顶推工艺计算书.docx

1、顶推工艺计算书第一部分 主路箱梁顶推工艺计算书一、顶推各过程墩顶反力顶推从初始状态到顶推就位过程中，千斤顶始终作用于5号墩，各墩顶承受与顶力相反方向的摩阻力。各墩顶反力汇总如下表：初始状态顶推就位过程各墩顶反力（kN）墩号梁重静摩阻系数竖向力max竖向力min静摩阻水平力千斤顶水平顶力5号430000.127032 387 2703 -4300 临311109 0 1111 6号13212 5290 529 临214129 0 1413 7号19533 4158 416 临119735 4739 1973 注：竖向力“+”为向下，水平力“+”为顺顶推方向，“-”为逆顶推方向。二、各墩顶最不利反

2、力汇总各墩顶最不利反力汇总表（kN）墩号竖向力水平力备注5号27032 -1597 工况一：竖向力max387 -4261 工况二：竖向力min临311109 1111 6号13212 1321 工况一：竖向力max5290 529 工况二：竖向力min临214129 1413 7号19533 1953 工况一：竖向力max4158 416 工况二：竖向力min临119735 1973 三、各墩顶最不利反力工况时，其余墩并发反力汇总1、5号墩顶不利反力工况一：墩号竖向力水平力摩阻力千斤顶水平力5号27032 2703 -4300 6号6165 617 2、5号墩顶不利反力工况二：墩号竖向力水平

3、力摩阻力千斤顶水平力5号387 39 -4300 临33677 368 6号10371 1037 临210891097号4158416临1197351974 3、3号临时墩顶不利反力工况：墩号竖向力水平力摩阻力千斤顶水平力5号21528 2153 -4300 临311109 1111 4、6号墩顶不利反力工况一：墩号竖向力水平力摩阻力千斤顶水平力5号24069 2407 -4300 6号13212 1321 5、6号墩顶不利反力工况二：墩号竖向力水平力摩阻力千斤顶水平力5号22137 2214 -4300 6号5290 529 临211990 1199 6、2号临时墩顶不利反力工况：墩号竖向力

4、水平力摩阻力千斤顶水平力5号19928 1993 -4300 6号5360 536 临214129 1413 7、7号墩顶不利反力工况一：墩号竖向力水平力摩阻力千斤顶水平力5号6768 677 -4300 临36085 608 6号7030 703 7号19533 1953 8、7号墩顶不利反力工况二：墩号竖向力水平力摩阻力千斤顶水平力5号387 39 -4300 临33677 368 6号10371 1037 临21089 109 7号4158 416 临119735 1973 9、1号临时墩顶不利反力工况：墩号竖向力水平力摩阻力千斤顶水平力5号387 39 -4300 临33677 368

5、 6号10371 1037 临21089 109 7号4158 416 临119735 1973 四、墩身及基础检算1、模型建立根据实际墩身尺寸及墩位建立整体模型，墩身之间采用钢管桁架串联（8号永久墩与1号临时墩中间不设），现浇梁体范围内钢管桁架跨中节点下方设置钢管临时支撑。图1：顶推总体布置图（单位：cm）图2：顶推整体模型2、临时结构尺寸1号临时墩3号临时墩：主管采用8根直径800mm，壁厚16mm的钢管，联结系采用直径299mm，壁厚10mm的钢管；墩身串联桁架梁：主管采用直径299mm，壁厚10mm的钢管，联结系采用直径180mm，壁厚8mm的钢管。3、临时墩检算结果（1）1号临时墩

6、图3：1号临时墩墩身应力（MPa） 图4：1号临时墩墩身位移（mm）（2）2号临时墩 图5：2号临时墩墩身应力（MPa） 图6：2号临时墩墩身位移（mm）（3）3号临时墩 图7：3号临时墩墩身应力（MPa） 图8：3号临时墩墩身位移（mm）4、墩身串联桁架梁检算结果5号永久墩3号临时墩6号永久墩2号临时墩7号永久墩1号临时墩之间串联桁架，承受现浇梁体时，腹板部分的恒载。图9：5号永久墩3号临时墩之间串联桁架杆件应力（MPa）图10：3号临时墩6号永久墩之间串联桁架杆件应力（MPa）图11：6号永久墩2号临时墩之间串联桁架杆件应力（MPa）图12：2号临时墩7号永久墩之间串联桁架杆件应力（MPa

7、）图13：7号永久墩1号临时墩之间串联桁架杆件应力（MPa）5、永久墩检算结果取顶推过程中受力最不利桥墩进行检算，即检算5号永久墩，墩柱截面尺寸2.2mx2.2m，Nd=1672.5 kN，Md=8102.5 kN.ma承载能力计算矩形偏压混凝土柱承载力计算钢筋和混凝土指标C40 C?(20,25,30,35,40,45,50,55) 混凝土等级fcd18.4 (N/mm2)混凝土抗压强度设计值 fckftd1.65 (N/mm2)混凝土抗拉强度设计值 ftEc32500 (N/mm2)混凝土弹性模量 Ec纵向钢筋强度等级335 (HPB235,HRB335,HRB400) 纵筋强度等级fsd

8、(fsd)280 (N/mm2)纵筋抗拉压强度设计值 fyEs200000 (N/mm2)0.80 0.8C50内插C800.74b0.56 b/(1+fy/0.0033Es)偏压混凝土柱承载力计算0=1结构重要性系数Nd=1672.5kN基本组合轴向力设计值Md=8102.5kN.m基本组合弯矩设计值L020000 (mm)构件计算长度L0，当构件两端固定时取0.5L；当一端固定一端为不移动的铰时取0.7L；当两端均为不移动的铰时取L；当一端固定一端自由时取2.0L；L为构件支点间长度b2200 (mm)偏压柱截面宽 bh2200 (mm)偏压柱截面高 has=116 (mm)受拉区钢筋合力

9、点到受拉区边缘距离as=116 (mm)受压区钢筋合力点到受拉区边缘距离i=635 (mm)回转半径i=sqrt（b*h3/12/(b*h)h02084 (mm)受压区边缘距受拉区钢筋合力点距离h02084 (mm)受拉区边缘距受压区钢筋合力点距离e0=4845 (mm)偏心距 e0M/N 或按实际情况11.00 曲率修正系数 1=0.2+2.7*e0/h021.00 长细比对曲率影响系数 2=1.15-0.01*l0/h1.03 偏心距增大系数 =1+(1/(1400*e0/ho)(l0/h)2*1*2(当L0/i17.5时，1.0)e5952 (mm)轴力至拉筋距离 e=*e0+h/2-a

10、se-3861 (mm)轴力至压筋距离 e=h/2-e0-as轴力合力点位置判定轴力Nd合力点在As和As之外当轴力合力点在As和As之间时，承载力需满足：fcd*b*h*(ho-h/2)+fsd*As*(ho-as)-o*Nd*e0n42 受拉区纵筋根数 nd32 (mm)受拉区纵筋直径 dAs33778 (mm2)受拉区纵筋面积 As=N*(Pi*2/4)n42 受压区纵筋根数 nd32 (mm)受压区纵筋直径 dAs33778 (mm2)受压区纵筋面积 As=Ny*(Pi*y2/4)假定为大偏心受压构件，钢筋应力s=fsd假定x=124 (mm)利用单变量求解相对受压区高度x（一般假定h

11、/2），使得D=0s=280.00 钢筋应力s=fsd单变量求解D=0.00 (mm)D=fcd*b*x*(e-ho+x/2)-s*As*e-fsd*As*e=x/ho0.06 界限相对受压区高度=x/ho判定构件类型大偏心受压构件如果b,假设不成立，为小偏心受压构件大偏心受压构件承载能力计算o*Nd=1673kNo*Ndfcd*b*x+fsd*As-s*Asfcd*b*x+fsd*As-s*As=5033kN安全度K3.01 K=（fcd*b*x+fsd*As-s*As）/o*Ndo*Nd*e=9954kN.mo*Nd*efcd*b*x*(ho-x/2)+fsd*As*(ho-as)fcd*

12、b*x*(ho-x/2)+fsd*As*(ho-as)=28788kN.m安全度K2.89 K=（fcd*b*x*(ho-x/2)+fsd*As*(ho-as)）/o*Nd*e本构件为大偏心受压构件-承载力满足要求b裂缝计算矩形截面构件裂缝验算构件类型偏心受压构件轴心受拉构件、受弯构件（板式受弯构件）、偏心受拉构件、偏心受压构件；在下来列表中选择Ns=1672.5kN短期效应轴力Ms=8102.5kN.m短期效应弯矩NL(ML)=1672.5kN长期效应轴力(或弯矩）C1=1.0 钢筋表面形状系数，光圆钢筋为1.4；带肋钢筋1.0C2=1.5 作用（或荷载）长期效应系数，C2=1+0.5NL/

13、Ns（ML/Ms）C3=0.90 与构件受力性质有关的系数；当为钢筋砼板式受弯构件为1.15；其他受弯构件为1.0；轴心受拉构件为1.2；偏心受拉构件为1.1；偏心受压构件为0.9Es=200000.0 N/mm2钢筋弹模L0=21000.0 mm构件计算长度L0，当构件两端固定时取0.5L；当一端固定一端为不移动的铰时取0.7L；当两端均为不移动的铰时取L；当一端固定一端自由时取2.0L；L为构件支点间长度。b=2200.0 mm矩形截面宽度h=2200.0 mm矩形截面高度as=70.0 mm受拉区钢筋合力点至受拉区边缘距离h0=2130.0 mm截面有效高度h0=h-asn=42.0 受

14、拉钢筋根数(轴心受拉构件应为全部纵向钢筋根数）d=32.0 mm受拉钢筋直径，当用不同直径的钢筋时，d改用换算直径As=33778.4 mm2受拉钢筋面积=0.007 纵向受拉钢筋配筋率，对钢筋砼构件0.02时，取0.02；14时, s=1+(1/(4000*e0/ho)(L0/h)2es=5874.5 mm轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离es=s*e0+yses=3814.5 mm轴向压力作用点至受压区或受拉较小边纵向钢筋合力点的距离 es=abs(s*e0-ys)z=1819.5 mm纵向受拉钢筋合力点至截面受压区合力点的距离，且不大于0.87h0；z=0.87-0.12*(h0/

15、es)2*h00.87h0ss=110.3 N/mm2钢筋应力：偏心受拉构件ss=Ns/As；受弯构件ss=Ms/（0.87*As*h0）；偏心受拉构件ss=Ns*es/As/(h0-as)；偏心受压构件ss=Ns*(es-z)/(As*z)；Wfk=0.131 mm裂缝宽度;Wfk=C1*C2*C3*ss/Es*(30+d)/(0.28+10*)裂缝允许值0.2 mm裂缝允许值判断结果裂缝宽度满足要求6、临时墩基础检算结果（1）临1号墩检算结果a. 桩底承载力计算桩底支承力计算（kN）m0fa0k22桩长hqr（kPa）桩底支承力0.70.7232051726.0 1146.6 1296.8

16、 单桩承载力容许值Ra（kN）4731.2 单桩 桩头作用力N（施）5881.0 kn桩径1.2mkn桩土自重差值235.2 kn安全度（施）1.006 b. 桩身截面承载能力检算圆形截面桩基偏心受压砼构件正截面抗压承载力计算钢筋和混凝土指标C30 C?(20,25,30,35,40,45,50,55) 混凝土等级fcd13.8 (N/mm2)混凝土抗压强度设计值 fckftd1.39 (N/mm2)混凝土抗拉强度设计值 ftEc30000 (N/mm2)混凝土弹性模量 Ec纵向钢筋强度等级335 (HPB235,HRB335,HRB400) 纵筋强度等级fsd(fsd)280 (N/mm2)

17、纵筋抗拉压强度设计值 fyEs200000 (N/mm2)计算长度Lc计算桩底地基情况桩顶固接桩顶约束情况，在下拉列表中选择，用来计算桩的计算长度桩底地基情况桩底支于非岩石土中桩底地基情况，在下拉列表中选择，用来计算桩的计算长度是否考虑桩身偏心矩增大系数不考虑桩身偏心矩增大系数计算砼偏心受压时的桩身承载力，一般存在土的侧向抗力约束，可不考虑偏心增大系数；但对于桩有外露地面较长及桩侧土有液化土层和地基土极限承载力标准值小于50kPa（或土的不排水抗剪强度小于10kP啊）的软弱土层时，应考虑偏心增大系数；在下拉列表中选择0=1.1结构重要性系数Nd=6430kN基本组合轴向力设计值Md=1443.

18、3kN.m基本组合弯矩设计值L=26m总桩长Lo=0m承台底距地面或局部冲刷线长度h=26m地面或局部冲刷线以下桩入土深度h=L-L0d=1.2m桩径或垂直于水平力作用方向桩的宽度（m）L1=3m平行于水平力作用方向的桩间净距；梅花形布桩时，若相邻两排桩中心距c小于（d+1）m时，可按水平力作用面各桩间的投影距离计算N=2桩基根数n=2平行于水平力作用方向的一排桩的桩数m=8000kN/m4非岩石地基水平向抗力系数的比例系数h1=6.6m地面或局部冲刷线以下桩的计算埋入深度,取h1=3（d+1）,但不大于地面或局部冲刷线以下桩入土深度hk=1.000 平行于水平力作用方向的桩减相互影响系数；对

19、于单排桩或L10.6h1的多排桩，k=1.0；对于L10.6h1的多排桩，k=b2+（1-b2）*L1/（0.6*h1）kf=0.9桩形状换算系数，视水平力作用面（垂直于水平力作用方向）而定，圆形或圆端形截面kf=0.9；b1=1.98m桩的计算宽度（m），b12d；当d1.0m时，b1=k*kf*（d+1）；当d1.0m时，b1=k*kf*（1.5d+0.5）b2=0.6m与平行于水平力作用方向的一排桩的桩数n有关的系数，n=1时b2=1.0；n=2时b2=0.6；n=3时b2=0.5；n4时b2=0.45；A=1.13 m2桩基截面积；A=*d2/4I=0.102 m4桩的毛截面惯性矩；I

20、=d4*/64EI=2442902 kN.m2桩的抗弯刚度EI=0.8*EcI=0.37 m-1桩的变形系数=（m*b1/（EI）(1/5)桩的计算长度Lc=5.48 m桩的计算长度Lc；桩顶铰接：当桩底支于非岩石土中时：当h4/时，Lc=（L0+h）；当h4/时,Lc=0.7*（L0+4/）当桩底支于岩石土中时：当h4/时，Lc=0.7*（L0+h）；当h4/时，Lc=0.7*（L0+4/）；桩顶固接：当桩底支于非岩石土中时：当h4/时，Lc=0.7*（L0+h）；当h4/时,Lc=0.5*（L0+4/）当桩底支于岩石土中时：当h4/时，Lc=0.5*（L0+h）；当h4/时，Lc=0.5*

21、（L0+4/）；偏心距增大系数计算ei=224 mm初始偏心距 e0M/N h=1200 mm桩的截面高度，对于圆形桩取桩身直径h=dr=600 mm桩基半径r=h/2rs=500mm纵向钢筋所在圆周半径i=300 mm回转半径i=sqrt（I/A）=r/2h0=1100 mm桩身截面的有效高度h0=r+rs10.751 荷载偏心率对截面曲率的影响系数1=0.2+2.7*ei/h0121.00 构件长细比对截面曲率的影响系数： 2=1.15-0.01*Lc/h11.00 偏心距增大系数 =1+(1/(1400*ei/ho)(Lc/h)2*1*2(当Lc/i17.5时，1.0)ei224.46

22、mm轴向力偏心距e0计算0.744 截面实际受压区高度与圆形截面直径的比值；利用单变量求解相对受压区高度，使得D=0(初始假定01.5）d=22 mm桩基纵向钢筋直径n1=28 全部桩基纵向钢筋根数As=10644 mm2桩基纵向钢筋面积As=d2*n1/4=0.009 纵向钢筋配筋率=As/（*r2)g=0.83 纵向钢筋所在圆周的半径rs与圆截面半径之比g=rs/rcu=0.0033 混凝土的极限应变cu=0.00330.80 截面受压区矩形应力分布高度与实际受压区高度的比值；当1.0时=0.8；当11.5时=1.067-0.267c1.76 与矩形应力分布高度x相应的截面受压面积所对的圆

23、心角之半carccos（1-2*)sc1.40 由周边均匀配置的纵向钢筋变换的薄壁钢环，在压塑区起点所对的圆心角之半 :scarccos（2*/(g*cu)*fsd/Es+(1-2)/g)st3.14 由周边均匀配置的纵向钢筋变换的薄壁钢环，在压塑区起点所对的圆心角之半 :starccos（-2*/(g*cu)*fsd/Es+(1-2)/g)A1.95 A=0.5*(2c-sin(2c)B0.63 B=sin(c)3*2/3C1.44 C=sc-+st+1/(gcos(sc)-(1-2)*(g(sin(st)-sin(sc)-(1-2)(st-sc)D1.26 D=sin(sc)+sin(st

24、)+1/(gcos(sc)-(1-2)*(g(st-sc)/2+(sin(2st)-sin(2sc)/2)-(1-2)(sin(st)-sin(sc)e0=224.46 轴向力的偏心距e0=(Bfcd+Dgfsd)r/(A*fcd+Cfsd)单变量求解D=0.000 D=ei-e0（利用单变量求解使D=0）圆形截面正截面抗压承载能力验算0*Nd=7073kN0*NdA*r2*fcd+C*r2*fsdA*r2*fcd+C*r2*fsd=11049kN安全度K1.56 K=（A*r2*fcd+C*r2*fsd）/（0*Nd）0*Nd*e0=1588kN0*Nd*e0B*r3*fcd+D*r3*fsdB*r3*fcd+D*r3*fsd=2600kN安全度K1.64 K=（B*r3*fcd+D*r3*fsd）/（0*Nd*e0）正截面抗压承载力满足要求c. 桩基裂缝验算圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件裂缝验算Ns=6430.0 kN短期效应轴力Ms=1443.3 kN.m短期效应弯矩NL(ML)=5358.3 kN长期效应轴力(或弯矩）L0=5478.5 mm构件计算长度L0，计算桥墩时：当构件两端固定时取0.5L；当一端固定一端为不移动的铰时取0.7L；当两端均为不移动的铰时取L；当一端固定一端自由时取2.0L；L为构件