双层存梁方案内容Word文档下载推荐.docx

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水位随季节性变化，交替循环较弱，本场地水质清澈、透明，对砼结构及钢筋砼结构中的钢筋不具腐蚀性。

填方段32m存梁台座均采用钻孔桩基础，每个台座四支点支承，支承桩基桩径1m，砼强度为C20，单桩独立支承，桩与桩之间设联系梁联系梁截面尺寸为0.8m*0.8m。

因桩侧摩阻力不足，桩基采用嵌岩桩，入嵌岩深度为10.5m,桩基长度最大为27.5m。

（1）、C20砼

轴心抗压强度：

轴心抗拉强度：

弹性模量：

（2）、钢筋

I级钢筋：

，

II级钢筋：

荷载1：

梁体荷载P=2＊721＊10/4＝3605kN。

荷载2：

张拉水平分力F。

根据以前的施工经验，32m梁体终张拉时，梁体压缩量最大值为30mm，梁体纵向收缩，必产生水平力，使桩基产生沿梁体纵向收缩方向的挠度，各侧挠度大小ω为15mm，根据悬臂梁挠度公式：

ω=FL3/（3EI）,

可知，

1）:

F=3EIω/L3

2）:

M=3EIω/L2

其中：

E－砼弹模，为2.5*104MPa;

I-桩基截面贯性矩，I=πd4/64=4.91*1013;

ω-挠度，15mm；

L-桩长。

由上两式可知，水平力与桩基长度长度的立方成反比，弯矩与桩基自由长度的平方成反比。

桩长为27.5m，桩顶水平力为：

F21.5m=3EIω/L3=3*2.5*104*4.91*1013*15/275003=2655N=2.7kN

建模如下：

桩长取27.5m，入岩深度为10.5m，采用Midas建模进行受力分析，单桩桩顶承载结构分析中忽略地基对桩顶联系梁的弹性支撑、土体对桩身的侧向约束作用不计。

结构模型及分析结果如图

最大桩底反力为：

Rmax=4188kN。

竖向最大变形量：

f竖max=5mm。

横向最大变形量：

f横max=15mm。

桩基最大轴力：

N桩max=4188kN；

桩基剪力最大绝对值：

Q桩max=3kN；

桩基z轴向最大弯矩：

Mz桩max=74kN.m；

桩基y轴向最大弯矩：

My桩max=15kN.m；

系梁y轴向最大弯矩：

My梁max=44kN.m；

系梁z轴向剪力最大绝对值：

Qz梁max=43kN.m；

单桩承载力标准值按下式确定：

—岩石试块单轴极限抗压强度；

、

—决定于岩层破碎程度和清底情况的系数；

—桩底面积；

—嵌入岩层内桩的挖孔周长；

—自新鲜岩面算起的嵌入深度；

根据掌握制梁场区地质勘测资料及有关参考数据，取C1＝0.5,C2=0.04；

R=2.43Mpa。

[P]=R（C1A+C2Uh）=2430*（0.5*0.785+0.04*3.142*10.5）

=4160kN

约小于Rmax=4188kN,相差28kN，因嵌岩桩未考虑侧磨力，故仍满足要求！

图

配筋采用MIDAS/civil中的“RCBeamDesign”功能，其计算结果见图4.2-1

所需钢筋总面积：

A=2545mm2

根据《混凝土结构设计规范（GB50010-2002）》关于“钻孔桩纵向受力钢筋的最小配筋率”的要求，受压构件为0.4%,Amin=0.4%×

π×

5002＝3142mm2。

为满足对称配筋的要求,配筋16φ16A=3217mm2。

满足要求！

螺旋筋采用φ8光圆钢筋，螺距200mm，为便于钢筋笼运输、吊装，钢筋骨架每2m设置一道φ20加强筋，以提高骨架整体刚度。

由于桩基设计为嵌岩柱桩，故钢筋笼长按桩身通长布置。

桩基配筋图详见附图：

32m双层存梁台座桩基配筋图。

图4.2-1：

桩基配筋计算结果

联系梁配筋采用MIDAS/civil中的“RCBeamDesign”功能，自动计算配置顶面钢筋、底面钢筋及箍筋，计算结果见图4.2-2

由计算结果可知，联系梁顶面抵抗截面负弯矩所需配筋面积为：

A`s=608mm2

选用6φ12钢筋，面积A`s=679mm2>

608mm2

联系梁底面抵抗截面正弯矩所需配筋面积为：

As=608mm2

根据公路桥涵设计规范，受弯构件纵向受拉钢筋最小配筋率要求，C20砼为0.1%，

Amin=0.1%*800*800=640mm2。

选用6φ12钢筋，面积As=679mm2>

根据MIDAS/civil对梁箍筋布置的计算结果,沿梁长配置2φ8,箍筋间距100mm。

沿联系梁梁高设二道拉筋，拉筋布置为：

φ12钢筋，竖向间距80cm。

系梁配筋图详见附图：

双层存梁台座系梁配筋图。

图4.2-2：

系梁配筋计算结果

2.2、32m梁双层扩大基础存梁台座设计

平均层厚3.20m，紫红色，灰绿色，成份以粉粘粒为主，局部含粉砂，基本承载力360kPa，不宜作持力层。

挖方段因土体固结良好，均是硬粘土，土层承载力为230kPa，粘土层薄（最薄处已遇岩石，最厚处为4米），压缩模量较大，平均值为11.7MPa，沉降量小，故挖方段扩大基础，扩大基础设计为单端整体基础，基础尺寸为5m×

10m,总高2.4m,埋深2m，扩大基础横截面见图2.2－1，纵截面见图2.2-2。

图2.2－1：

扩大基础横截面（单位：

m）

图2.2－2：

扩大基础纵截面（单位：

梁重：

G1=721t。

单个基础各支点荷载为：

P=2*721*10/4=3605kN。

基础自重：

G2＝（5*0.8＋3*0.8＋1*0.8）*10*2.5*10=1800kN。

基础上土重：

G3＝（5＊2－0.8*1*8-0.4*1）*10*20=640

σ=（2P+G2+G3）/A=（3605*2＋1800+640）/（5*10）=193kPa<

230kPa，承载力满足！

基础埋置深度为2m，基础底面下部粘土层最大厚度为2m，按0.4b=0.4×

500=200cm进行分层，分为1层，根据如下公式进行沉降计算。

S=msΣ（hiσzi/ＥＳi）

式中,S—地基总沉降量,cm;

σzi—第i层土顶面与底面附加应力的平均值,ＭPa;

ＥＳi—第i层土的压缩模量,ＭPa;

hi—第i层土的厚度,cm;

ms—沉降计算经验系数。

计算基础沉降量:

1）基础底面附加应力σ-γd=193-20×

2=153KPa。

2）基础底层的附加应力，用点法计算，a=10m,b=5m，附加应力

σ0=ac（σ-γd）kPa，根据《公路桥涵地基与基础设计规范》,查表计算如下表1：

表1：

基底附加应力计算

深度z（m）

Z/b=（z-2）/b

a/b

应力系数ac

附加应力

σ0=ac（σ-γd）/1000

MPa

2

1

0.153

4

0.4

0.870

0.113

3）地基受压深度,因在4米深处已是中风化粉质砂岩,压缩量非常小,故不再考虑更深土层。

根据公式S=msΣ（hiσzi/ＥＳi），最终沉降量S为:

S=0.6*（200*0.113/11.7）=1.16cm。

为增强基底砼的抗裂性，基底设置一层钢筋网片，钢筋规格为Φ12mm,网片间距为150mm*150mm。

2.3、32m梁兼24m梁存梁台座设计

结合场地的实际情况，现场布置4座32m梁兼24m梁存梁台座，双层存放。

为了保证桩基沉降均匀性，桩基础结构形式采用与其共用的32m梁存梁台座的结构形式，此处不另行设计。

3、双层存梁下层梁体检算

根据中铁第四勘察设计院集团有限公司提供的《时速250公里客运专线城际铁路通用图架桥机检算报告-铁4-2局[1]》中的检算资料：

1）梁体纵向检算：

混凝土正应力、强度、抗裂性、混凝土主应力及支反力均满足设计要求。

2）横向计算：

当支座中心距为3.6m时，横向计算不满足设计要求。

若纵向位置距梁端≤1.5m，将垫片尺寸改为横向1000mm×

800mm纵向×

100mm厚，横向支座中心距为5.4m时，横向计算满足设计要求。

梁场双层存梁按照上述要求进行设计施工即可。

4、双层存梁垫板设计

4.1、设计依据

1、《结构工程师实务手册》

2、《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》

3、箱梁图纸《通桥（2008）2224－I》

4、箱梁图纸《通桥（2007）2224－I》与《通桥（2007）2224－Ⅱ

4.2、存梁形式及垫板结构

根据设计院检算结果，存梁支点中心与支座板中心重合，垫板采用方格网结构，方格上下铺设钢板做为承压面板，存梁形式及垫板具体尺寸如下图：

垫板结构图

4.3、结构计算

梁重（含挡碴墙）：

G梁自重=721t

单个存梁垫板承受荷载：

R=

上部承压面板压强：

下部承压面板压强：

垫板采用[8槽钢直立焊接成方格网骨架，上下承压面板均为δ10钢板，构件为Q235钢构件，查《结构工程师实务手册》得;

钢材

抗拉、抗压和抗弯

（MPa）

抗剪

弹性模量

牌号

厚度或直径（mm）

Q235钢

≤16

215

125

2.1*105

采用有限元分析法进行受力检算，取1mm宽微段单元体进行受力分析，根据计算，

，仅对顶面进行受力分析，计算简图如下：

方格承压检算：

[8槽钢腹板厚度：

方格最大间距：

计算荷载为均布荷载：

微段单元支座反力：

[8槽钢腹板承压强度：

计算合格，满足使用要求！

上层面板抗剪检算：

面板厚度：

δ=10mm

上层面板抗弯检算:

截面抵抗矩：

截面最大弯矩：

上层面板挠度计算：

最大挠度值：

满足支点平整度≤2mm/1m的使用要求！

注：

由于方格最大间距仅270mm，构件自重影响忽略不计。

综上所述，垫板各项设计指标均满足使用要求，结构设计合格！

5、双层存梁施工

5.1、施工工艺

选取下层梁体→放双层存梁支点中线→摊铺细砂→摆放存梁垫板、橡胶支座→抄平调整四支点高差→起吊、存放上层梁体→摘钩→工程部监控存梁台座沉降量

5.2、下层梁体选择

下层梁体必须满足如下要求：

压浆完成一周以上且上下层梁体为同一跨度，否则严禁做为下层承压梁体，另即将待架箱梁不得做为下层梁体使用；

5.3、工序作业要求

先在承压梁体桥面板上画出存梁垫板纵横向中心线，然后摊铺细砂找平，细砂必须摊铺均匀密实，铺垫双层存梁垫板、橡胶支座。

工程部抄平控制四个存梁支点顶面高差，作业人员使用石棉纸略微调整顶面高差，保证四支点顶面处于同一水平面。

起移上层梁体移至所选存梁台座，缓慢下落，使上层梁体支座中心线与存梁垫板中线对齐，落梁，摘钩。

工程部及时监控存梁台座沉降量。

双层存梁垫板顶面平整度≤2mm/1m，垫板中线偏差值≤5㎜，四支点顶面高差≤2㎜，上层梁体支座中线与存梁垫板中线偏差值≤10㎜。

6、沉降观测

6.1、施测过程与观测周期

在台座进行双层存梁前，确定各沉降观测点稳固牢靠后，方可进行首次观测。

每个观测点高程首次观测时应同期观测两次，比较观测结果，若同一观测点间的高差不超过±

0.5mm时，即可认为首次观测的数据是可靠的。

否则观测结果作废重测。

在台座双层存梁后，即开始进行沉降观测。

观测周期为一天，观测时间定为每天上午9点30分，持续一周。

每次观测后，应及时对观测资料进行整理，计算出观测点的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度，绘制沉降量与时间关系曲线图。

若出现变化量异常时，应立即通知主管负责人，为其采取防患措施提供依据，同时适当增加观测次数。

6.2、沉降观测的精度要求

　　台座预压沉降观测采用二等水准测量。

各项观测指标要求如下：

　　第一，往返较差、附和或环线闭合差：

△h＝∑a-∑b≤1.0，n表示测站数；

　　第二，前后视距≤30m；

　　第三，前后视距差≤1.0m；

　　第四，前后视距累积差≤3.0m；

第五，沉降观测点相对于后视点的高差容差：

≤1.0mm。

6.3、观测原则

每次观测应遵循“五定”原则。

所谓“五定”，即通常所说的沉降观测依据的基准点、被观测物上的沉降观测点，点位要稳定；

所用仪器、设备要稳定；

观测人员要稳定；

观测时的环境条件基本上要一致；

观测路线、镜位、程序和方法要固定。

7、附件

双层存梁示意图

双层存梁垫板

双层存梁台座沉降观测记录表