金水制梁場施工方案計算書

1、金水制梁場場建施工方案計算書中鐵四局集團有限公司設(shè)計研究院二一三年七月新建鄭徐鐵路客運專線工程金水制梁場施工方案計算書設(shè)計：復(fù)核：審核：中鐵四局集團有限公司設(shè)計研究院二一三年七月目錄一、工程概況1二、計算依據(jù)3三、 計算內(nèi)容4四、 荷載分項系數(shù)4五、 制梁裝置計算55.1制梁臺座荷載計算55.1.1張拉鋼筋前荷載計算55.1.2張拉鋼筋后荷載計算85.1.3荷載組合計算85.2 31.5m制梁臺座計算105.2.1 制梁臺座端頭地基計算105.2.2 制梁臺座端頭基礎(chǔ)計算195.2.3 制梁臺座跨中結(jié)構(gòu)計算235.3 箱梁鋼筋吊架計算295.3.1吊架荷載計算295.3.2吊架結(jié)構(gòu)計算30六、

2、存梁臺座計算326.1存梁臺座荷載計算326.2存梁臺座結(jié)構(gòu)計算336.2.1 31.5m單層存梁臺座（載體樁形式）346.2.2 31.5m雙層存梁臺座（載體樁形式）456.2.3 31.5m單層存梁臺座（換填墊層形式）496.3 存梁臺座柱計算56七、 龍門吊基礎(chǔ)計算577.1 龍門吊基礎(chǔ)布置577.2 50t龍門吊基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計算57八、 靜載臺座計算63九、施工注意事項63一、工程概況1、梁場概況新建鐵路鄭州至徐州客運專線西起河南省鄭州市，沿途經(jīng)過河南省、安徽省，東至江蘇省徐州市。線路西連鄭州樞紐，與鄭西客運專線及京廣客運專線銜接，東接徐州樞紐，與京滬高速鐵路銜接，為國家鐵路規(guī)劃“四縱四橫

3、”客運專線網(wǎng)主要組成部分。鄭州東站中心至徐州東站中心線路全長360.93km，新建大、中橋共計23座337.37km，占線路里程的93.5%。中鐵四局集團第一工程有限公司金水制梁場位于鄭州市金水區(qū)小金莊村境內(nèi)，對應(yīng)線路里程dk12+100dk12+550，承擔(dān)鄭徐客專（dk0+000dk26+196.570）兩座特大橋656片整孔箱梁的預(yù)制任務(wù)。2、制梁概況梁體結(jié)構(gòu)為無砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁，采用通橋（2013）2322-1、通橋（2013）2322-v-1的橋，長分別為32.6m與24.6m，為計算考慮，選擇32.6m梁作為計算對象。梁體寬13.4m，外側(cè)高度3.078m，梁體混凝

4、土自重830t。具體截面尺寸見下圖1-1。圖1-1 通橋（2013）2322-1圖 單位：mm3、 地質(zhì)分布情況制梁場場地地貌單元屬于黃河沖洪積平原。場地大面積為耕地，場地位于鄭州市107輔道與鴻寶路交叉口東北角；場地原為農(nóng)田，絕對高程在85.50-86.10m之間，最大高差達0.60m，地勢較平坦，交通便利。地質(zhì)在勘探深度范圍內(nèi)將地層共分為8層，從上到下前四層為粉土，第五層為粉質(zhì)粘土，其后分別為中細砂、中砂、粉質(zhì)粘土；各層土的厚度、層底標高及埋深見場地厚度統(tǒng)計表1-1；表1-1 場地地層厚度埋深及層底標高統(tǒng)計表 層厚度(米)層底深度(米)層底標高(米)號最小值最大值平均值最小值最大值平均值最

5、小值最大值平均值11.102.401.831.102.401.8383.4085.0083.9022.103.502.744.105.104.5680.6081.5081.1632.404.003.227.308.507.7877.0078.5077.9541.903.302.669.8011.1010.4574.7075.8075.2851.204.602.4111.4015.7012.8570.1074.2072.87612.1014.6013.6825.9026.5026.1459.0060.1059.5078.008.708.3534.5034.6034.5551.0051.0051.

6、008該層最大揭露深度40.0m，最大揭露厚度5.5m，因為7、8兩層過深，所以計算時到第六層為止，各層土主要的物理力學(xué)性質(zhì)見表1-2：表1-2 各層土主要的物理力學(xué)性質(zhì)層號重度（kn/m3)承載力（kpa）壓縮模量（mpa）118.2904.51217.815010.24318.71107.96419.51556.55520.4905.37621.5300264、 地下水本區(qū)地下含水層主要為粉土（夾粉砂透鏡體）、粉質(zhì)粘土層，由于含水層的沉積韻律發(fā)育，含水量較大，且受降雨量、人工開采影響明顯；補給來源主要為大氣降水及地下徑流補給，本層水以水平徑流（層間補給）為主，垂直滲透為輔，地下水位年變化幅

7、度在 ±2.0m左右；勘察其間地下水位埋深在14.0m（標高在72.0m）左右，近3-5年最高水位13.0m（絕對高程約73.0m），歷史最高水位0.0m（絕對高程約86.0m）。由于本工程使用年限僅兩年左右，其設(shè)計設(shè)防最高水位可按地下12.0m（絕對高程約74.0m）考慮。二、計算依據(jù)1.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（gb50017-2003）；2.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb50009-2012）；3.鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范（tb10002.1-2005）；4.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（gb50007-2011）；5.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（gb50010-2010）；6.公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（jtg

8、d63-2007）；7.路橋施工計算手冊周水興等主編（人民交通出版社）；8.機械設(shè)計手冊（新編軟件版）2008；9.材料力學(xué)（西南交通大學(xué)出版社）；10.結(jié)構(gòu)力學(xué)（高等教育出版社）；11.載體樁設(shè)計規(guī)程（jgj 135-2007）；12.建筑樁基技術(shù)規(guī)范（jgj94-2008）；13.金水制梁場巖土工程勘察報告；14.計算軟件midas/civil 6.0、理正系列軟件；3、 計算內(nèi)容本計算書計算范圍是金水制梁場施工結(jié)構(gòu)的計算，計算內(nèi)容包括制梁裝置、存梁臺座、靜載裝置、提梁機和龍門吊基礎(chǔ)的計算，具體的計算內(nèi)容如下所示：1、 制梁裝置：箱梁鋼筋吊架、31.5m/23.5m制梁臺座強度、地基沉降及

9、地基承載力的計算；2、 存梁臺座：31.5m/23.5m存梁臺座強度、地基沉降、地基承載力及配筋的計算；3、 提梁機基礎(chǔ)：900t輪式提梁機基礎(chǔ)強度、承載力及其沉降的計算；4、 龍門吊基礎(chǔ)：50t和10t龍門吊基礎(chǔ)強度、承載力及其沉降的計算。4、 荷載分項系數(shù)為安全考慮，參照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb50009-2006規(guī)定，計算結(jié)構(gòu)強度的荷載設(shè)計值，取其標注值乘以以下相應(yīng)的分項系數(shù)：1、 永久荷載的分項系數(shù)，取1.2；2、 可變荷載的分項系數(shù)，取1.4。5、 制梁裝置計算5.1制梁臺座荷載計算5.1.1張拉鋼筋前荷載計算根據(jù)第一章介紹可知，梁體總重g1=830t，根據(jù)現(xiàn)場施工反饋得到其側(cè)模模板g

10、2=73t，底模模板g3=38t，內(nèi)模模板g4=68t，端模g5=10t。根據(jù)路橋施工計算手冊表8-1可知，振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標注值p1=2kpa，施工人員及設(shè)備荷載標注值p2=2.5kpa。制梁臺座采用雙向臺座和單線臺座共用，其端頭采用擴展基礎(chǔ)，中部采用彈性地基梁，其斷頭截面尺寸如下圖5-1所示：圖5-1 制梁臺座端頭截面圖（單位：cm）根據(jù)圖5-1可知，臺座縱梁對稱布置，總長33.2m，間距為2.1m，其寬50cm，高80cm。其荷載根據(jù)簡支梁分配到縱梁上，其荷載劃分圖如圖5-2所示。圖5-2 制梁臺座荷載分布圖（單位：cm）由圖5-2根據(jù)cad測算得：號截面面積為37881.77cm

11、2，占總面積的43%；號截面面積12353.61cm2，占總面積的14%。因此箱梁梁重按上述面積占總面積的百分比進行分配，端模作用到制梁臺座兩端，側(cè)模作用到地面上。一、31.5m制梁臺座端頭荷載計算q =（1.2×g1+1.2×g3+1.2×g4）/l+1.2×（p1+p2）×b =（1.2×8300+1.2×380+1.2×680）/32.6+1.4×（2+2.5）×12 = 420kn/m由于端模直接作用到制梁臺座段頭上，作為集中荷載考慮g5=100kn。由于在制梁臺座中部采用鋼管樁支柱，因

12、此在靠端部的鋼管樁支柱處，其端頭和鋼管樁支柱按簡支分配力，其力分配圖如下圖所示：圖5-3 制梁臺座端頭荷載分布圖（單位：cm）根據(jù)圖5-3可知，端模集中荷載n1=g5/2=50kn，中部分布荷載n2=q×1.6=420×1.6=672kn；所以可按面積分配得到縱梁上荷載，如下表所示：表5-1 縱梁荷載縱梁編號均布荷載q（kn/m)集中荷載f1（kn）集中荷載f2（kn）180.621.5289.058.8794.1二、31.5m制梁臺座中部鋼管樁支柱荷載計算由于鋼管樁支柱縱向間距為3m，其荷載按照簡支梁分配到鋼管樁上，則其荷載為：n=q×3=420×3=

13、1260kn根據(jù)以上計算，荷載按面積百分比分配到橫排鋼管樁支柱上。則號鋼管樁上荷載f1=n×43%=1260×43%=541.8kn；號鋼管樁上荷載f2=n×14%=1260×14%=176.4kn；三、31.5m與23.5m共用制梁臺座之間荷載計算在31.5m與23.5m共用制梁臺座之間彈性地基梁截面圖如下圖5-4所示： 圖5-4 共用梁臺座截面圖（單位：cm）同樣可得到作用于號縱梁上的均布荷載q=q×43%=420×43%=180.6kn/m，號縱梁上的均布荷載q=q×14%=420×14%=58.8kn/m。

14、5.1.2張拉鋼筋后荷載計算在梁體混凝土達到初張拉強度前側(cè)模和端模拆除，內(nèi)模松動作用到底模上，其底模不移動。由于箱梁張拉后，梁體產(chǎn)生預(yù)拱度，則整個箱梁重量作用到制梁臺座兩端上。由于底模沒拆除，為簡化計算按照均布荷載作用到制梁臺座端頭的縱梁上，根據(jù)以上敘述，其荷載計算如下所示：q =1.2×g1/（2×l端）+1.2×（g3+g4）/l =1.2×8300/(2×3.5）+1.2×（380+680）/32.6 = 1461.9kn/m根據(jù)以上計算作用到號縱梁上的均布荷載q=q×43%=1461.9×43%=628.6

15、kn/m，號縱梁上的均布荷載q=q×14%=1461.9×14%=204.7kn/m。5.1.3荷載組合計算根據(jù)圖5-1可知，制梁臺座端頭縱梁位置對稱于中心線兩端，現(xiàn)令沿制梁臺座端頭支座橫向為y方向，縱向為x方向，其坐標如下圖5-5所示。圖5-5 制梁臺座端頭中心坐標圖（單位：cm）由于縱梁對稱于x軸布置，所以臺座在所受x方向彎矩為0。則利用5.1節(jié)荷載數(shù)據(jù)可計算一、張拉鋼筋前作用到制梁臺座端頭的荷載：將號縱梁上移置中心后產(chǎn)生的彎矩和集中力為：f=q×l+f1+f2=180.6×（3.5-0.4）+21.5+289=870.4knmy=f2×x

16、2-f1×x1=289×1.55-21.5×1.55=413.55kn·m將號縱梁上移置中心后產(chǎn)生的彎矩和集中力為：f=q×l+f1+f2=58.8×（3.5-0.4）+7+94.1=283.4knmy=f2×x2-f1×x1=94.1×1.55-7×1.55=134.66kn·m綜合后，張拉鋼筋前作用到制梁臺座中心的荷載為f=2×f+f=2×870.4+283.4=2024.2knmy=2×my+my=2×413.55+134.66=961.7

17、6kn·m2、 張拉鋼筋后作用到制梁臺座端頭的荷載：此時由于荷載對y軸也是對稱的，所以my也是0。將號縱梁上移置中心后產(chǎn)生的集中力為：f=q×l=628.6×3.5=2200.1kn將號縱梁上移置中心后產(chǎn)生的彎矩和集中力為：f=q×l=204.7×3.5=716.5kn綜合后，張拉鋼筋后作用到制梁臺座中心的荷載為f=2×f+f=2×2200.1+716.5=5116.7kn5.2 31.5m制梁臺座計算5.2.1 制梁臺座端頭地基計算根據(jù)5.1.3節(jié)荷載組合計算結(jié)構(gòu)可知，在張拉鋼筋前其荷載為f=2024.2kn、my=961

18、.76kn·m；在張拉鋼筋后其荷載為f=5116.7kn；由于荷載不一致，因此在地基計算時分別帶入上述何在進行計算。1、 張拉鋼筋前地基計算計算采用理正系列軟件進行計算，計算結(jié)果如下所示：-計算項目: 張拉鋼筋前地基處理計算 - 計算簡圖 - 計算條件 - 基礎(chǔ)參數(shù) 基礎(chǔ)類型： 矩形基礎(chǔ) 基礎(chǔ)埋深： 1.500(m) 基礎(chǔ)寬度： 5.500(m) 基礎(chǔ)長度： 7.700(m) 基礎(chǔ)覆土容重： 20.000(kn/m3) 豎向荷載： 2024.2(kn) 彎矩my： 961.8(kn.m) 土層參數(shù) 土層層數(shù)： 6 地下水埋深： 12.000(m) 壓縮層深度： 10.300(m) 沉

19、降經(jīng)驗系數(shù)： 0.400 地基承載力修正公式： 承載力修正基準深度d0： 0.500(m)序號 土類型 土層厚 容重 飽和容重 壓縮模量 承載力 b d (m) (kn/m3) (kn/m3) (mpa) (kpa) 1 粉土 1.830 18.2 - 4.510 90.0 0.000 1.500 2 粉土 2.740 17.8 - 10.240 150.0 0.000 1.500 3 粉土 3.220 18.7 - 7.960 110.0 0.000 1.500 4 粉土 2.660 19.5 - 6.550 155.0 0.000 1.500 5 粘性土 2.410 20.4 21.1 5

20、.370 9 0.0 0.000 1.600 6 細砂 13.680 21.5 21.5 26.000 3 00.0 0.000 1.000 換填墊層參數(shù) 材料類型： a *a類：中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫、石屑、卵石、碎石、礦渣等 *b類：粉質(zhì)粘土、粉煤灰等 *c類：灰土等 壓縮模量： 10.000(mpa) 承載力： 260.000(kpa) 厚度： 1.000(m) 頂面寬度： 7.900(m) 底面寬度： 6.900(m) 頂面長度： 8.900(m) 底面長度： 9.900(m) 壓力擴散角： 26.667(°)-計算結(jié)果:-1. 墊層承載力驗算 基底平均壓力pk： 77

21、.8(kpa) 基底最大壓力pkmax： 102.6(kpa) 基底最小壓力pkmin： 53.0(kpa) 基底自重壓力pc： 27.3(kpa) 墊層承載力特征值fz： 227.3(kpa) pk <= fz, 滿足！ pkmax <= 1.2*fz, 滿足！ 因此換土墊層承載力滿足要求！2. 換填墊層底面處承載力驗算 墊層應(yīng)力擴散角： 26.7(度) 墊層底附加應(yīng)力pz： 37.8(kpa) 墊層底自重應(yīng)力pcz： 45.2(kpa) 墊層底pz + pcz： 83.0(kpa) 墊層底地基土承載力特征值fz： 204.3(kpa) pz + pcz <= fz,墊層底

22、面地基土的承載力滿足要求！3. 墊層尺寸驗算 按照構(gòu)造要求驗算墊層頂面寬度和長度: 基礎(chǔ)底面寬度b： 5.500(m) 墊層頂面寬度b1： 7.900(m)(b1-b)/2>=300mm，滿足構(gòu)造要求：墊層頂面寬度超出基礎(chǔ)底邊寬度不小于300mm！ 基礎(chǔ)底面長度l： 7.700(m) 墊層頂面長度l1： 8.900(m)(l1-l)/2>=300mm，滿足構(gòu)造要求：墊層頂面長度超出基礎(chǔ)底邊寬度不小于300mm！ 按應(yīng)力擴散角驗算墊層底面寬度和長度: 墊層底面寬度b2: 6.900(m) 基底壓應(yīng)力傳遞到墊層底面處的應(yīng)力分布寬度b + 2ztg: 6.504(m) 墊層底面寬度b2

23、>= b + 2ztg,墊層底面滿足應(yīng)力擴散要求！ 墊層底面長度l2: 9.900(m) 基底壓應(yīng)力傳遞到墊層底面處的應(yīng)力分布長度l + 2ztg: 8.704(m) 墊層底面長度l2 >= l + 2ztg,墊層底面滿足應(yīng)力擴散要求！4. 下臥層承載力驗算 土層號 深度 pz pcz pz + pcz fz 是否滿足 (m) (度) (kpa) (kpa) (kpa) (kpa) 3 4.57 23.0 24.7 82.1 106.8 219.6 滿足！ 4 7.79 23.0 14.7 142.3 157.0 354.7 滿足！ 5 10.45 23.0 10.4 194.2

24、204.6 385.8 滿足！ 6 12.86 23.0 8.0 235.3 243.3 526.2 滿足！ 7 26.54 23.7 2.7 392.6 395.3 685.3 滿足！ * - 土層的應(yīng)力擴散角 *pz - 下臥層頂面處的附加應(yīng)力值 *pcz - 下臥層頂面處土的自重壓力值 *fz - 下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值5. 沉降計算沉降計算點坐標(x0,y0) = (0.000,0.000)層號 厚度 壓縮模量 z1 z2 壓縮量 應(yīng)力系數(shù)積分值 (m) (mpa) (m) (m) (mm) (z2a2-z1a1) 1 0.33 10.000 0.00 0.33 1

25、.67 0.3299 2 0.67 10.000 0.33 1.00 3.35 0.6643 3 2.07 10.240 1.00 3.07 8.81 1.7870 4 3.22 7.960 3.07 6.29 10.42 1.6424 5 2.51 6.550 6.29 8.80 5.25 0.6811 壓縮模量的當量值： 8.737(mpa) 沉降計算經(jīng)驗系數(shù)： 0.400 總沉降量：0.400 * 29.50 = 11.80(mm) *z1 - 基礎(chǔ)底面至本計算分層頂面的距離 *z2 - 基礎(chǔ)底面至本計算分層底面的距離2、 張拉鋼筋前地基計算計算采用理正系列軟件進行計算，計算結(jié)果如下所示

26、：-計算項目: 張拉鋼筋后地基處理計算 - 計算簡圖 - 計算條件 - 基本參數(shù) 地基處理方法：換填墊層法 基礎(chǔ)參數(shù) 基礎(chǔ)類型： 矩形基礎(chǔ) 基礎(chǔ)埋深： 1.500(m) 基礎(chǔ)寬度： 5.500(m) 基礎(chǔ)長度： 7.700(m) 基礎(chǔ)覆土容重： 20.000(kn/m3) 豎向荷載： 5116.7(kn) 土層參數(shù) 土層層數(shù)： 6 地下水埋深： 12.000(m) 壓縮層深度： 10.300(m) 沉降經(jīng)驗系數(shù)： 0.400 地基承載力修正公式： 承載力修正基準深度d0： 0.500(m)序號 土類型 土層厚 容重 飽和容重 壓縮模量 承載力 b d (m) (kn/m3) (kn/m3) (

27、mpa) (kpa) 1 粉土 1.830 18.2 - 4.510 90.0 0.000 1.500 2 粉土 2.740 17.8 - 10.240 150.0 0.000 1.50 3 粉土 3.220 18.7 - 7.960 110.0 0.000 1.500 4 粉土 2.660 19.5 - 6.550 155.0 0.000 1.500 5 粘性土 2.410 20.4 21.1 5.370 90.0 0.000 1.600 6 細砂 13.680 21.5 21.5 26.000 300.0 0.000 1.000 *b - 基礎(chǔ)寬度地基承載力修正系數(shù) *d- 基礎(chǔ)深度地基承

28、載力修正系數(shù) 換填墊層參數(shù) 材料類型： a *a類：中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫、石屑、卵石、碎石、礦渣等 *b類：粉質(zhì)粘土、粉煤灰等 *c類：灰土等 壓縮模量： 10.000(mpa) 承載力： 260.000(kpa) 厚度： 1.000(m) 頂面寬度： 7.900(m) 底面寬度： 6.900(m) 頂面長度： 8.900(m) 底面長度： 9.900(m) 壓力擴散角： 26.667(°)-計算結(jié)果:-1. 墊層承載力驗算 基底平均壓力pk： 150.8(kpa) 基底最大壓力pkmax： 150.8(kpa) 基底最小壓力pkmin： 150.8(kpa) 基底自重壓力p

29、c： 27.3(kpa) 墊層承載力特征值fz： 287.3(kpa) pk <= fz, 滿足！ pkmax <= 1.2*fz, 滿足！ 因此換土墊層承載力滿足要求！2. 換填墊層底面處承載力驗算 墊層應(yīng)力擴散角： 26.7(度) 墊層底附加應(yīng)力pz： 92.4(kpa) 墊層底自重應(yīng)力pcz： 45.2(kpa) 墊層底pz + pcz： 137.6(kpa) 墊層底地基土承載力特征值fz： 204.3(kpa) pz + pcz <= fz,墊層底面地基土的承載力滿足要求！3. 墊層尺寸驗算 按照構(gòu)造要求驗算墊層頂面寬度和長度: 基礎(chǔ)底面寬度b： 5.500(m) 墊

30、層頂面寬度b1： 7.900(m) (b1-b)/2>=300mm，滿足構(gòu)造要求：墊層頂面寬度超出基礎(chǔ)底邊寬度不小于300mm！ 基礎(chǔ)底面長度l： 7.700(m) 墊層頂面長度l1： 8.900(m) (l1-l)/2>=300mm，滿足構(gòu)造要求：墊層頂面長度超出基礎(chǔ)底邊寬度不小于300mm！ 按應(yīng)力擴散角驗算墊層底面寬度和長度: 墊層底面寬度b2: 6.900(m) 基底壓應(yīng)力傳遞到墊層底面處的應(yīng)力分布寬度b + 2ztg:6.504(m) 墊層底面寬度b2 >= b + 2ztg,墊層底面滿足應(yīng)力擴散要求！ 墊層底面長度l2: 9.900(m) 基底壓應(yīng)力傳遞到墊層底面

31、處的應(yīng)力分布長度l + 2ztg:8.704(m) 墊層底面長度l2 >= l + 2ztg,墊層底面滿足應(yīng)力擴散要求！4. 下臥層承載力驗算 土層號 深度 pz pcz pz + pcz fz 是否滿足 (m) (度) (kpa) (kpa) (kpa) (kpa) 3 4.57 23.0 60.5 82.1 142.6 219.6 滿足！ 4 7.79 23.0 36.1 142.3 178.3 354.7 滿足！ 5 10.45 23.0 25.5 194.2 219.7 385.8 滿足！ 6 12.86 23.0 19.5 235.3 254.9 526.2 滿足！ 7 26.

32、54 23.7 6.5 392.6 399.1 685.3 滿足！ * - 土層的應(yīng)力擴散角 *pz - 下臥層頂面處的附加應(yīng)力值 *pcz - 下臥層頂面處土的自重壓力值 *fz - 下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值5. 沉降計算沉降計算點坐標(x0,y0) = (0.000,0.000) 層號 厚度 壓縮模量 z1 z2 壓縮量 應(yīng)力系數(shù)積分值 (m) (mpa) (m) (m) (mm) (z2a2-z1a1) 1 0.33 10.000 0.00 0.33 4.08 0.3299 2 0.67 10.000 0.33 1.00 8.21 0.6643 3 2.07 10.24

33、0 1.00 3.07 21.56 1.7870 4 3.22 7.960 3.07 6.29 25.49 1.6424 5 2.51 6.550 6.29 8.80 12.84 0.6811 壓縮模量的當量值： 8.737(mpa) 沉降計算經(jīng)驗系數(shù)： 0.400 總沉降量：0.400 * 72.17 = 28.87(mm) *z1 - 基礎(chǔ)底面至本計算分層頂面的距離 *z2 - 基礎(chǔ)底面至本計算分層底面的距離通過張拉鋼筋前后基礎(chǔ)計算可知，最大沉降為28.87mm。5.2.2 制梁臺座端頭基礎(chǔ)計算1、 制梁臺座端頭縱梁抗壓強度計算在制梁臺座端頭有均布荷載和集中荷載，根據(jù)5.1.1節(jié)和5.1.

34、2節(jié)計算可知號縱梁上荷載最大，其預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉前后荷載計算集散圖如下圖5-6a和b所示。a 張拉鋼筋前荷載分布圖b 張拉鋼筋后荷載分布圖圖5-6 制梁臺座端頭縱梁荷載分布圖（單位:cm）由于縱梁寬度為50cm，其張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋前局部承壓計算如下所示：1=f1/a1=21.5×10-3/（0.4×0.5）= 0.11mpa2=f2/a2=289×10-3/（0.4×0.5）= 1.445mpa3=q×l/a3=180.6×3.1×10-3/（3.1×0.5）= 0.36mpa預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉后縱梁局部承壓計算如下所示：

35、4=q×l/a4=628.6×3.5×10-3/（3.5×0.5）= 1.257mpa由于制梁臺座采用c30混凝土，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（gb50010-2010）表4.1.4可知，其抗壓強度設(shè)計值=14.3mpa；以上計算取最大應(yīng)力max=2=1.445mpa<=14.3mpa，則制梁臺座縱梁局部抗壓強度滿足施工使用的要求。2、 制梁臺座基礎(chǔ)抗剪強度和抗彎強度驗算在制梁臺座兩個端頭采用擴展基礎(chǔ)，基礎(chǔ)的截面圖如上圖5-1所示。由于基礎(chǔ)采用臺階式擴展基礎(chǔ)，防止基礎(chǔ)被剪切破壞，因此驗算兩個臺階處，其驗算截面如下圖5-7所示。圖5-7 擴展基礎(chǔ)截面驗算

36、圖（單位:cm）根據(jù)圖5-7可知，在a-a和b-b截面為抗彎和抗剪最薄弱處，因此分別對這兩處進行計算。根據(jù)5.2.1節(jié)計算可知，制梁臺座預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉前基底最大壓力為pmax=102.6+27.3=129.9kpa；張拉鋼筋后基底最大壓力pmax=150.8+27.3=178.1kpa；所以預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉后基底最大壓力pmax=178.1kpa作為計算荷載。1、 a-a截面驗算根據(jù)材料力學(xué)剪應(yīng)力和彎曲應(yīng)力計算公式，其剪應(yīng)力和彎曲應(yīng)力計算如下所示。f = pmaxa =178.1×（0.9×5.5）=881.6kn = 3f/2a =（3×881.6）×1

37、0-3/（2×0.9×5.5）=0.267mpaw = bh2/6 =5.5×0.92/6=0.743m3 = m/w =（881.6×0.9/2）×106/7.43×108=0.534mpa由于制梁臺座采用的是c30混凝土，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（gb50010-2010）表4.1.4可知，其抗壓強度設(shè)計值=14.3mpa，其抗剪強度設(shè)計值為=1.43mpa；以上計算最大正應(yīng)力max=0.534mpa<=14.3mpa，=0.267mpa<=1.43mpa，則制梁臺座a-a截面抗彎強度和抗剪強度滿足施工使用要求。2、 b

38、-b截面驗算根據(jù)材料力學(xué)剪應(yīng)力和彎曲應(yīng)力計算公式，其剪應(yīng)力和彎曲應(yīng)力計算如下所示。f = pmaxa =178.1×（1.5×5.5）=1469.3kn = 3f/2a =（3×1469.3）×10-3/（2×1.5×4.5）=0.327mpaw = bh2/6 =4.5×1.52/6=1.6875m3 = m/w =（1469.3×1.5/2）×106/1.6875×109=0.653mpa由于制梁臺座采用的是c30混凝土，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（gb50010-2010）表4.1.4可知，其

39、抗壓強度設(shè)計值=14.3mpa，其抗剪強度設(shè)計值為=1.43mpa；以上計算最大正應(yīng)力max=0.653mpa<=14.3mpa，=0.327mpa<=1.43mpa，則制梁臺座a-a截面抗彎強度和抗剪強度滿足施工使用要求。3、 制梁臺座基礎(chǔ)沖切計算根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)規(guī)范8.1.2節(jié)可知，無筋擴展基礎(chǔ)高度應(yīng)符合下式5-1要求。 （5-1）式中：b基礎(chǔ)底面寬度； b0基礎(chǔ)底面的墻體寬度或柱腳寬度； h0基礎(chǔ)高度； b2基礎(chǔ)臺階寬度； tan基礎(chǔ)臺階高寬比b2：h0。根據(jù)前面所述可知，制梁臺座橫向截面及剛性角如下圖5-8所示。圖5-8 制梁臺座橫向截面及剛性角圖（單位:cm）根據(jù)圖5-

40、8可知，在縱梁下基礎(chǔ)寬度為3.5m，基礎(chǔ)頂面墻寬為50cm，基礎(chǔ)臺階高寬比為1：1，根據(jù)公式5-1無筋擴展基礎(chǔ)高度計算如下所示。；根據(jù)圖5-8可知，圖中制梁臺座端頭臺階基礎(chǔ)高度h=1.5mh0=1.5m，則制梁臺座基礎(chǔ)高度滿足不配置鋼筋的要求；由上面驗算a-a和b-b的抗剪和抗彎滿足施工使用的要求，則此基礎(chǔ)為剛性基礎(chǔ)；由于基礎(chǔ)采用c30混凝土，從圖5-8中可知剛性角=45<=45，則剛性角滿足施工使用的要求，制梁臺座構(gòu)造滿足抗沖切的要求。為防止沖擊荷載和振動荷載對制梁臺座端頭基礎(chǔ)的影響，在制梁臺座頂和底配置1220cm、1020cm的鋼筋網(wǎng)片。5.2.3 制梁臺座跨中結(jié)構(gòu)計算在制梁臺座跨

41、中采用彈性地基梁，用文克勒假定模型進行計算。根據(jù)5.1.1節(jié)計算可知，橫排鋼管樁支柱上荷載分別為f1=f3=541.8kn，f2=176.4kn將三個荷載移置地基梁中心線上，荷載f=f1+f2+f3=1260kn。因為對稱布置，所以產(chǎn)生的彎矩為0。制梁臺座跨中采用q234直徑為35.1cm壁厚1cm的鋼管樁支座，在彈性地基梁上先預(yù)埋50×50×2(cm)鋼板，并在頂上預(yù)埋相同鋼板，留四個螺栓孔。其制梁臺座跨中截面尺寸如下圖5-9所示。圖5-9 制梁臺座跨中截面（單位:cm）根據(jù)5.1.1節(jié)計算可知，鋼管樁頂面最大荷載為541.8kn，則鋼管樁壓應(yīng)力計算如下所示。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)

42、計規(guī)范（gb50010-2003）表3.4.1-1查q235鋼的容許剪應(yīng)力為=125mpa。則=49.3mpa<=215mpa，則鋼管樁強度滿足施工要求。根據(jù)圖5-9可知，彈性地基梁的截面尺寸為60×590cm；采用理正系列軟件按文克勒理論進行計算，其計算結(jié)果如下所示。*彈性地基梁計算書計算方法：文克爾有限元法計算時間：2013-12-17 17:41:31 星期二*- 計算簡圖、位移圖、剪力圖、彎矩圖 - 計算條件 -基本信息是否配筋選用混凝土規(guī)范國標gb50010-2010結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.0結(jié)構(gòu)系數(shù)-是否考慮自重最小單元長度(m)1.000簡圖間距放大系數(shù)1.0配筋信息配筋方式雙筋混凝土等級c30縱筋級別hrb335箍筋計算 箍筋級別hpb300 箍筋間距(mm)100as(mm)40配筋調(diào)整系數(shù)1.00各跨信息no. l ix b h a u k e ri rj 1 25.160 1062.000 5.900 0.600 3.54 26.00 0.20 1500.0 20000 自由 自由注： l -跨長，單位：m ix -截面慣性矩，單位：m4/10000 b -截面底部寬度，單位：m h -截面高度，單位：m a -截面面積，單位：m2 -材料容重，單位：kn/m3 u -材料泊松比 k -基床系