预制场建设方案计算书(1)

珠海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：中交一公局桥隧工程有限公司

二〇一八年十一月

目录

1、 计算依据 .............................................................. 错误!未定义书签。 2、设计标准 ............................................................... 错误!未定义书签。 钢筋混凝土设计参数 ....................................................... 错误!未定义书签。 混凝土管桩设计参数 ....................................................... 错误!未定义书签。 岩土设计参数 ............................................................. 错误!未定义书签。 地质土层参数 ............................................................. 错误!未定义书签。 3、设计荷载 ............................................................... 错误!未定义书签。 、预制梁自重 ............................................................. 错误!未定义书签。 龙门吊荷载 ............................................................... 错误!未定义书签。 4、管桩打设深度计算 ....................................................... 错误!未定义书签。 设计荷载 ................................................................. 错误!未定义书签。 管桩入土深度计算 ......................................................... 错误!未定义书签。 管桩稳定性计算 ........................................................... 错误!未定义书签。 5、基础计算 ............................................................... 错误!未定义书签。 制梁台座基础计算 ......................................................... 错误!未定义书签。 存梁台座基础计算 ......................................................... 错误!未定义书签。 龙门吊基础计算 ........................................................... 错误!未定义书签。 6、结论建议 ............................................................... 错误!未定义书签。

1、 计算依据

1)《珠海市鹤港高速公路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范》GB 50007-2011； 3）《钢结构设计规范》GB50017-2003 4）《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 5）《混凝土结构设计规范》 6）《公路桥涵设计通用规范》 7）《预制场建设方案设计图》； 8）《路桥施工计算手册》；

9）《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012；

10）《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005。

2、设计标准 钢筋混凝土设计参数

抗压强度 编号 材质 [fc]MPa 1 2 3 HRB400 HRB335 C30 260 220 [ft]MPa 260 220 E MPa 205000 205000 30000 容许值 容许值 容许值 抗拉强度 弹性模量 备注 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：

抗弯 编号 规格 [M] 1 PHC-400AB 88 [V]kN 164 [N]kN 536 [R]kN 2288 [G]kN/m 设计值 抗剪 抗拉 抗压 重量 备注 岩土设计参数

根据地勘资料，岩土参数取值如下：

侧阻力极限标准值 土层名称 [qik]kPa 人工填土 淤泥 淤泥质土 粉质粘土 全风化 22 14 14 50 140 [qisk]kPa 1000 1200 2200 6000 [fak]kPa 60-150 50 60 端阻力极限标准值 地基承载力特征值 地质土层参数

根据地勘资料，土层深度取值如下：

地层编号 1 2 3 4 5 地质情况 填土 淤泥 淤泥质土 粉质黏土 全风化 层底高程（m） 层厚(m) 3、设计荷载 、预制梁自重

各类型预制梁最大自重荷载如下：

预制梁长度 编号 L（m） 1 2 3 4 25 30 35 40 26 26 26 V (m) 3预制梁最大方量 容重 kN/m 26 3自重 备注 Gdz kN 龙门吊荷载

1）100t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**+Gtc+=

其中： K= 考虑水平荷载增大系数

Glm=750 kN 龙门吊自重 Gtc=50 kN 天车吊具自重 Gdz=1674 kN 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 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=(Gdz)= 40m/35m制梁台座单桩荷载 F2=(Gdz)=327kN 30m制梁台座单桩荷载 F3=（2Gdz）= 30m存梁台座单桩荷载 F4=（2Gdz）=837kN 40m存梁台座单桩荷载 F5=MAX（GLX）= 大龙门吊轨道单桩荷载 F6=MAX（GLX）=55kN 小龙门吊轨道单桩荷载

管桩入土深度计算

A400PHC管桩承载力：

Ra=Quk/K Quk=Qsk+Qpk=uqsikli+qpk（Aj+pApl）

其中：u=πd= 管桩的周长 D1= 管桩直径

D2= 管桩空心直径 A=㎡ 管桩毛截面面积 AP=㎡ 桩端空心截面面积 Aj=㎡ 桩端净截面面积

p= 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：

入土深度 编号 名称 H m 1 2 3 4 5 6 40m制梁 30m制梁 30m存梁 40m存梁 大龙门吊基础 小龙门吊基础 32 qi kN qk kN Ra kN F kN 粉质黏土 摩阻力 端承力 承载力 设计荷载 桩端持力层 28 294 粉质黏土 粉质黏土 36 44 粉质黏土 44 28 粉质黏土 粉质黏土 则管桩竖向承载力满足上部荷载的要求。

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。

2）弯矩M= （PHC预应力管桩最大开裂弯矩） 满足要求

5、基础计算 制梁台座基础计算 计算说明

预制梁预制时，预制梁轴线与桩轴线对齐，间距，需计算制梁台座抗弯承载力、抗剪切承载力。

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。

荷载计算

预制梁底部宽度为1m，均布荷载：q=Gdz/2l=m 其中： Gdz= 预制梁最自重

L= 预制梁底座部宽度

正截面配筋计算

1）弯矩：M=顶面配筋计算

1）弯矩： M= 制梁台座工字钢最大允许弯矩： ，安全系数考虑为,。 ＞，满足要求。

存梁台座基础计算 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，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。

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：

荷载计算

预制梁共计4个存放点，单个支点荷载：F=×2G= 其中： 2G= 双层存量最大自重

正截面配筋计算

1）弯矩M=顶面配筋计算

1）弯矩： M=计算配筋面积：AS=αfcbx/fy=

其中： a=1 混凝土强度等级系数

fc= C30混凝土抗压强度容许值 b=1000mm 受压区截面宽度

fy=260MPa HRB400钢筋抗拉强度容许值 x=h0-(h02-2M/αfcb)= 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=>As= 满足要求。

底面配筋计算

1）弯矩： M=计算配筋面积：AS=αfcbx/fy=

其中： a=1 混凝土强度等级系数

fc= C30混凝土抗压强度容许值 b=1000mm 受压区截面宽度

fy=260MPa HRB400钢筋抗拉强度容许值 x=h0-(h02-2M/αfcb)= 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= 满足要求 4）配筋率 ρ=ASS/bh0= 033＞Pmin=

抗剪力计算

抗剪承载力：V=MIN(V1，V2)=＞As= 满足要求

V1=βhfcbh0= V2=+fyvASVh0/S= kN

其中： βh=1 截面高度系数

fyv=260MPa HRB400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 同一截面内箍筋的根数 S=140mm 箍筋间距

ft= C30混凝土抗拉强度容许值

龙门吊基础计算 弯矩图

顶面配筋计算

1）弯矩： M=计算配筋面积：AS=αfcbx/fy=

其中： a=1 混凝土强度等级系数

fc= C30混凝土抗压强度容许值 b=1200mm 受压区截面宽度

fy=260MPa HRB400钢筋抗拉强度容许值 x=h0-(h02-2M/αfcb)= 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=>As= 满足要求。

底面配筋计算

1）弯矩： M=计算配筋面积：AS=αfcbx/fy=

其中： a=1 混凝土强度等级系数

fc= C30混凝土抗压强度容许值 b=1200mm 受压区截面宽度

fy=260MPa HRB400钢筋抗拉强度容许值 x=h0-(h02-2M/αfcb)=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=>As= 满足要求 4）配筋率 ρ=ASS/bh0=＞Pmin=

抗剪力计算

抗剪承载力：V=MIN(V1，V2)=＞F= 满足要求 V1=βhfcbh0= V2=+fyvASVh0/S= kN

其中： βh=1 截面高度系数

fyv=260MPa HRB400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=2 同一截面内箍筋的根数 S=200mm 箍筋间距

ft= C30混凝土抗拉强度容许值

6、结论建议

1）各构件强度、刚度满足规范要求。

2）预制梁预制时，预制梁截面中心应对齐预制管桩，现场应在台座顶面标记预制位置。

3）梁场预制梁存放时，预制梁截面中心应对齐预制台座中心线，现场应在台座顶面标记存放位置。

4）预制梁存放时，严格按照设计要求设置支点。