宽度和长度:垫层底面宽度: ()基底压应力传递到垫层底面处的应力分布宽度θ: () 垫层底面宽度>θ,垫层底面满足应力扩散要求！垫层底面长度: ()基底压应力传递到垫层底面处的应力分布长度θ: ()垫层底面长度>θ,垫层底面满足应力扩散要求！.下卧层承载力验算土层号深度θ是否满足()(度)()()()()满足！满足！满足！满足！满足！***θ土层的应力扩散角***下卧层顶面处的附加应力值***下卧层顶面处土的自重压力值***下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值.沉降计算沉降计算点坐标()()层号厚度压缩模量压缩量应力系数积分值()()()()()()压缩模量的当量值：()沉降计算经验系数：总沉降量：*()***基础底面至本计算分层顶面的距离***基础底面至本计算分层底面的距离通过张拉钢筋前后基础计算可知，最大沉降为。制梁台座端头基础计算制梁台座端头纵梁抗压强度计算在制梁台座端头有均布荷载和集中荷载，根据节和节计算可知\*\*①号纵梁上荷载最大，其预应力钢筋张拉前后荷载计算集散图如下图和所示。张拉钢筋前荷载分布图张拉钢筋后荷载分布图图制梁台座端头纵梁荷载分布图（单位）由于纵梁宽度为，其张拉预应力钢筋前局部承压计算如下所示：σ×（×）σ×（×）σ×××（×）预应力钢筋张拉后纵梁局部承压计算如下所示：σ×××（×）由于制梁台座采用混凝土，根据《混凝土结构设计规范》（）表可知，其抗压强度设计值[σ]；以上计算取最大应力σσ<[σ]，则制梁台座纵梁局部抗压强度满足施工使用的要求。制梁台座基础抗剪强度和抗弯强度验算在制梁台座两个端头采用扩展基础，基础的截面图如上图所示。由于基础采用台阶式扩展基础，防止基础被剪切破坏，因此验算两个台阶处，其验算截面如下图所示。图扩展基础截面验算图（单位）根据图可知，在和截面为抗弯和抗剪最薄弱处，因此分别对这两处进行计算。根据节计算可知，制梁台座预应力钢筋张拉前基底最大压力为；张拉钢筋后基底最大压力；所以预应力钢筋张拉后基底最大压力作为计算荷载。截面验算根据《材料力学》剪应力和弯曲应力计算公式，其剪应力和弯曲应力计算如下所示。×（×）τ（×）×（××）×σ（×）××由于制梁台座采用的是混凝土，根据《混凝土结构设计规范》（）表可知，其抗压强度设计值[σ]，其抗剪强度设计值为[τ]；以上计算最大正应力σ<[σ]，τ<[τ]，则制梁台座截面抗弯强度和抗剪强度满足施工使用要求。截面验算根据《材料力学》剪应力和弯曲应力计算公式，其剪应力和弯曲应力计算如下所示。×（×）τ（×）×（××）×σ（×）××由于制梁台座采用的是混凝土，根据《混凝土结构设计规范》（）表可知，其抗压强度设计值[σ]，其抗剪强度设计值为[τ]；以上计算最大正应力σ<[σ]，τ<[τ]，则制梁台座截面抗弯强度和抗剪强度满足施工使用要求。制梁台座基础冲切计算根据《建筑地基基础设规范》节可知，无筋扩展基础高度应符合下式要求。（）式中：——基础底面宽度；——基础底面的墙体宽度或柱脚宽度；——基础高度；——基础台阶宽度；α——基础台阶高宽比：。根据前面所述可知，制梁台座横向截面及刚性角如下图所示。图制梁台座横向截面及刚性角图（单位）根据图可知，在纵梁下基础宽度为，基础顶面墙宽为，基础台阶高宽比为：，根据公式无筋扩展基础高度计算如下所示。；根据图可知，图中制梁台座端头台阶基础高度≥，则制梁台座基础高度满足不配置钢筋的要求；由上面验算和的抗剪和抗弯满足施工使用的要求，则此基础为刚性基础；由于基础采用混凝土，从图中可知刚性角α◦<[α]◦，则刚性角满足施工使用的要求，制梁台座构造满足抗冲切的要求。为防止冲击荷载和振动荷载对制梁台座端头基础的影响，在制梁台座顶和底配置Φ、Φ的钢筋网片。制梁台座跨中结构计算在制梁台座跨中采用弹性地基梁，用文克勒假定模型进行计算。根据节计算可知，横排钢管桩支柱上荷载分别为，将三个荷载移置地基梁中心线上，荷载。因为对称布置，所以产生的弯矩为。制梁台座跨中采用直径为壁厚的钢管桩支座，在弹性地基梁上先预埋××()钢板，并在顶上预埋相同钢板，留四个螺栓孔。其制梁台座跨中截面尺寸如下图所示。图制梁台座跨中截面（单位）根据节计算可知，钢管桩顶面最大荷载为，则钢管桩压应力计算如下所示。根据《钢结构设计规范》（）表查钢的容许剪应力为[σ]。则σ<[σ]，则钢管桩强度满足施工要求。根据图可知，弹性地基梁的截面尺寸为×；采用理正系列软件按文克勒理论进行计算，其计算结果如下所示。**********************************************************************弹性地基梁计算书计算方法：文克尔有限元法计算时间：星期二*********************************************************************[计算简图、位移图、剪力图、弯矩图][计算条件][基本信息]是否配筋√选用混凝土规范国标结构重要性系数结构系数是否考虑自重√最小单元长度()简图间距放大系数[配筋信息]配筋方式双筋混凝土等级纵筋级别箍筋计算√├箍筋级别└箍筋间距()()配筋调整系数[各跨信息].γ自由自由注：跨长，单位：截面惯性矩，单位：截面底部宽度，单位：截面高度，单位：截面面积，单位：γ材料容重，单位：材料泊松比基床系数，单位：弹性模量，单位：梁左端约束梁右端约束[荷载信息]满布恒载标准值()恒载分项系数满布活载标准值()活载分项系数第跨荷载信息编号类型荷载形式()()恒载集中荷载恒载集中荷载恒载集中荷载恒载集中荷载恒载集中荷载恒载集中荷载恒载集中荷载恒载集中荷载注：、对集中力单位：对分布荷载单位：[各单元计算结果]单元号注：单元端坐标()单元端坐标()单元端剪力()单元端剪力()单元端弯矩()单元端弯矩()单元端位移()单元端位移()[各跨计算结果]注：下面的“中”是指梁的几何中点，不一定是弯矩最大点跨号：左中右弯矩()：剪力()：位移()：上部纵筋()：下部纵筋()：箍筋()：截面验算：满足满足满足注：.输出的内力值不包括“结构重要性系数γ”。.计算配筋时，已经将此系数考虑进去。箱梁钢筋吊架计算吊架荷载计算在移动钢筋笼吊架时，需要钢筋笼吊架协运。钢筋笼调货价采用型钢焊接而成。根据第一章叙述可知，梁钢筋笼最重，则取次钢筋笼进行吊架设计。由于钢筋笼需抽拔棒，支撑顶模钢筋的假内模＝，梁钢筋笼自重＝，考虑钢筋笼加工误差为钢筋笼自重的。根据第四章荷载组合系数，其钢筋笼总重组合计算如下所示。××××××××××钢筋笼荷载按照箱梁截面的百分比进行分配，为简化计算其钢筋笼荷载按照纵向分配梁平均分配，共根分配梁，则每根受力。其荷载分部图如下图所示。图钢筋笼荷载分布图（单位：）根据图可知，钢筋笼在吊架上的荷载按照面积的百分比分配到掉加上。其计算荷载如下表所示。表钢筋笼荷载分布图（单位：）序号项目类型总面积面积百分比荷载吊架结构计算钢筋笼吊架计算采用进行计算，将表计算的荷载加载到空间有限元模型上，其荷载加载图如下图所示。图钢筋笼吊架荷载加载图（单位：）根据建立的空间有限元模型进行分析，其钢筋笼吊架应力计算如下图所示。轴应力图剪应力图弯曲应力图图钢筋笼应力图（单位：）根据图可知，钢筋笼吊架最大轴应力发生在主桁的竖杆处，为，为压应力，这与实际相符，且小于钢容许轴应力，满足要求；最大剪应力发生于主桁上弦杆与吊点接近位置，大小为，小于容许剪应力，满足要求；最大弯曲应力发生承吊杆中间处，为，为负弯矩，与实际相符，且小于容许弯曲应力，满足要求。则钢筋笼吊架满足使用要求，为安全考虑，在使用中在承吊杆最外檐加一道与主桁相连的斜撑。六、存梁台座计算存梁台座荷载计算为节约梁场施工场地，采用双层存梁台座和单层存梁台座两种。梁体总重，梁体总重；因此，分别设置种类型存梁台座，分别为单层和双层存梁台座，共用单层和双层存梁台座。根据《路桥施工计算手册》表，施工人员及设备荷载标准值按局部荷载取。考虑施工误差和人工机械荷载得梁的荷载计算公式如下式所示。×××（）式中：——梁对存梁台座的荷载（）；——梁的自重（）；——人工及施工机具荷载（）；——箱梁顶面宽度（）。根据上式，在单层和双层存梁台座上荷载计算结果如下所示。表存梁台座上荷载计算表（单位：）序号荷载梁梁重量单层存梁荷载双层存梁荷载根据表所计算的荷载，将其按照键值量分配到存梁台座上。则单（双）层存梁台座、单（双）等存梁台座设计荷载如下表所示。表存梁台座设计荷载（单位：）序号验算荷载单层存梁台座双层存梁台座单层存梁台座双层存梁台座梁梁注：表中荷载为存梁台座各个支座处荷载。存梁台座结构计算单层存梁台座与单层存梁台座界面形式一致（图），但施工开始时少数单层台座采取了另一种形式（图），而双层存梁台座与双层存梁台座则完全一致（图）。载体桩形式扩大基础形式载体桩形式图存梁台座平面布置图（单位：）由此我们得出，只需要对上面三种形式的存梁台座进行验算即可，而无需对存梁台座进行验算。计算结果如下所示。单层存梁台座（载体桩形式）根据表所示，单层存梁台座受竖向荷载，桩体对称布置，桩长，直径，采用钢筋混凝土，承台采用钢筋混凝土，尺寸为××，承台埋深。承力层为第六层中细砂层，承载力，三击贯入度。载体桩计算（一）单桩承载力验算根据规范《载体桩设计规程》（）节规定，轴心力作用下，应满足公式：（）式中：——相应于荷载效应标准组合时，作用于任一根载体桩桩顶的竖向力；——单桩竖向承载力特征值；而根据该规范节所述，则应按公式计算：（）式中：——相应于荷载效应标准组合时，上部结构传到承台顶面的竖向力；——载体桩的诚泰和承台上土自重标准值，对于地下水一下部分扣除水的浮力；——桩的数目；则带入表计算值可得到：同样根据该规范节所述，则应按公式计算：（）式中：——载体桩单桩竖向极限承载力；——安全系数，取；在设计时，可采用下列经验公式：（）式中：——经深度修正后的载体桩持力层地基承载力特征值；——单桩竖向承载力特征值，可按规范《载体桩设计规程》（）表选用，由于三击贯入度为，所以取；由于承台埋深为大于，所以按照规范《建筑地基基础设计规范》（）节应按下式计算：（）式中：——地基承载力特征值，为；η、η——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，查上述规范表，由于土质为中细砂，分别取为、；γ——基础底面下下土的重度，加权平均后取为；γ——基础底面以上土的加权平均重度，为；——基础底面宽度，当基础底面宽度小于时取为，大于时按计算；——基础埋置深度，为；则带入值计算后得到将计算得到的带入公式则得到可以看出，略微大于，而由于桩长>，应当考虑桩侧阻的影响，然而在计算中并没有计入这一部分，等于提供了额外的安全系数，所以桩身单桩竖向承载力满足要求。（二）桩身强度验算桩身混凝土强度应满足承载力要求，桩身强度应按下式计算：（）式中：——相应于荷载效应标准组合时，作用于载体桩但装上竖向力设计，取；——混凝土轴心抗压强度设计值，根据《混凝土结构设计鬼法》（）查的混凝土为；——桩身截面面积；ψ——承桩工艺系数，桩身为预制桩时取，现场灌注时取；则可计算得：所以桩身强度满足要求。软弱下卧层验算持力层为中细砂层，该层厚达，桩身进入该层，而该层下土层承载力标准值为，非软弱下卧层，所以不需要进行软弱下卧层验算。桩基沉降桩基沉降应按下列公式进行计算：（）对于独立承台基础：（）式中：——桩基最终沉降量；ψ——沉降计算经验系数，可按《建筑地基基础设计规范》执行，取；——对应荷载效应准永久组合时压缩土层顶部的附加压力；——桩基沉降计算范围内所划分的土层数；，——载体桩基沉降计算面至第层土，第层土底面的距离；α，α——载体桩基础底面计算点至第层，底层土底面深度范围内平均附加应力系数，按《建筑地基基础设计规范》规定执行；——桩基沉降计算范围内第层土的压缩模量；——桩侧阻力特征值；——承台面积；——承台埋深；、——承台下最外侧桩桩身眼熟相投应形成矩形的长点和短边边长；Δ——等小计算距离，因为较大，所以取；则可计算得：根据《载体桩设计规程》（）节规定，沉降计算位置从混凝土桩身下开始计算，根据表可知，即从第二层土下处开始计算。因为无相邻荷载，基础宽度在之内，所以基础中点的沉降计算深度可按下式计算：（）带入后计算得到。因为<，所以按规范要求计算厚度Δ取，但由于缺乏现场土层的曲线，只能采用每一层土的标注标准值，所以计算厚度就选取每一土层的厚度。所以此处计算得出的沉降值只为一估算值。计算过程如下表所示：表载体桩沉降计算层号ααΔ\所以，经过计算，最终沉降约为。承台计算基本资料承台类型：二桩承台承台计算方式：验算承台尺寸几何参数承台边缘至桩中心距:桩列间距:承台根部高度: 承台端部高度:纵筋合力点到底边的距离: 平均埋深:矩形柱宽: 矩形柱高:圆桩直径: 、．荷载设计值：(作用在承台顶部） 净竖向荷载: 绕轴弯矩:· 向剪力:．材料信息： 混凝土强度等级: 钢筋强度等级:承台受弯计算根据《建筑桩基技术规范》节规定，柱下两桩条形承台弯矩计算截面取在柱边和承台变阶处，按下列公式计算：（）（）式中：、——分别绕轴和绕轴方向计算截面处的弯矩设计值；、——垂直轴和轴放线自桩轴线到相应计算截面的距离；——不计承台及其上土重，在荷载效应组合下第根桩的竖向反力值；图承台弯矩坐标轴因为桩对称布置，所以则计算得到：根据《混凝土结构设计规范》（）节规定，矩形截面的正截面受弯承载力应符合下列规定：（）混凝土受压区高度应按下列公式计算：（）式中：——弯矩设计值；α——系数，因为承台为混凝土，低于，所以取；——截面有效高度，取；——矩形截面宽度，验算时取，验算时取；、’——受拉区、受压区纵向普通钢筋的截面面积；利用公式与配筋图（请见《金水制梁场工装设计图》），分别计算出、计算截面的受压区高度分别为与。而计算出的临界受压区高度为，所以受压区高度满足要求。此时计算截面受压区共根Φ钢筋，而计算截面共根Φ钢筋。将计算结果带入公式得到：所以承台的正截面受弯承载力满足要求。承台受冲切计算根据《建筑桩基技术规范》（）节规定，轴心竖向力作用下桩基承台受柱的剪切，冲切破坏椎体采用自柱边处至相应桩顶边缘连线所构成的椎体，斜面与承台底面之夹角不应小于◦。而受柱冲切承载力可按下列公式计算：（）（）式中：——不计承台及其上土重的冲切力设计值，为；——截面有效高度，取；——承台冲切破坏椎体一般有效高度处的周长，为；β——承台受冲切力截面高度影响系数，经内插法取值后为；β——柱墙冲切系数；λ——冲跨比，λ，为柱边到桩边水平距离；当λ<时，取；λ>时，取；经计算后，，则λ<，所以取；则计算冲切承载力：所以承台的抗冲切承载力满足要求。图柱对承台的冲切示意图承台受剪计算根据《建筑桩基技术规范》（）节规定，柱下桩基承台，应分别对柱边的受剪承载力进行验算。其中：垂直于方向剪力；垂直于方向剪力；图承台剪切验算坐标轴可按下列公式计算：（）（）（）式中：——不计承台及其上土重的冲切力设计值；——截面有效高度，取；——承台计算截面处的计算宽度，对、分别是，；α——承台剪切系数；λ——计算截面的剪跨比，λ，λ，、为柱边到、方向计算桩边的水平距离水平距离；当λ<时，取；λ>时，取；经计算后，λ、λ均小于，所以取；β——承台受剪切力截面高度影响系数，计算的β；则两个方向的抗剪承载力计算为：所以承台的抗剪切承载力满足要求。局部受压计算因为承台混凝土强度低于桩身混凝土强度，所以需要对承台底进行混凝土进行局部受压计算。参照《混凝土结构设计规范》（）节公式如下：（）（）式中：——局部受压面上作用的局部何在设计值，记入承台自重，为；β——混凝土强度影响系数，取；β——混凝土局部手压时强度提高系数；——混凝土局部受压面积，为桩截面面积，；——局部受压的计算底面积，根据该规范节取；则混凝土局部受压强度：所以，承台混凝土的局部受压强度满足要求。结论经过以上计算可以得出，单层存梁台座桩身与承台的设计均满足使用要求。双层存梁台座（载体桩形式）根据表所示，双层存梁台座受竖向荷载，桩体对称布置，桩长，直径，采用钢筋混凝土，承台采用钢筋混凝土，尺寸为××，承台埋深。承力层为第六层中细砂层，承载力，三击贯入度。载体桩计算由于双层存梁台座的桩身荷载与单层存梁台座的基本一样，所以这部分不需要重新计算。承台计算（一）基本资料、承台类型：四桩承台承台计算方式：验算承台尺寸、几何参数承台边缘至桩中心距:桩列间距:承台根部高度: 承台端部高度:纵筋合力点到底边的距离: 平均埋深:矩形柱宽: 矩形柱高:圆桩直径: 、．荷载设计值：(作用在承台顶部） 净竖向荷载: 绕轴弯矩:· 向剪力:．材料信息： 混凝土强度等级: 钢筋强度等级:（二）承台受弯计算根据《建筑桩基技术规范》节规定，柱下两桩条形承台弯矩计算截面取在柱边和承台变阶处（图），由于承台尺寸、桩的布置以及布筋完全对称，所以只需要验算一个方向的受弯即可（）。图承台弯矩坐标轴（单位：）根据公式计算，计算过程如下：××（）·利用公式与配筋图（请见《金水制梁场工装设计图》），计算出计算截面的受压区高度为。而计算出的临界受压区高度为，所以受压区高度满足要求。此时计算截面受压区共根Φ钢筋，将计算结果带入公式得到：所以承台的正截面受弯承载力满足要求。（三）承台受冲切计算根据《建筑桩基技术规范》节规定，柱下矩形承台受柱冲切的承载力（与基底角度大于◦）可按下列公式计算：（）式中：、——分别为想、方向的主界面的边长，均为；、——分别为、方向柱边离最近桩边的水平距离，均为；β、β——由公式求得，λ，λ，均应满足的要求，计算得均为；图柱对承台的冲切示意图则柱下矩形承台受柱冲切的承载力为：所以承台的抗冲切承载力满足要求。承台受剪切计算根据《建筑桩基技术规范》（）节规定，柱下桩基承台，应分别对柱边的受剪承载力进行验算。图承台受剪计算坐标轴（单位：）可按公式计算，因为完全对称，所以只需要验算一个方向即可（），结果如下：所以承台的抗剪切承载力满足要求。（五）局部受压计算由于桩顶部反力一样，所以这一部分与单层存梁台座基本一致，不再重复。三、结论经过以上计算可以得出，双层存梁台座桩身与承台的设计均满足使用要求。单层存梁台座（换填垫层形式）根据表所示，单层存梁台座受竖向荷载，扩大基础采用钢筋混凝土。一、地基计算荷载为，采用理正软件进行计算，计算结果如下：计算项目:单层存梁台座（换填垫层形式）地基处理计算[计算简图][计算条件][基本参数]地基处理方法：换填垫层法[基础参数]基础类型： 矩形基础基础埋深： ()基础宽度： ()基础长度： ()基础覆土容重： ()竖向荷载： ()[土层参数]土层层数： 地下水埋深： ()压缩层深度： ()沉降经验系数： 地基承载力修正公式：承载力修正基准深度：()序号土类型土层厚容重饱和容重压缩模量承载力ηη()(^)(^)()()粉土粉土粉土粉土粘性土细砂***η基础宽度地基承载力修正系数***η 基础深度地基承载力修正系数[换填垫层参数]材料类型： ***类：中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾、石屑、卵石、碎石、矿渣等***类：粉质粘土、粉煤灰等***类：灰土等压缩模量： ()承载力： ()厚度： ()顶面宽度： ()底面宽度： ()顶面长度： ()底面长度： ()压力扩散角： (°)计算结果:.垫层承载力验算基底平均压力： ()基底最大压力： ()基底最小压力： ()基底自重压力： ()垫层承载力特征值： ()<,满足！<*,满足！因此换土垫层承载力满足要求！.换填垫层底面处承载力验算垫层应力扩散角θ： (度)垫层底附加应力： ()垫层底自重应力： ()垫层底： ()垫层底地基土承载力特征值： ()<,垫层底面地基土的承载力满足要求！.垫层尺寸验算按照构造要求验算垫层顶面宽度和长度:基础底面宽度： ()垫层顶面宽度： ()()>，满足构造要求：垫层顶面宽度超出基础底边宽度不小于！基础底面长度： ()垫层顶面长度： ()()>，满足构造要求：垫层顶面长度超出基础底边宽度不小于！按应力扩散角验算垫层底面宽度和长度:垫层底面宽度: ()基底压应力传递到垫层底面处的应力分布宽度θ: ()垫层底面宽度>θ,垫层底面满足应力扩散要求！垫层底面长度: ()基底压应力传递到垫层底面处的应力分布长度θ: ()垫层底面长度>θ,垫层底面满足应力扩散要求！.下卧层承载力验算土层号深度θ是否满足()(度)()()()()满足！满足！满足！满足！满足！满足！***θ土层的应力扩散角***下卧层顶面处的附加应力值***下卧层顶面处土的自重压力值***下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值.沉降计算沉降计算点坐标()()层号厚度压缩模量压缩量应力系数积分值()()()()()()压缩模量的当量值：()沉降计算经验系数：总沉降量：*()***基础底面至本计算分层顶面的距离***基础底面至本计算分层底面的距离二、基础计算、基础抗剪强度和抗弯强度验算在制梁台座两个端头采用扩展基础，基础的截面图如上图所示。由于基础采用台阶式扩展基础，防止基础被剪切破坏，因此验算两个台阶处，其验算截面如下图所示。图扩展基础截面验算图（单位）根据图可知，在和截面为抗弯和抗剪最薄弱处，因此分别对这两处进行计算。根据软件计算可知，台座基底最大压力为；取其作为计算荷载。（）截面验算根据《材料力学》剪应力和弯曲应力计算公式，其剪应力和弯曲应力计算如下所示。×（×）τ（×）×（××）×σ（×）××由于台座采用的是混凝土，根据《混凝土结构设计规范》（）表可知，其抗压强度设计值[σ]，其抗剪强度设计值为[τ]；以上计算最大正应力σ<[σ]，τ<[τ]，则制梁台座截面抗弯强度和抗剪强度满足施工使用要求。（）截面验算根据《材料力学》剪应力和弯曲应力计算公式，其剪应力和弯曲应力计算如下所示。×（×）τ（×）×（××）×σ（×）××由于台座采用的是混凝土，根据《混凝土结构设计规范》（）表可知，其抗压强度设计值[σ]，其抗剪强度设计值为[τ]；以上计算最大正应力σ<[σ]，τ<[τ]，则制梁台座截面抗弯强度和抗剪强度满足施工使用要求。、基础抗冲切计算根据《建筑地基基础设规范》节可知，无筋扩展基础高度应符合公式要求。根据前面所述可知，制梁台座横向截面及刚性角如下图所示。图台座横向截面及刚性角图（单位）结合图，根据公式无筋扩展基础高度计算如下所示。上台阶：；下台阶：根据图可知，图中台座端头台阶基础高度均为按选取的刚性角计算所得，则制梁台座基础高度满足不配置钢筋的要求；由上面验算抗剪