斜塘港支架计算书

'沪杭客运专线3标斜塘港少支架设计计算书编制人：校核人：审核人：中交二航局二公司二OO九年七月16 目录一、基本资料1二、主要计算依据2三、计算荷载2四、脚手架计算2五、贝雷梁计算3六、分配梁计算6七、钢管桩计算14八、地基承载力计算14（一）钢管桩承载力计算14（二）PHC桩基承载力计算14（三）PHC桩基沉降计算15九、结论1616 一、基本资料沪杭客运专线三标跨斜塘港段连续梁桥为40.75+56+40.75m。截面为单箱单室变截面预应力混凝土箱梁。其顶板宽12.0m，底板宽6.7m，全桥砼共计1940m3,共计4948T，平均重量为36T/m。其余尺寸见图1.1、1.2。根据设计要求，P146～P147墩间有一通普通航道，其通航净宽为14米，净高为7.5米。图1.1箱梁墩顶断面图图1.2箱梁跨中断面图16 二、主要计算依据1、横潦泾特大桥全桥布置图2、时速350公里客运专线铁路无砟轨道预应力混凝土连续梁（双线）梁体轮廓图（跨度：40+56+40）3、钢结构设计规范GB50017-20034、建筑桩基技术规范JGJ94-945、建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范（JGJ166-2008）三、计算荷载恒载考虑为箱梁自重、模板荷载以及脚手架自重，活荷载考虑为施工荷载。砼荷载标准值Q2：25kN/m3脚手架结构自重按规范JGJ166-2008表3.4施工荷载标准值Q3：2.0kN/m2模板荷载标准值Q1：0.3kN/m2四、脚手架计算单肢立杆轴向力计算：式中：Lx、Ly——单肢立杆纵向及横向间距（m）V——Lx、Ly段的混凝土体积（m3）墩顶最大截面：腹板位置：底板位置：16 稳定性计算：A——立杆横截面积φ——轴心受压杆件稳定系数f——钢材强度设计值h——支架立杆步距——模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度∴脚手架满足设计及规范要求。五、贝雷梁计算考虑每片贝雷梁重取150Kg/m,并考虑施工荷载及模板荷载。取中跨56米段进行计算。由于为变截面，荷载等效为梯形荷载（见图5.1）。贝雷梁考虑0.7的折旧系数。图5.1贝雷梁计算简图16 贝雷梁布置见图5.2图5.2贝雷梁布置图①组贝雷梁所受荷载为：②组贝雷梁所受荷载为:③组贝雷梁所受荷载为:④组贝雷梁所受荷载为:16 计算得：①组贝雷梁Mmax=388.2kN.m；Qmax=185.0kN支点反力（从左到右）依此为：F1=132.4KN；F2=271.6KN；F3=144.9KN；F4=298.5KN；F5=345.4KN；F6=123.5KN；②组贝雷梁Mmax=1656.7kN.m；Qmax=778.9（683.2）KN支点反力（从左到右）依此为：F1=650.4KN；F2=1212.1KN；F3=569.6KN；F4=1133.3KN；F5=1501.4KN；F6=619.6KN；③组贝雷梁Mmax=767.2kN.m；Qmax=365.4（335.4）KN支点反力（从左到右）依此为：F1=263.4KN；F2=537.9KN；F3=285.4KN；F4=587.0KN；F5=683.2KN；F6=246.0KN；④组贝雷梁Mmax=745.7kN.m；Qmax=355.8（328.5）kN支点反力（从左到右）依此为：F1=251.5KN；F2=520.0KN；F3=280.0KN；F4=578.1KN；F5=662.6KN；F6=234.1KN；16 由以上计算可知：②组贝雷梁受力最不利Mmax=1656.7÷4=414.2kN.m<[M]=788.2×0.7=551.7kN.mQmax=778.9（683.2）÷4=194.7（170.8）kN<[Q]=245.2×0.7=171.6KN图5.3贝雷梁弯矩示意图图5.4贝雷梁剪力示意图刚度计算：单排单层贝雷梁参数：I=250497.2cm4；E=206×103N/mm2；取14米跨梁挠度近似计算为：∴贝雷梁满足设计及规范要求。六、分配梁计算分配梁为2I56，其截面参数为：I=65590cm4，S=1368.8cm3，W=2342cm3，16 tw=12.5mm。其计算简图如图6.1、6.2、6.3、6.4。图6.1第三组分配梁计算简图图6.2第四组分配梁计算简图图6.3第五组分配梁计算简图16 图6.4其余位置分配梁计算简图由设计图可知：从左到右第4、5组分配梁位于通航位置，其计算简图为图6.2、6.3；第3组分配梁计算简图为图6.1；第1、2、6组分配梁计算简图如图6.4。第4组分配梁受力为：；；建立如图6.5所示模型进行计算，得分配梁最大弯矩：M=322.5KN.m；最大剪力：F=878.1KN钢管桩支点反力（从左到右）依此为：F1=155.6KN；F2=1228.6KN；F3=1294.6KN；F4=1234.0KN；F5=703.0KN；16 图6.5第四组分配梁计算模型示意图图6.6第四组分配梁弯矩示意图图6.7第四组分配梁剪力示意图弯曲应力:σ<[σ]=160MPa16 剪应力：<[τ]=125MPa由贝雷梁计算可知第五组分配梁受力为：；；建立如图6.8所示模型进行计算，得分配梁最大弯矩：M=217.9KN.m；最大剪力：F=672.9KN钢管桩支点反力（从左到右）依此为：F1=547.4KN；F2=1204.9KN；F3=1109.1KN；F4=1109.1KN；F5=1204.9KN；F6=547.4KN；图6.8第五组分配梁计算模型示意图16 图6.9第五组分配梁弯矩示意图图6.10第五组分配梁剪力示意图弯曲应力:σ<[σ]=160MPa剪应力：<[τ]=125MPa由贝雷梁计算可知第二组分配梁为同类布置中受力最不利工况，其受力为：；；计算得最大弯矩：M=423.2KN.m；最大剪力：F=862.9KN支点反力（从左到右）依此为：F1=1124.5KN；F2=1157.1KN；F3=1157.1KN；F4=1124.5KN；16 图6.11第二组分配梁弯矩示意图图6.12第二组分配梁剪力示意图弯曲应力:<[σ]=160MPa剪应力：<[τ]=125MPa由贝雷梁计算可知第三组分配梁所受荷载为：；；建立如图6.13所示模型进行计算，计算得最大弯矩：M=237.0KN.m；最大剪力：F=425.0KN支点反力（从左到右）依此为：F1=324.4KN；F2=1150.1KN；F3=767.5KN；F4=37.8KN；16 图6.13第三组分配梁计算模型示意图图6.14第三组分配梁弯矩示意图图6.15第三组分配梁剪力示意图弯曲应力:<[σ]=160MPa剪应力：<[τ]=125MPa∴分配梁满足设计及规范要求。16 七、钢管桩计算由以上计算可知钢管桩最大受力为1294.6KN,钢管桩截面面积为：A=24818.6mm2σ<[σ]=160MPa钢管桩满足设计及规范要求。八、地基承载力计算（一）钢管桩承载力计算取竖向平均摩阻力为2.5T/m2；桩底承载力为160KPa，桩底承载力折减系数取0.8；则基础承载力为：大于钢管桩最大反力1294.6KN地基承载力满足设计及规范要求。（二）PHC桩基承载力计算式中：Q——桩基中单桩所承受的竖向力；——单桩竖向承载力特征值；F——作用于桩基上的竖向力；16 G——桩基承台自重设计值和承台上的土自重标准值；n——桩数。Q=（（340+8.37+13+2×6.7+1×18）×（9/2）×2＋10×3×0.5×25）/10/12=32.6tonf=160×3.14×0.2²+3.14×0.4×20×20=52.2tonf>32.6tonf满足要求（三）PHC桩基沉降计算对于桩中心距不大于6倍桩径的桩基,其最终沉降量计算可采用等效作用分层总和法。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加压力近似取承台底平均附加压力。等效作用面以下的应力分布采用各向同性均质直线变形体理论。计算矩形桩基中点沉降时，桩基沉降量可按下式简化计算：其中，桩基沉降计算深度zn应按应力比法确定，即计算深度处的附加应力σz与土的自重应力σc应符合下列公式要求：式中：s——桩基最终沉降量（mm）；s＇——采用布辛奈斯克解，按实体深基础分层总和法计算出桩基沉降量；——桩基沉降计算经验系数；——桩基等效沉降系数；——在荷载效应准永久组合下承台底的平均附加压力；、——桩基沉降计算面至第i层土、第i－1层土底面的距离（m）、——桩基沉降计算面至第i层、第i－1层土底面深度范围内平均附加应力系数；16 ——桩基沉降计算范围内第i层土的压缩模量；——矩形布桩时的短边布桩数；、、——根据群桩距径比、长径比及基础长宽比；。查地勘资料和建筑桩基技术规范可得：＝10Mpa，＝1.2。＝4，＝50，＝10/3，＝1查桩基等效沉降系数计算参数表可得：，，由插值法可得。＝（（340+8.37+13+2×6.7+1×18）×（9/2）×2+10×3×0.5×25）/（3×10）＝130Kpa；当zn＝10m时，满足，其中n＝1，＝3m，＝10m；/b＝1，/b＝10/3，a/b＝10/3，其中，a——矩形均布荷载长度（m）；b——矩形均布荷载宽度（m）；z——计算点离桩端平面垂直距离（m）；查Boussinesq解的附加应力系数α、平均附加应力系数表，由插值法得＝0.2033，＝0.082；＝3mm九、结论沪杭客运专线三标斜堂港少支架在各类荷载作用下其贝雷梁、分配梁、钢管桩及地基等均满足设计及规范要求。16'