预制场建设方案计算书

./市鹤洲至高栏港高速公路一期工程HGTJ4标预制场建设方案计算书单位：一公局桥隧工程二〇一八年十一月.目录TOC\o"2-2"\h\z\t"标题1,1"1、计算依据12、设计标准12.1钢筋混凝土设计参数12.2混凝土管桩设计参数12.3岩土设计参数12.3地质土层参数23、设计荷载23.1、预制梁自重23.2龙门吊荷载24、管桩打设深度计算34.1设计荷载34.2PHC管桩入土深度计算34.3PHC管桩稳定性计算45、基础计算45.1制梁台座基础计算45.2存梁台座基础计算85.3龙门吊基础计算116、结论建议13.1、计算依据1>《市鹤港高速公路HGTJ4标施工图设计及工程地质勘查报告》2>《建筑地基基础设计规》GB50007-2011；3《钢结构设计规》GB50017-20034《建筑结构荷载规》GB50009-20125《混凝土结构设计规》6《公路桥涵设计通用规》7《预制场建设方案设计图》；8《路桥施工计算手册》；9《建筑结构荷载规》GB50009-2012；10《施工现场临时用电安全技术规》JGJ46-2005。2、设计标准2.1钢筋混凝土设计参数编号材质抗压强度抗拉强度弹性模量备注[fc]MPa[ft]MPaEMPa1HRB400260260205000容许值2HRB335220220205000容许值3C3010.91.130000容许值2.2混凝土管桩设计参数混凝土管桩采用PHC-400-AB-95型,容许承载力如下：编号规格抗弯抗剪抗拉抗压重量备注[M]kN.m[V]kN[N]kN[R]kN[G]kN/m1PHC-400AB8816453622882.37设计值2.3岩土设计参数根据地勘资料,岩土参数取值如下：土层名称侧阻力极限标准值端阻力极限标准值地基承载力特征值[qik]kPa[qisk]kPa[fak]kPa人工填土2260-150淤泥14100050淤泥质土14120060粉质粘土502200全风化14060002.3地质土层参数根据地勘资料,土层深度取值如下：地层编号地质情况层底高程〔m层厚<m>1填土-1.780.92淤泥-15.2813.53淤泥质土-19.784.54粉质黏土-38.4818.705全风化-55.216.73、设计荷载3.1、预制梁自重各类型预制梁最大自重荷载如下：编号预制梁长度预制梁最大方量容重自重备注L〔mV<m3>kN/m3GdzkN12531.626821.623041.1261068.633550.3261307.844064.4261674.43.2龙门吊荷载1100t龙门吊荷载龙门吊共4组走行轮箱,单组走行轮箱处有3个走行轮箱〔共6个走行轮,单组走行轮箱处最大荷载如下：GLX1=K*0.5*<0.5Glm+Gtc+0.5Gdz>=820.4kN其中：K=1.3考虑水平荷载增大系数Glm=750kN龙门吊自重Gtc=50kN天车吊具自重Gdz=1674kN最大吊重〔40m箱梁考虑80t龙门吊的自身荷载及最大起重量为30m箱梁,自身重量及起重荷载均小于100t龙门吊荷载,则计算时采用100t龙门吊荷载计算。4、管桩打设深度计算4.1设计荷载根据预制管桩布置,制梁台座、存梁台座、龙门吊轨道均为管桩基础；单桩设计荷载如下;F1=0.25MAX<Gdz>=418.6kN40m/35m制梁台座单桩荷载F2=0.25MAX<Gdz>=327kN30m制梁台座单桩荷载F3=0.25MAX〔2Gdz=534.3kN30m存梁台座单桩荷载F4=0.25MAX〔2Gdz=837kN40m存梁台座单桩荷载F5=MAX〔GLX=820.4kN大龙门吊轨道单桩荷载F6=MAX〔GLX=55kN小龙门吊轨道单桩荷载4.2PHC管桩入土深度计算A400PHC管桩承载力：Ra=/K其中：u=πd=1.26m管桩的周长D1=0.4m管桩直径D2=0.21管桩空心直径A=0.126㎡管桩毛截面面积AP=0.035㎡桩端空心截面面积Aj=0.091㎡桩端净截面面积=0.8桩端闭塞效应系数K=2结构安全系数最小入土深度计算结果见下表：编号名称入土深度摩阻力端承力承载力设计荷载桩端持力层HmqikNqkkNRakNFkN140m制梁32373.8130.9504.7460.5粉质黏土230m制梁28248.2130.9379.1294粉质黏土330m存梁36499.5130.9630.4587.7粉质黏土440m存梁44750.8130.9881.7879.1粉质黏土5大龙门吊基础44750.8130.9881.7833.1粉质黏土6小龙门吊基础28248.2130.9379.155.0粉质黏土则管桩竖向承载力满足上部荷载的要求。4.3PHC管桩稳定性计算1计算说明：根据管桩打设深度确定40m存梁区桩基打设深度最长,所以管桩稳定性计算以此类桩基为主。≤88kN.m〔PHC预应力管桩最大开裂弯矩满足要求5、基础计算5.1制梁台座基础计算计算说明5.1.2建模计算1结构建模采用MIDAS有限元软件建立梁单元模型,各构件均以实际截面模拟。2边界条件预制管桩位置约束位移和顺基础方向转动自由度。3荷载施加预制梁荷载简化为均布荷载荷载,施加在基础顶面相应位置。基础自重荷载在浇筑过程中由地基土承担,模型中不予考虑。5.1.3荷载计算预制梁底部宽度为1m,均布荷载：q=Gdz/2l=930.2kN/m其中：Gdz=1674.4kN预制梁最自重L=0.9m预制梁底座部宽度5.1.4正截面配筋计算5.1.5顶面配筋计算2>制梁台座工字钢最大允许弯矩：111.6kN.m,安全系数考虑为1.5,。111.6kN.m＞104.7kN.m,满足要求。5.2存梁台座基础计算5.2.1计算说明预制梁双层存梁,预制梁轴线与台座中心线对齐、存放支点间距0.6m,需计算存梁台座抗弯承载力、抗剪切承载力、局部混凝土承压能力。5.2.2建模计算1结构建模采用MIDAS有限软件建立单元模型,各构件均已实际截面模拟。2边界条件预制管桩底固结,预制管桩与独立基础间固结。3荷载施加存放荷载简化为点荷载,施加在基础顶面相应位置。基础自重荷载在浇筑过程中由低级承担,模型中不考虑。4整体模型整体模型如下：5.2.3荷载计算预制梁共计4个存放点,单个支点荷载：F=0.25×2G=837.2kN其中：2G=3348.8kN双层存量最大自重5.2.4正截面配筋计算5.2.5顶面配筋计算1弯矩：2>计算配筋面积：AS=αfcbx/fy=0.0mm2其中：a=1混凝土强度等级系数fc=10.9MPaC30混凝土抗压强度容许值b=1000mm受压区截面宽度fy=260MPaHRB400钢筋抗拉强度容许值x=h0-<h02-2M/αfcb>0.5=0.0mm受压区高度h0=620mm截面有效高度3实际配筋面积受力区实际配筋4C20,实际面积：Ass=1256.6mm2>As=0.0mm2满足要求。5.2.6底面配筋计算1弯矩：2>计算配筋面积：AS=αfcbx/fy=1759.8mm2其中：a=1混凝土强度等级系数fc=10.9MPaC30混凝土抗压强度容许值b=1000mm受压区截面宽度fy=260MPaHRB400钢筋抗拉强度容许值x=h0-<h02-2M/αfcb>0.5=0.0mm受压区高度h0=570mm截面有效高度3实际配筋面积受力区实际配筋6C20,实际面积：Ass=1885mm2>As=1759.8mm2满足要求4配筋率ρ=ASS/bh0=0.0033＞Pmin=0.00155.2.7抗剪力计算抗剪承载力：V=MIN<V1,V2>=864.6kN＞As=837.5kN满足要求V1=0.25βhfcbh0=1553.3kNV2=0.7ftbh0+fyvASVh0/S=864.6kN其中：βh=1截面高度系数fyv=260MPaHRB400钢筋抗拉强度容许值ASV=266mm2箍筋截面面积〔2C12箍筋d=16箍筋直径n=2同一截面箍筋的根数S=140mm箍筋间距ft=1.1MPaC30混凝土抗拉强度容许值5.3龙门吊基础计算5.3.1弯矩图5.3.2顶面配筋计算1弯矩：M=567.9kN.m2>计算配筋面积：AS=αfcbx/fy=4603.7mm2其中：a=1混凝土强度等级系数fc=10.9MPaC30混凝土抗压强度容许值b=1200mm受压区截面宽度fy=260MPaHRB400钢筋抗拉强度容许值x=h0-<h02-2M/αfcb>0.5=91.5mm受压区高度h0=520mm截面有效高度3实际配筋面积受力区实际配筋10C25,实际面积：Ass=14908.7mm2>As=4603.7mm2满足要求。5.3.3底面配筋计算1弯矩：M=567.9kN.m2>计算配筋面积：AS=αfcbx/fy=4127.3mm2其中：a=1混凝土强度等级系数fc=10.9MPaC30混凝土抗压强度容许值b=1200mm受压区截面宽度fy=260MPaHRB400钢筋抗拉强度容许值x=h0-<h02-2M/αfcb>0.5=82mm受压区高度h0=570mm截面有效高度3实际配筋面积受力区实际配筋9C25,实际面积：Ass=4417.9mm2>As=1759.8mm2满足要求4配筋率ρ=ASS/bh0=0.0065＞Pmin=0.00155.2.7抗剪力计算抗剪承载力：V=MIN<V1,V2>=648.1kN＞F=487.5kN满足要求V1=0.25βhfcbh0=1700.4kNV2=0.7ftbh0+fyvASVh0/S=648.1kN其中：βh=1截面高度系数fyv=260MPaHRB400钢筋抗拉强度容许值ASV=226mm2箍筋截面面积〔2C12箍筋d=12箍筋直径n=