预制场建设方案计算书1.docx
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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
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》GB50007-2011；
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》GB50009-2012；
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
编号
材质
抗压强度
抗拉强度
弹性模量
备注
[fc]MPa
[ft]MPa
EMPa
1
HRB400
260
260
205000
容许值
2
HRB335
220
220
205000
容许值
3
C30
30000
容许值
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]
[V]kN
[N]kN
[R]kN
[G]kN/m
1
PHC-400AB
88
164
536
2288
设计值
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
22
60-150
淤泥
14
1000
50
淤泥质土
14
1200
60
粉质粘土
50
2200
全风化
140
6000
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
2
淤泥
3
淤泥质土
4
粉质黏土
5
全风化
3、设计荷载
、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（m）
V（m3）
kN/m3
GdzkN
1
25
26
2
30
26
3
35
26
4
40
26
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=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
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）=327kN30m制梁台座单桩荷载
F3=（2Gdz）=30m存梁台座单桩荷载
F4=（2Gdz）=837kN40m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=
/K
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
=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
Hm
qikN
qkkN
RakN
FkN
1
40m制梁
32
粉质黏土
2
30m制梁
28
294
粉质黏土
3
30m存梁
36
粉质黏土
4
40m存梁
44
粉质黏土
5
大龙门吊基础
44
粉质黏土
6
小龙门吊基础
28
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=260MPaHRB400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=260MPaHRB400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=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=260MPaHRB400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=260MPaHRB400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=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=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。
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