梁场桩基础设计计算北端梁场.docx
- 文档编号:17874373
- 上传时间:2023-08-04
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:165.37KB
梁场桩基础设计计算北端梁场.docx
《梁场桩基础设计计算北端梁场.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《梁场桩基础设计计算北端梁场.docx(17页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
梁场桩基础设计计算北端梁场
武汉天兴洲大桥铁路引桥及相关配套工程
部分站前线下工程TZQ-1标
梁场桩基础设计计算书
编制:
张志跃
审核:
中铁七局集团第三工程有限公司武汉大桥经理部
二00五年八月十二日
一、收集设计资料
桩基础的设计首先要充分掌握设计原始资料,包括建筑物类型、荷载、工程地质勘察资料、材料来源及施工技术设备等情况,并尽量了解当地使用桩基的经验以供设计参考。
1、考虑荷载:
(1)、预制箱梁900T,模板150T;
(2)、龙门吊358T;
(3)、施工荷载0.1T/m2;
(4)、钢筋及钢绞线重量为70T;
(5)、内模重量为30T(预估);
(6)、试验梁结构及加固结构100T;
(7)、荷载的组成分析:
①箱梁浇筑到张拉前,箱梁荷载处于均布荷载状态,标准断面的均布荷载为24.25吨/米,加厚断面36.78吨/米。
②而在箱梁张拉过程中和张拉后,箱梁处于简支状态,此时模型已经拆除,荷载基本为箱梁自重。
③在箱梁吊装过程中,龙门吊底下基础不但要承担箱梁重量,而且还应包括龙门吊自重和吊装偏心的影响。
④在吊装钢筋骨架时,我部考虑与内模一起吊装到位,吊装吨位考虑100T,同时考虑吊装偏心的影响。
⑤箱梁试验时台座荷载要考虑梁体自重及试验结构荷载(100T),共计1000T。
2、地质资料:
根据铁道第四勘察设计院的相关地质资料,选择梁场位置最不利地层组成作为实际地质资料的依据。
我部选择《长江北岸引桥》钻孔编号为Jz-Ⅳ0512-长北引9,中心里程为DK1178+828.00。
土层
名称
土层
厚度
γ
G
w
e
Wl
Wp
Ip
Il
Es
种植土
1.2
1.72
2.75
淤泥质
粘土
4.9
1.72
2.76
54.4
1.298
50.9
25.4
25.5
1.14
0.59
黏土
19.7
2.05
2.75
22.3
0.716
42.2
17.5
24.7
0.19
圆砾土
2.9
1.99
2.72
27.9
0.637
48.1
20.1
28
0.28
全风化
砂岩
6.2
2.04
2.75
24.8
0.779
40.7
17.9
22.8
0.3
强风化砂岩
17.1
2.0
2.76
27.0
0.737
51.7
21.7
30
0.18
二、确定桩的类型、断面和桩长,初步确定承台及冠梁尺寸
1、根据我部现场实际和现有施工设备我部选择混凝土灌注桩,采用摩擦桩方式,桩径为1.0m,桩长根据承载力大小确定。
2、在梁端采用双排桩基,设置6根桩,桩间距为3米,滑道采用单排桩基,间距为3米(桩中心间距)。
三、确定单桩竖向承载力设计值
(一)概念:
单桩承载力是指单桩在外荷载作用下,不丧失稳定性、不产生过大变形时的承载能力。
(二)单桩承载力计算
1、梁端桩基承载力计算:
根据箱梁自重和桩长综合考虑单桩承载力(不考虑承台重量)
单根桩基承载力
R=R’+W桩
=W梁/(2*6)+W桩
=
=150+1.96*l桩(吨)
R’――为单桩承载力,不包括桩体自重。
计算简图见下页如下所示:
桩基受力简图
桩基平面布置图
l桩——为桩基设计长度
根据公式:
R=
Qsk=u
qsikli
Qpk=qpk*Ap
其中:
Qsk——单桩总极限侧阻力标准值,kN;
Qpk——单桩总极限端阻力标准值,KN;
——侧阻、端阻群桩效应系数;
γs、γp——分项抗力系数;
u——桩基周长,m;
qsik、qpk——分别为桩侧第i层土的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值;
Ap——桩端面积。
因为桩基设计为全摩擦桩,所以端承载力为零,根据上式得:
qsikli=γsR/(
*u)
查表得:
γs=1.65
=0.8
qsikli=
=6.5685*R‘+12.88l桩
=6.5685*150+12.88l桩
=985.3+12.88l桩(KN)
根据地质资料,对上式进行列表计算:
土层
名称
桩侧极限阻
力(qsik)kpa
土层厚度
(li)m
共计桩长
(l桩)m
总承载力
(
qsikli)kN
备注
种植土
淤泥质
粘土
25
4.9
4.9
122.5
黏土
65
19.7
24.6
1403
圆砾土
80
2.9
27.5
1635
全风化
砂岩
60
6.2
33.7
2007
强风化砂岩
17.1
根据上表可知在第二层粘土层,单桩承载力即可满足要求:
即:
122.5+65*l2=985.3+12.88*(4.9+l2)
结合上式可得:
l2=15.41m
梁端桩长l桩=20.31m取桩长为20.5米
2、同理可以计算滑道得:
R=W梁/(2*3)+W桩=
=150+1.96*l桩(吨)
滑道桩长为l桩=20.5m
3、存梁桩长计算:
存梁梁端由两根桩基承载,单桩承载力为:
R’=450/2=225T
即:
qsikli=6.5685*R‘+12.88l桩
=6.57*225+12.88l桩
=1478.25+12.88l桩
1635+60*l4=1478.25+12.88*(27.5+l4)
l4=4.2m
即桩长为27.5+4.2=31.7m取32m。
4、考虑大龙门吊偏载的情况(计算简图如下图所示)
吊装偏载图
龙门吊跨度为30m,吊梁时距离立柱最近为7.7m,根据承载比例关系,单边立柱最大受力N=
,所以
单边承载334.5+358/2=513.5吨
考虑每个支点下由2根桩基承载,则每边有4根桩基承载:
R=
=128.38+1.96*l桩(吨)
即:
qsikli=6.5685*R‘+12.88l桩
=6.5685*128.38+12.88l桩
=843.26+12.88l桩
同理可以计算得:
122.5+65*l2=843.26+12.88*(4.9+l2)
l2=15.04m
龙门吊基础桩长为l桩=15.04+4.9=19.94m,取桩长为20米
5、试验存梁台座桩基长度计算:
存梁梁端由两根桩基承载,单桩承载力为:
R’=500/2=250T
即:
qsikli=6.5685*R‘+12.88l桩
=6.57*250+12.88l桩
=1642.5+12.88l桩
1635+60*l4=1642.5+12.88*(27.5+l4)
l4=7.7m
即桩长为27.5+7.7=35.2m取35.5m。
四、桩基础验算
包括群桩承载力验算和群桩中每根单桩的受力验算,必要时进行桩地基沉降量验算。
五、承台的设计与计算
(一)、承台的外形尺寸和构造要求
构造要求:
1、承台厚度不应小于300mm,承台宽度不宜小于500mm,承台边缘距边桩中心的距离不应小于桩的直径或桩的边长,且边缘挑出部分不应小于150mm。
对条形承台梁边缘挑出部分不应小于75mm。
2、为保证群桩与承台之间连接的整体性,桩顶嵌入承台的长度,对于大直径桩不宜小于100mm,对普通桩不宜小于50mm。
3、混凝土桩的桩顶主筋应伸入承台内,其锚固长度不宜小于30倍的主筋直径。
4、承台的混凝土标号不宜低于C15。
承台的配筋按计算确定,对于矩形承台板,配筋宜按双向均匀布置,钢筋直径不宜小于φ10,间距不应大于200mm,或小于100mm。
5、承台底钢筋的保护层厚度不宜小于70mm。
(二)、承台厚度、配筋计算
1、根据承台的构造要求,梁端承台设计为如图所示(砼C25):
承台受力简图
桩基平面布置图
计算图式如图所示:
承台荷载根据移梁要求进行计算,简化为承台在中心横向承受450吨的承载力。
则承台有效承载跨度为6米,跨度为3米,根据结构公式进行计算:
Mmax=
=337.5T*m
fcm*b*x=Az*fy
M=fcm*b*x(h0-x/2)
解之得:
x=h0-
=1100-
=38.55mm
As=
配33根Φ20的钢筋,A=10362mm2>As=10073mm2,在6米范围内,钢筋间距约为20厘米,所以梁端承台底部钢筋采用Φ20@200mm,其它部位采用Φ12@200mm的构造钢筋。
2、滑道承台结构设计:
滑道承台结构如下图所示,砼标号为C25:
计算图式(选择移动油顶一端作用在滑道梁的中心位置,为最不利荷载位置):
Mmax=
=168.75T*m
fcm*b*x=Az*fy
M=fcm*b*x(h0-x/2)
解之得:
x=h0-
=1100-
=84.4mm
As=
配17根Φ20钢筋A=5338mm2>As=5145.68mm2;其余根据构造钢筋要求,配间距为Φ12@200mm的钢筋。
3、龙门吊承台计算
龙门吊承台结构图,砼强度取C25:
龙门吊计算简图(取龙门吊轮位作用在两桩之间为最不利荷载位置)
Mmax=
=212.48T*m
fcm*b*x=Az*fy
M=fcm*b*x(h0-x/2)
解之得:
x=h0-
=1100-
=74.03mm
As=
配21根Φ20钢筋A=6594mm2>As=5275.45mm2;其余根据构造钢筋要求,配间距为Φ12@200mm的钢筋。
(以上部分为主要结构计算过程,其余条形基础结构根据构造要求进行设计)
六、条形基础设计
1、条形基础荷载分析:
条形主要承担预制箱梁在张拉前总荷载,主要包括钢筋混凝土,标准断面的均布荷载为24.25吨/米,加厚断面36.78吨/米、模板0.15吨/m2、施工0.1吨/m2荷载三种。
①标准断面地基处理计算
为了保证箱梁在浇筑前后基础均匀沉降问题,在进行条形基础设计时,主要考虑荷载能够均匀的分部在基地上,荷载最大位置如上图所示。
条形基础宽度为0.4米,基地处理采用三七灰土,处理深度为1米,三七灰土的刚性角为30度,根据刚度角度受力如上图所示。
12.22/1.15=10.6<[σ]=150Kpa
集中在箱梁的腹板位置,最大荷载为6.526+0.3+0.1=6.926T/m。
即:
σ=69.26Kpa<[σ]=120Kpa
②混凝土条形基础强度验算:
混凝土抗压
N=fc*b*l
Fc――混凝土抗压强度10N/mm2
b-----混凝土基础宽度400mm;
l――单位基础长度1000mm;
N=fc*b*l=10*400*l=10×400×1000=4000KN=400T>>6.926T
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 桩基础 设计 计算 北端