资源描述
津秦铁路客运专线一标段中铁二十二局管区
2号梁场建场方案
1 制梁场建场总体说明
津秦客专2号梁场负责宁车沽永定新河特大桥565孔箱梁预制,其中32m梁509孔,24m梁48孔,变长简支箱梁5孔。根据业主工期规定,我方拟定于2023年12月25日开始制梁场的建场工作,于2023年3月15日完毕梁场建设,达成制梁条件,4月份完毕取证的工作,2023年6月1日完毕所有箱梁的预制任务,制梁场的具体建场情况如下:
1.1生产能力
制梁场设9个生产台座,9套内外模,5套内模。试生产期为30天生产10孔,正式生产后设计能力为60孔/月,设86个存梁台座,最大存梁能力为122孔。
1.2地质情况
梁场合处位置沿线出露地层较复杂,涉及第四系(Q)填土,黏性土,砂类土,淤泥质土等,土壤最大冻结深度均为0.8m,地震动峰值加速度为0.2g。
1.3建场选址条件
根据施工现场地形条件,我方拟在DK60+650~DK61+258里程线路左侧设制梁场,负责本标段箱梁的生产及存放,梁场正线中心里程DK60+970。
1.4建场规划
制梁场占地总面积约172亩,拌合站占地面积30亩,桥梁线下钢结构加工区占地12亩,备料区及其它占地28亩。梁制场分为生产区、生活区、存梁区(含提梁区)、办公区四大区域。生产区按施工工艺流程划提成八个区域:即钢筋加工及绑扎区,混凝土拌和区,混凝土输送、灌注、蒸汽养护及初张拉区,终张拉及存梁区;锅炉房,配电室及发电机房,物资仓库,中心实验室等。生活区按其功能设立宿舍、食堂、职工活动中心及厕所等。梁场平面布置图见图JQKZ2-1。
1.5布置规划原则
本着保护生态环境、满足生产需要、预留扩大生产条件、利于生产与现场管理的原则,科学合理规划布置制梁场。
1.6平面布局要点
制梁场分为生活、办公、制梁、存梁及配套服务等区域,各区域紧密连接,场内道路相通,方便运送,减少二次倒运及运送距离。生活区布局体现环保、人文、便于管理的特点;生产区从钢筋制作、绑扎、立模、灌注、养护、拆模、初张拉等整体为流水线设计,方便施工;存梁区中移梁、存梁、提梁布局合理,满足施工规定;锅炉房、配电室等危险区远离其它区域,减少安全事故隐患;生活区生产区各设垃圾解决站或污水解决池;办公、生活、生产互相独立互不干扰;全梁场与外界围墙相隔,安全独立。
2 制梁场平面布局设计
2.1制梁台座布局设计
制梁台座为33m(24.6m)×5.74m,基础采用桩基础。制梁台座和内模存放区呈“一”字型排开,间隔排放,横向间距8m,纵向间距14.5m。
2.2存梁台座布局设计
存梁台座为5.5m×32.6m(24.6m),采用弹性地基梁,成9排布置,每排9个存梁台座,为充足运用空间,在提高站走行线范围设有8个存梁台座,最大存梁能力122孔。为减少横移半成品梁的成本,存梁台座与生产台座一一相应设立。
2.3钢筋加工区设计
根据钢筋种类、数量、加工及绑扎速度(按20h绑扎1孔梁钢筋的速度),满足2孔梁/天的工程量规定,钢筋加工间设立了钢筋对焊区(3台对焊机)、钢筋调直区(8×32.6m)、钢筋弯曲区(10台弯曲机、24m×32.6m),钢筋成品存放区(18m×32.6m)、钢筋原料堆放区(22m×32.6m)。成品都须分类存放,并挂标记牌。
2.4钢筋预编区、吊架设计
2.4.1 钢筋预编区
钢筋预编区设立4个钢筋绑扎台座,进行底腹板及顶板钢筋绑扎,其纵向间距为7.5m,横向间距为7.4m,底腹板钢筋绑扎台座大小为32.6m×9m,桥面钢筋绑扎台座的大小为32.6m×14m。
2.4.2 吊架设计
钢筋骨架绑扎完毕后,用专用吊架进行吊装。吊环通过钢丝绳与吊钩连接。吊具用[14、[10及∠75焊接而成。角钢下料时以mm计,同时用Ф18的钢筋作拉杆,以增长吊具的刚度。钢筋骨架专用吊架见图2-8:
图2-8钢筋笼专用吊架图
2.5搅拌站设计规模
梁场内设两套拌和站,即梁场拌和站和桥梁线下拌和站,每套拌和站采用两台HZS120搅拌机共同工作,共占地1200m2,以保证混凝土的搅拌与输送。两套拌和站上料区及备料区分离设立,以防材料混用。
2.6砂石料场设计
碎石分级储存、分类堆放。砂石料场布置在搅拌站后,分上料区和备料区。上料区大小为60m×30m,能保证3天的砂石用量,沿搅拌站纵向将上料区分为6个区域,即2个5~10mm碎石堆放区、2个10~20mm碎石堆放区和2个中砂堆放区。备料区大小为100m x240m,可备料248000m3,能保证2个月砂石料用量。砂石料场地面所有硬化解决,并在砂石料场中间布置一条贯穿的便道,方便汽车的运卸料。
2.7生产、生活垃圾解决站设计
在梁场的下风向处布置垃圾解决站,重要解决工业、生活垃圾。垃圾解决站做顶棚,防止雨水冲击后的扩散污染,便道与施工主便道连通,方便装载机等机械的操作。
3 制梁场基础设计
3.1设计依据
根据中铁二十二局津秦客专2号梁场岩土工程勘察报告。
通桥(2023)2322A-II通用图。
通桥(2023)2322A-Ⅴ通用图。
900t轮胎式移梁机、450t提梁机、50t龙门吊机的有关参数。
3.2设计范围
32m、24m后张法双线简支箱梁制梁区制梁台座(不涉及预埋件)及基础工程;
32m、24m后张法双线简支箱梁存梁台座及地基、基础工程(不涉及预埋件);
移梁区移梁道路路面结构;
提梁区轨道梁承轨台及基础;
50t龙门吊基础。
3.3工程地质
见附件《中铁二十二局津秦客专2号梁厂岩土工程勘察报告》
3.4参考规范和重要技术标准
3.4.1参考规范
“铁路桥涵设计基本规范 ”TB10002.1-2023
“铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范”TB10002.3-2023
“铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范”TB10002.4-2023
“铁路桥涵地基和基础设计规范”TB10002.5-2023
“建筑地基基础设计规范”GB50007-2023
“建筑地基解决技术规范”JGJ79-2023、 J220-2023
“建筑桩基技术规范”JGJ94-94
“铁路桥梁抢修(建)技术规程”铁计〔2023〕100号
3.4.2重要技术标准
制梁台座均匀沉降不大于20mm,不均匀沉降不大于5mm。
存梁台座均匀沉降不大于30mm,不均匀沉降不大于10mm。
轨道承台梁均匀沉降不大于20mm,不均匀沉降不大于5mm。
3.5重要设计原则
3.5.1制梁区
制梁台座分为32m专用台座和32m、24m混合台座。其基础设计要考虑移梁时附加应力的影响。
制梁台座采用80cm高条形基础支承及40cm厚底板承台。
基础采用φ40PC管桩,壁厚80mm,桩身材料设计值1280kN。
桩基与台座按规范规定连结。
3.5.2移梁区
900t轮胎式移梁机道路采用混凝土路面或者级配碎石砂浆混合路面。
3.5.3存梁区
存梁支点距梁端1.5米,梁端横向两支点置于同一承台梁上。
承台梁按实际受力进行配筋。
基础采用φ40PC管桩,壁厚80mm,桩身材料设计值1280kN。
在存梁桩基设计时,要考虑移梁附加应力的影响。
3.5.4提梁区
基础采用φ40PC管桩,壁厚80mm,桩身竖向材料设计值1280kN。
桩基与台座按规范规定连结。
承轨台按照弹性地基梁进行分析及配筋。
3.5.5管桩基础
采用φ40PC成品管桩,采用图号为天津市工程建设标准图集02G10,混凝土强度等级为C60,壁厚80mm。
成品管桩可就地购买,但直径、壁厚、竖向承载力必须满足设计规定。
按静压或者锤击法沉桩。
桩基侧向摩阻力及端阻力组成的允许承载力的安全系数,对于制梁台座、提梁区的轨道梁基础为1.5,对于存梁台座基础为1.2~1.5。
沉桩时,根据地质资料决定是否采用桩尖。
桩与承台的联结按规范办理。
桩基设计不计水平力,但要考虑移梁时的附加应力对桩基的影响。
单桩承载力应通过现场荷载实验拟定。
3.5.6 材料提高系数和管桩单桩承载力安全系数
预制梁场为大型临时工程,本次设计参照“铁路桥梁抢修技术规程”的有关规定,按下列各条执行。
a混凝土允许应力除主拉应力和纯剪应力外,乘以提高系数1.5;
b钢筋的允许应力提高1.45倍;
c允许桩承受拉应力;
d不考虑裂缝控制;
e单桩允许承载力安全系数,对于制梁台座、提梁区的轨道梁基础为1.5,对于存梁台座基础为1.2~1.5。
3.6其它
3.6.1机械碾压
a碾压后承载力达成100~120KPa;
b压实机械:铲运机<重型>;
c铺土厚度:30cm;
d压实遍数:8~16;
e含水量:粉质黏土12~15%,黏土16~32%;
f载重汽车道路及移梁时路面结构载重汽车道路为:混凝土路面或者级配碎石砂浆混合路面;
g移梁通道路面为:混凝土路面或者级配碎石砂浆混合路面;
h办公、生活路面结构采用5cm混凝土、20cm三七灰土;
i轮胎式龙门吊机移梁时的附加应力制梁区、存梁区移梁时附加应力110kPa,最外侧轮胎边距梁端按0.78米计;
g停止沉管标准经试夯后拟定, 一般情况下,最后三阵(每阵10锤)平均下沉量不超过5~10mm;
3.7加固内容说明
3.7.1制梁区
为了满足制梁场生产能力的需要,采用了两种类型制梁台座, 恒载计入了结构自重、覆土重。梁体按850t计,模板及施工荷载按300t计。基础根据制梁区范围内的地层特点,采用了管桩,桩径为40cm,桩端置于承载力较好的粉质黏土层上。
承梁台:采用C30混凝土。
管桩:采用C60预应力混凝土成品管桩。
钢筋:采用HRB335和Q235钢筋,应分别符合GB1499-91和GB13013-91之规定,Q235钢筋标准强度fsk=235MPa,HRB335钢筋标准强度 fsk=335MPa。
3.7.2存梁区
存梁区存梁台座分32m单、双层存梁台座及32、24m混合存梁台座。32m单层存梁台座采用8根φ40预应力混凝土管桩,桩长16m;24m单层存梁台座采用8根φ40预应力混凝土管桩,桩长15m;32m双层存梁台座采用10根φ40预应力混凝土管桩,桩长20m。承台厚0.7m,长宽为7×2m,垫石中心距4.5m。同时还考虑了以下几个因素:运梁车荷载对承台及桩基础所产生的附加沉降,运梁车荷载对承台及桩基础所产生的附加应力。
承台:采用C30混凝土。
管桩:采用C60预应力混凝土成品管桩。
钢筋:采用HRB335和Q235钢筋,应分别符合GB1499-91和GB13013-91之规定,Q235钢筋标准强度fsk=235MPa,HRB335钢筋标准强度 fsk=335MPa。
3.7.3提梁区
龙门吊轨道梁的双侧长度为暂按200m考虑,两端设立车挡,走行轨枕块高度为40cm,宽度为50cm,承轨台高度为60cm,宽度为200cm,以25.0m为一节,总共布置8节,节间缝隙为2cm,。
恒载计入了结构自重、覆土重。龙门吊车自重400t,架设的梁体重为850t,按照偏载提梁考虑。
基础根据架梁区范围内的地层特点,采用了管桩,桩径为40cm,桩端置于较硬的粉质黏土层上。
轨道梁及枕块:采用C30混凝土。
管桩:采用C60预应力混凝土成品管桩。
钢筋:采用HRB335和Q235钢筋,应分别符合GB1499-91和GB13013-91之规定,Q235钢筋标准强度fsk=235MPa,HRB335钢筋标准强度 fsk=335MPa。
φ40cm预应力混凝土管桩
a、Q≤Rp
Q:设计承载力;
Rp:允许承载力(桩身)。
b、桩长以1m为模数。
c、应尽量减少接桩次数,每根桩接头不宜超过3次。
d、 采用成品桩。
e、 管桩长度不涉及桩尖长度。
f、 每节管桩应按GB13476-1999的规定注明标志,并按批提供产品合格证。
g、 桩尖应在桩身吊立前焊接在最下一节底端,焊接时应保证桩尖和桩端板及桩身同心同轴(视土层情况也可采用无桩尖沉桩)。
h、 桩重要考虑承受竖向荷载。
i、 吊装、堆放运送
采用两支点吊法,吊点距桩端距离为0.21L,钢丝绳与桩身水平夹角不得小于45°。
管桩堆放场地应压实平整,堆放层数小于8层。
管桩的检查:强度、外观、尺寸偏差、抗弯实验和检查规则均按GB13476-1999的规定执行。
g、管桩施工
管桩的强度达成100%设计强度后方可沉桩。
沉桩方式可采用锤击法或静压法,采用锤击法时,应合理选择桩锤、桩帽和桩垫;采用静压法时,应根据单桩设计承载力和工程地质情况合理配重。
沉桩及基槽开挖时,应注意施工顺序,尽量避免挤土效应。
沉桩时应保证桩锤、桩体和替打在同一轴线上,采用重锤轻击,连续施工,如需停锤,应尽量缩短停锤时间。
接桩采用钢端板焊接法,桩节顶端距地面1m左右就可接桩,拼接处坡口槽电焊应分层对称进行,要采用措施减少焊接变形,焊缝应连续饱满,焊后应清除焊碴,接桩时上、下节桩的中心线偏差不应大于5mm,节段弯曲矢高不得大于桩段的0.1%。
管桩一般不宜截桩,如需截桩时,应有保证截桩后管桩质量的措施,宜采用锯桩机进行截桩。如采用手工截桩,应先将不需截除的桩身端部用钢箍抱紧,尔后沿钢箍上缘剔凿沟槽,截断钢筋可用气割焊法切断,严禁使用大锤硬砸。
k、桩停止锤击的控制原则:
桩端位于一般土层时,以控制标高为主,贯入度仅作参考。
桩端进入硬土、中密以上粉土、砂土时,以贯入度控制为主,标高仅作参考。
贯入度已达成而桩端标高未达成时,应连续锤击3阵,按每阵10击的贯入度不大于规范规定的数值加以拟定。
单桩承载力表如下。
单 桩 承 载 力 表
项 目
设计单桩承载力(kN)
允许单桩承载力(kN)
单桩极限承载力(kN)
材料强度承载力(kN)
制梁区基础
560
622.9
934.4
1280
双层存梁区
887
987.5
1185.5
1280
单层存梁区
577.5
622.9
934.4
1280
提梁区基础
507
622.9
934.4
1280
4 钻孔桩地质柱状图
钻孔位置:DK60+986.16
制梁台座单桩承载力计算表
土层
名称
计算厚度m
IL
e
a
f
λ
Ra
∑h
P
1
粉粘土,硬塑
2.9进入2.2
0.2
0.73
0.7
61
2.2
118.4
2
粉粘土,流塑
1.2
1.03
0.7
55
3.4
58.2
3
粉土,中密
2.5
1
0.77
0.7
60
5.9
132.3
4
粉粘土,流塑
5.4
1.29
0.86
0.7
45
11.3
214.3
5
淤粉土 ,流塑
1.5
1.04
0.97
0.7
40
12.8
52.9
6
粉土,密实
1.7
0.93
0.9
42
14.5
81
7
粉粘土,硬塑
1
0.49
0.7
70
15.5
61.7
8
粉粘土,软塑
2.3进入0.5
0.63
0.88
0.7
43
1
2300
16
327.8
9
单桩极限承载力kN
1046.5
10
K=1.5
单桩允许承载力kN
697.7
11
设计单桩承载力kN
560
12
材料强度承载力kN
1280
5 制梁台座承载力计算表
6 制梁台座结构计算
6.1模型
制梁台座计算以实体模型为计算结构,考虑荷载为实际自重加梁重850t以及模板重300t,实际模型见下图。材料为C30混凝土,边界条件为桩底部固结。模型参数如下:
C30混凝土:弹性模量E=3.2e7kPa
泊松比v=0.2
线膨胀系数a=1e-5
密度p=2.5t/m3
6.2计算结果
通过计算后,结构实际受力的应力云图如下。
垂直梁长方向应力云图(最大拉应力0.8MPa蓝色部分,最大压应力1.89MPa红色部分)
顺梁长方向应力云图(最大拉应力0.95MPa蓝色部分,最大压应力2.36MPa红色部分)
沿梁高方向应力云图(最大拉应力1.42MPa出现在桩底处,最大压应力6.0MPa红色部分)
总结:
本制梁台座属于条形结构,重要受力结构为三道竖墙及底板。通过以上计算应力云图,可以看出,底板桩基处承受了很大的压应力为6MPa左右,其中顶端承受了局部拉应力1.42MPa,提取单元内力,通过配筋检算,制梁台座台座可以规范满足规定。
7 制梁台座桩基计算书
7.1计算荷载
根据《通桥(2023)2322A-II通用图》,梁重850t;
根据设计的制梁台座,自重249t;
模板及施工荷载采用300t。
7.2单桩设计承载力计算
制梁台座考虑平均分派
P=(850+249+300)/30=46.63t(平均)
不均匀受力后:
P=1.2*46.63=56t=560kN
7.3采用的计算公式
根据《铁路桥涵地基基础》规范,打入、震动下沉和桩尖爆扩的桩的允许承载力计算如下:
式中
——
桩的允许承载力(kN);
U
——
桩身截面周长(m);
li
——
各土层厚度(m);
A
——
桩底支承面积(m2);
ai,a
——
震动沉桩对各土层桩周摩阻力和桩底承压力的影响系数(表7.3-1),对于打入桩其值为1.0;
K
——
桩侧土极限摩阻力的安全系数;
——
系数,见表7.3-2。
表7.3-1 震动下沉桩系数
桩径或边宽
砂类土
粉土
粉质黏土
黏 土
d≤0.8m
1.1
0.9
0.7
0.6
0.8m<d≤2.0m
1.0
0.9
0.7
0.6
d>2.0m
0.9
0.7
0.6
0.5
表7.3-2 系数
桩尖爆扩体处土
的种类
Dp/d
砂类土
粉土
粉质黏土
IL=0.5
黏土
IL=0.5
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.5
0.95
0.85
0.75
0.70
2.0
0.90
0.80
0.65
0.50
2.5
0.85
0.75
0.50
0.40
3.0
0.80
0.60
0.40
0.30
注:d为桩身直径,Dp为爆扩桩的爆扩体直径。
和R分别为桩周土的极限摩阻力(以kPa计)和桩尖土的极限承载力(以kPa计),可根据土的物理性质查表7.3-3和表7.3-4拟定;或采用静力触探实验测定,此时:
表7.3-3 桩周土的极限摩擦阻力
土 类
状 态
极限摩阻力
黏性土
1≤IL<1.5
15~30
0.75≤IL<1
30~45
0.5≤IL<0.75
45~60
0.25≤IL <0.5
60~75
0≤IL <0.25
75~85
IL <0
85~95
粉 土
稍 密
20~35
中 密
35~65
密 实
65~80
粉、细砂
稍 松
20~35
稍、中密
35~65
密 实
65~80
中 砂
稍、中密
55~75
密 实
75~90
粗 砂
稍、中密
70~90
密 实
90~105
和
其中的为桩侧第i层土经静力触探测得的平均侧摩阻力(kPa)。当<5kPa时,可采用5kPa。为桩尖(不涉及桩靴)高程以上和以下各4d(d为桩的直径或边长)范围内静力触探平均端阻力和(均以kPa计)的平均值。但当>时,则取的值。和分别为侧摩阻和端阻的综合修正系数,其值按下列判别标准选用相应的计算公式:
当桩侧第i层土的>2023kPa,且/≤0.014时(式中的和均以kPa计):
表7.3-4 桩尖土的极限承载力R(kPa)
土 类
状 态
桩尖极限承载力
黏性土
1≤IL
1000
0.65≤IL<1
1600
0.35≤IL<0.65
2200
IL<0.35
3000
桩尖进入持力层的相对深度
<1
1≤<4
4≤
粉 土
中 密
1700
2023
2300
密 实
2500
3000
3500
粉 砂
中 密
2500
3000
3500
密 实
5000
6000
7000
细 砂
中 密
3000
3500
4000
密 实
5500
6500
7500
中、粗砂
中 密
3500
4000
4500
密 实
6000
7000
8000
圆 砾 土
中 密
4000
4500
5000
密 实
7000
8000
9000
注:表中为桩尖进入持力层的深度(不涉及桩靴),d为桩的直径或边长。
当不满足上述和条件时,则
当桩底土的>2023kPa,且≤0.014时(式中的和均以kPa计);
当不满足上述和条件时,则
式中为相应于土层中桩侧触探平均端阻;为相应于土层中桩底触探平均侧阻。
上列综合修正系数计算公式不合用于以城市杂填土为主的短桩。综合修正系数用于黄土地区时,应做试桩校核。
7.4计算结果
32m制梁梁台座采用30根φ40预应力混凝土管桩,桩长16m;
混合制梁台座采用30根φ40预应力混凝土管桩,桩长16m,3根φ40预应力混凝土管桩,桩长15m;
8 存梁台座结构计算
8.1单层存梁台座
存梁台座计算以实体模型为计算结构,考虑荷载为实际自重加1孔梁重900t,实际模型见下图。材料为C30混凝土,为了模型简便,在桩基础相应位置模拟固结。
模型参数如下:
C30混凝土:弹性模量E=3.2e7kPa
泊松比v=0.2
线膨胀系数a=1e-5
密度p=2.5t/m3
通过计算后,结构实际受力的应力云图如下。
顺承台长方向应力云图(最大拉应力2.46MPa蓝色部分,最大压应力5.96MPa红色部分)
沿承台宽度方向应力云图(最大拉应力1.53MPa蓝色部分,最大压应力5.0MPa红色部分)
垂直承台高方向应力云图(最大拉应力0.35MPa蓝色部分,最大压应力12.1MPa红色部分)
总结:
存梁台座重要受力结构为承台板,通过以上计算应力云图,提取结构的内力,通过配筋检算,结构应力及裂缝都能满足规范规定,计算的钢筋应力在200MPa以下,说明承台结构是安全的。
8.2双层存梁台座
存梁台座计算以实体模型为计算结构,考虑荷载为实际自重加2孔梁重1800t,实际模型见下图。材料为C30混凝土,管桩考虑为去角正方形,边长0.4m,边界条件为桩底部固结,承台底弹性约束。
通过计算后,结构实际受力的应力云图如下。
顺承台长方向应力云图(最大拉应力2.35MPa蓝色部分,最大压应力3.72MPa红色部分)
垂直承台长方向应力云图(最大拉应力2.53MPa蓝色部分,最大压应力3.26MPa红色部分)
垂直承台高方向应力云图(最大拉应力1.59MPa蓝色部分,最大压应力9.4MPa红色部分)
总结:
存梁台座重要受力结构为承台板,通过以上计算应力云图,提取结构的内力,通过配筋检算,结构应力及裂缝都能满足规范规定,计算的钢筋应力在200MPa以下,说明承台结构是安全的。
9 存梁台座桩基计算书
9.1计算荷载
根据《通桥(2023)2322A-II通用图》,梁重850t;
根据设计的存梁台座,单个存梁台座自重36.44t。
9.2单桩设计承载力计算
9.2.1单层存梁台座
P=(425+36.44)/8=57.7t=577kN
9.2.2双重存梁台座
P=(850+36.44)/10=88.6t=886kN
9.3采用的计算公式
根据《铁路桥涵地基基础》规范,打入、震动下沉和桩尖爆扩的桩的允许承载力计算如下:
表10-1 桩周土的极限摩擦阻力
土 类
状 态
极限摩阻力
黏性土
1≤IL<1.5
15~30
0.75≤IL<1
30~45
0.5≤IL<0.75
45~60
0.25≤IL <0.5
60~75
0≤IL <0.25
75~85
IL <0
85~95
粉 土
稍 密
20~35
中 密
35~65
密 实
65~80
粉、细砂
稍 松
20~35
稍、中密
35~65
密 实
65~80
中 砂
稍、中密
55~75
密 实
75~90
粗 砂
稍、中密
70~90
密 实
90~105
表10-2 桩尖土的极限承载力R(kPa)
土 类
状 态
桩尖极限承载力
黏性土
1≤IL
1000
0.65≤IL<1
1600
0.35≤IL<0.65
2200
IL<0.35
3000
桩尖进入持力层的相对深度
<1
1≤<4
4≤
粉 土
中 密
1700
2023
2300
密 实
2500
3000
3500
粉 砂
中 密
2500
3000
3500
密 实
5000
6000
7000
细 砂
中 密
3000
3500
4000
密 实
5500
6500
7500
中、粗砂
中 密
3500
4000
4500
密 实
6000
7000
8000
圆 砾 土
中 密
4000
4500
5000
密 实
7000
8000
9000
注:d为桩身直径,Dp为爆扩桩的爆扩体直径。
和R分别为桩周土的极限摩阻力(以kPa计)和桩尖土的极限承载力(以kPa计),可根据土的物理性质查表10-1和表10-2拟定;或采用静力触探实验测定,此时:
其中的为桩侧第i层土经静力触探测得的平均侧摩阻力(kPa)。当<5kPa时,可采用5kPa。为桩尖(不涉及桩靴)高程以上和以下各4d(d为桩的直径或边长)范围内静力触探平均端阻力和(均以kPa计)的平均值。但当>时,则取的值。和分别为侧摩阻和端阻的综合修正系数,其值按下列判别标准选用相应的计算公式:
当桩侧第i层土的>2023kPa,且/≤0.014时(式中的和均以kPa计):
注:表中为桩尖进入持力层的深度(不涉及桩靴),d为桩的直径或边长。
当不满足上述和条件时,则
当桩底土的>2023kPa,且≤0.014时(式中的和均以kPa计);
当不满足上述和条件时,则
式中为相应于土层中桩侧触探平均端阻;为相应于土层中桩底触探平均侧阻。
上列综合修正系数计算公式不合用于以城市杂填土为主的短桩。综合修正系数用于黄土地区时,应做试桩校核。
9.4计算结果
32m单层存梁台座采用8根φ40预应力混凝土管桩,桩长16m;
24m单层存梁台座采用8根φ40预应力混凝土管桩,桩长15m;
32m双层存梁台座采用10根φ40预应力混凝土管桩,桩长20m;
10 提梁台座计算
10.1计算模型
提梁台座模型与存梁台座模型类似,仅考虑混凝土的作用,管桩考虑为去角正方形,边长0.4m,台座材料为C30混凝土,模型参数如下:
C30混凝土:弹性模量E=3.2e7kPa
泊松比v=0.2
线膨胀系数a=1e-5
密度p=2.5t/m3
10.2计算荷载
模型中考虑的荷载为以下几种:
(1)提梁台座自重;
(2)1孔32m简支梁重量850t;
(3)提梁机自重400t
以上荷载,提梁台座自重可以在软件中自动计算,对于梁重以及提梁机自重可以按照均布压力作用于垫石顶面。
10.3计算假定及边界条件
提梁台座属于弹性地基梁,因此计算模型的边界条件定为,桩底部固结,台座底部竖向弹性支承,面弹簧系数为10000kN/m3。
10.4计算结果
通过计算后,结构实际受力的混凝土应力云图如下。(图中应力单位均为kPa)
垂直承台方向混凝土应力云图(最大拉应力1.88MPa蓝色部分,最大压应力6.5MPa红色部分)
10.5结论:
提梁台座重要受力结构为承台板,通过以上计算混凝土应力云图,提取结构的内力,通过配筋检算,结构应力及裂缝都能满足规范规定,计算的钢筋应力在100MPa以下,说明承台结构是安全的。
11 提梁机承轨台桩基计算书
11.1计算荷载
根据《通桥(2023)2322A-II通用图》,梁重850t;
根据设计的提梁台座,单个25m长提梁台座自重100t。
提梁机自重400t。
考虑偏载。
11.2设计单桩承载力计算
根据提梁轨道长度和提梁机长度考虑,一组提梁轨道基础长度设计为25m,共设计4对8组提梁轨道,一组提梁轨道设计桩径0.4m,设计桩数36根,由于提梁机纵向车轮长度为3.3m,并且考虑受力情况,假定提梁台座纵长4m范围6根桩承受轮长3.3m长提梁重及提梁台座自重等荷载,则设计荷载为:
P=360*8+4*0.6*2*25+2*0.5*0.4*4*25=3040 kN
则暂不考虑桩身自重的设计单桩承载力计算如下:
P0=3040/6=507 kN
11.3采用的计算公式
根据《铁路桥涵地基基础》规范,打入、震动下沉和桩尖爆扩的桩的允许承载力计算如下:
注:d为桩身直径,Dp为爆扩桩的爆扩体直径。
和R分别为桩周土的极限摩阻力(以kPa计)和桩尖土的极限承载力(以kPa计),可根据土的物理性质查表10-1和表10-2拟定;或采用静力触探实验测定,此时:
和
其中的为桩侧第i层土经静力触探测得的平均侧摩阻力(kPa)。当<5kPa时,可采用5kPa。为桩尖(不涉及桩靴)高程以上和以下各4d(d为桩的直径或边长)范围内静力触探平均端阻力和(均以kPa计)的平均值。但当>时,则取的值。和分别为侧摩阻和端阻的综合修正系数,其值按下列判别标准选用相应的计算公式:
当桩侧第i层土的>2023kPa,且/≤0.014时(式中的和均以kPa计):
注:表中为桩尖进入持力层的深度(不涉及桩靴),d为桩的直径或边长。
当不满足上述和条件时,则
当桩底土的>2023kPa,且≤0.014时(式中的和均以kPa计);
当不满足上述和条件时,则
式中为相应于土层中桩侧触探平均端阻;为相应于土层中桩底触探平均侧阻。
上列综合修正系数计算公式不合用于以城市杂填土为主的短桩。综合修正系数用于黄土地区时,应做试桩校核。
12 附图
目录附后。
图纸目录
序号
图 名
图号
备注
1
中铁二十二局集团津秦客专项目部2号梁场平面布置图
JQKZ2-1
第1张
2
津秦客运专线2号梁场平面布置及路面结构
JQKZ2-2
第2张
3
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程制梁示意图
JQKZ2-3
第3张
4
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程32m制梁台座结构图
JQKZ2-4
第4张
5
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程32(24)m梁混合制梁台座结构图
JQKZ2-5
第5张
6
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程32m梁制梁台座钢筋布置图
JQKZ2-6
第6张
7
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程32(24)m梁混合制梁台座钢筋布置图
JQKZ2-7
第7张
8
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程32m梁制梁台座桩基布置图
JQKZ2-8
第8张
9
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程32(24)m梁混合制梁台座桩基布置图
JQKZ2-9
第9张
10
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程32m梁存梁区单层存梁台座桩基布置图
JQKZ2-10
第10张
11
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程32m梁存梁区双层存梁台座桩基布置图
JQKZ2-11
第11张
12
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程32(24)m梁混合制梁台座钢筋布置图
JQKZ2-12
第12张
13
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程单双层存梁区存梁台座钢筋图
JQKZ2-13
第13张
14
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程提梁区龙门吊走行轨桩基布置图
JQKZ2-14
第14张
15
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程提梁区龙门吊走行轨基础结构图
JQKZ2-15
第15张
16
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程提梁区承轨台钢筋布置图
JQKZ2-16
第16张
17
津秦客运专线2号梁场基地地基基础工程管桩与承台连接及钢桩尖构造图
JQKZ2-17
第17张
展开阅读全文