现浇墩台方案文档格式.docx
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墩台自围垦区向海侧分别采用以下形式布置:
0#~40#墩采用Φ1500mm钻孔灌注桩桩基(除25#、26#墩桩基数量为4根、其余均为3根),共40个桥墩,1个桥台;
各墩台帽的长×
宽×
高分别为0#墩:
15.5m×
2.1m×
1.8m,1#~24#、27#~40#墩:
15.1m×
1.8m,25#、26#墩:
20.1m×
1.8m。
41#~80#墩采用Φ1000mmPHC管桩(除50#、51#、75#、76#墩桩基数量为8根、其余各墩桩基均为6根),计40个墩;
41#~49#、52#~74#、77#~80#墩帽长×
高为15.1m×
4.5m×
2.0m,50#、51#、75#、76#墩帽长×
高为20.1m×
2.0m。
81#~90#墩采用8根Φ1000mmPHC管桩,共10个墩,墩帽长×
91#~99#墩采用3根Φ1000mmPHC管桩基础,共9个墩,其长×
高分别为16.2m×
2.0m×
1.5m。
100#与码头接口为喇叭口墩式结构,采用11根PHC管桩基础,其断面尺寸为25.0/16.2m×
15.18(平均)m×
1.50/2.55m。
所有墩台帽砼强度等级均采用C40,混凝土表面均需进行防腐处理。
本工程墩台计划2010年6月底先按90#→100#墩的顺序进行墩帽施工,然后再按89#→0#的顺序依次进行墩台帽施工,计划在2011年6月上旬完成所有墩台帽施工。
3现浇混凝土墩台帽施工工艺流程
4主要施工方法
4.1测量工程
本工程高程系统采用当地最低理论潮面。
各种基准面关系如下图所示:
基本水准点
3.31m
平均海平面
0.30m
黄海基面
0.164m
废黄河零点
3.04m
3.34m
当地理论最低潮面
由上图得知:
某点的当地理论最低潮面高程值=某点的黄海基面(1956黄海高程)高程值+3.04m+0.164m=某点的黄海基面(1956黄海高程)高程值+3.204m。
根据现行规范规定,XX省地区C级GPS网采用高程系统为1985国家高程基准,该换算关系为:
某点的黄海基面(1956黄海高程)=某点的1985国家高程基准高程值+0.029m。
由以上关系可以得出:
某点的当地理论最低潮面高程值=某点的1985国家高程基准高程值+3.204m+0.029m=某点的1985国家高程基准高程值+3.233m。
坐标系统采用1954北京坐标系统(中央子午线123度),考虑施工区域经度在121度30分左右,用中央子午线123度BJ54坐标系统会产生较大的高斯投影变形,不能满足规范要求。
故本工程坐标系统将需转换为中央子午线121度30分的1954北京坐标系统。
4.2现浇引桥墩台帽承重结构设计
现浇墩台的承重结构,PHC管桩均拟采用钢抱箍承受荷载,上安[36a槽钢围囹,[36a槽钢:
Wx=截面模量Wx=659672mm3、Ix=惯性矩Ix=118741000mm4;
截面面积A=6089mm2;
单位重量47.8Kg/m,槽钢弹性模量Es=2.1×
105N/mm2,Q235型钢容许强度N=170MPa;
木围囹采用10*15cm木方,弹性模量E=1×
104MPa,容许强度N=10MPa,底板采用1.5cm厚胶合板;
施工均布荷载取q=3kN/m2。
1)钢抱箍承载力计算
钢抱箍的设计原理是在PHC管桩上的适当部位安装钢抱箍,利用高强螺栓拉紧钢抱箍,依靠钢抱箍与PHC管桩之间的静摩擦力承受支现浇混凝土墩台自重及施工荷载。
其结构形式为两个半圆形的钢板,通过连接板上的螺栓连接在一起,使钢板与墩身紧密贴合,能够承受相应的重量而不产生变形。
安装时可在抱箍与墩柱之间夹一层土工布,起到增加摩擦力和保护墩柱的作用。
A型钢抱箍:
高30cm,10mm厚Q235钢板,6根Ф30高强8.8级螺栓,有钢耳。
B型钢抱箍:
高25cm,10mm厚Q235钢板,4根Ф30高强8.8级螺栓。
钢抱箍与混凝土PHC管桩之间的摩擦力计算:
f=μN
式中,
f―为抱箍与墩柱间的最大静摩擦力;
N―为抱箍与墩柱间的正压力;
对A型钢抱箍,N=6*250=1500kN;
对b型钢抱箍,N=4*250=1000kN
μ―钢抱箍与砼墩柱的静摩擦系数,μ=0.42
故A型钢抱箍:
f=μN=0.42*1500=630kN,考虑安全系数取2,则A型钢抱箍
承载力:
630/2=315kN,取300kN
f=μN=0.42*1000=420kN,考虑安全系数取2,则A型钢抱箍
420/2=210kN,取200kN
2)引桥1#~40#墩,(1#~24#,27#~40#墩帽断面尺寸为:
2.1*1.8*15.1m,25#、26#断面尺寸:
2.1*1.8*20.1m)
A、荷载计算:
墩台自重:
q1=2.1×
1.8×
25=94.5kN/m
施工荷载:
q2=3×
2.1=6.3kN/m
合计荷载:
q=q1+q2=100.8kN/m
计算简图(荷载单位:
kN/m,长度单位:
m)
经计算,支座反力:
R2=R4=435.6kN;
R3=651.0kN
B、钢抱箍选择
均采用钢抱箍,两边桩选用A+B型,承载力为500kN,中间桩选用A+2B型,承载力为700kN。
C、钢围林选择:
选用4[36a槽钢。
强度校核:
M中max=ql2/8=100.8*5.82/8=423.9kN*m
M悬max=ql2/2=100.8×
1.752/2=154.35kN*m
σ=Mmax/4W=423.9×
106/(4×
659672)=160.6MPa<170MPa,满足要求。
刚度校核:
跨中:
fmax=5×
ql4/384×
EI=5×
100.8×
5.804/384×
4×
24935.61
=0.015m>L/400=5.8/400=0.0145m,稍大,可以设置1公分预拱。
悬臂:
fmax=qm3l(4+3λ)/24×
EI
=100.8×
1.753×
5.8×
(4+3×
1.75/5.8)/24×
=0.006m>L/400=1.75/400=0.004375m,稍大,可以设置5mm的预拱。
D、承重木格栅结构设计
选用10×
15cm木格栅,按@=25cm计算
W=bh2/6=100×
1502/6=375000mm3,I=bh3/12=100×
1503/12=28120000mm4
验算如下:
荷载计算:
q1=0.25×
25=11.25kN/m,q2=0.25×
3=0.75kN/m,q=q1+q2=12kN/m,计算跨度:
跨中,L中=1.5m,悬臂,L悬=(2.1-1.5)/2=0.3m。
弯矩计算:
Mmax=1/8ql2=12×
1.52/8×
=3.375kN*m
强度验算:
σ=Mmax/W=3.375×
106/(375*103)=9MPa<10MPa,满足要求。
刚度验算:
12×
1.504/384×
281.2
=0.003m<L/400=1.5/400=0.004cm,满足要求。
悬臂:
fmax=qm3l(4+3λ)/24×
EI=12×
0.33×
1.5×
0.3/1.5)/24×
=3.3*10-4m=0.33mm<L/400=0.75mm,满足要求。
故选用10×
15cm木格栅,间距@=25cm。
3)引桥41#~80#墩,(不含50#、51#、75#、76#墩,其余墩断面尺寸:
4.5*2.0*15.1m)
q1=4.5×
2.0×
25=225kN/m
4.5=13.5kN/m
q=q1+q2=238.5kN/m
经计算支座反力:
R2=R4=1102.3kN,R3=1396.8kN,单桩承载力分别为551.2kN和698.4kN。
B、钢围囹选择:
选用10[36a槽钢。
M中max=ql2/8=238.5*5.552/8=918.3kN*m
M悬max=ql2/2=238.5×
2.02/2=477kN*m
σ=Mmax/10W=918.3×
106/(10×
659672)=139.2MPa<170MPa,满足要求。
238.5×
5.554/384×
10×
=0.012m<5.55/400=0.014m
=238.5×
23×
5.55×
2/5.55)/24×
=0.009m>L/400=2/400=0.005m,稍大,可以设置10mm的预拱。
满足要求。
C、分配梁计算
选用4[36a槽钢,将最大支座反力简化成线性荷载计算,则最大线荷载为1396.8/4.5=310.4kN/m。
其计算简图为:
(荷载单位:
R2=R3=698.4kN,故钢抱箍选用A+2B,可承载力为800kN。
最大弯矩:
Mmax=ql2/2=310.4×
1.22/2=223.49kN*m
σ=Mmax/2W=223.49×
659672)=84.7MPa<170MPa,满足要求。
=5×
310.4×
2.14/384×
24935.61=7.8*10-4m<2.1/400=0.00525m
=310.4×
1.23×
2.1×
1.2/2.1)/24×
=0.0026m<
L/400=1.2/400=0.003m
15cm木格栅,按@=25cm计算,W=bh2/6=100×
2×
25=12.5kN/m
q2=0.25×
3=0.75kN/m
q=q1+q2=13.25kN/m
计算跨度:
跨中,L中=1.1m,悬臂,L悬=1.2-0.5-0.2=0.5m
M中max=ql2/8=13.25*1.12/8=2.0kN*m
M悬max=ql2/2=13.25×
0.52/2=1.65625kN*m
σ=Mmax/W=2×
106/375000=5.3MPa<10MPa,满足要求。
13.25×
1.14/384×
281.2=0.09cm<L/400=0.25cm
=13.25×
0.53×
1.1×
0.5/1.1)/24×
=0.0014m<L/400=0.125cm
15cm木格栅,间距@=25cm满足要求。
4)引桥50#、51#、75#、76#墩,其余墩断面尺寸:
4.5*2.0*20.5m)
R2=R5=1093.2kN,R3=R4=1303.7kN。
M中max=ql2/8=238.5*5.42/8=869.3325kN*m
σ=Mmax/10W=869.3325×
659672)=131.78MPa<170MPa,满足要求。
5.44/384×
=0.011m<5.55/400=0.014m
5.35×
2/5.35)/24×
选用4[36a槽钢,将最大支座反力简化成线性荷载计算,则最大线荷载为1303.7/4.5=289.7kN/m。
R2=R3=651.8kN,故钢抱箍选用A+2B,可承载力为800kN。
Mmax=ql2/2=289.7×
1.22/2=208.6kN*m
σ=Mmax/2W=208.6×
659672)=79.1MPa<170MPa,满足要求。
208.6×
24935.61=5.3*10-4m<2.1/400=0.00525m
=208.6×
=0.002m<
EI=13.25×
=0.0014m<L/400=0.125cm,满足要求。
5)引桥81#~90#墩,(81#~89#墩帽断面尺寸为:
4.5*2*15.1m,90#墩帽断面尺寸为:
4.5*2*16.2m)
q=238.5kN/m
经计算,支座反力:
R2=R5=1003.4kN,R3=R4=928.4kN
选用8[36a槽钢。
M中max=ql2/8=238.5*4.12/8=501.1kN*m
σ=Mmax/8W=501.1×
106/(8×
659672)=95.0MPa<170MPa,满足要求。
4.14/384×
8×
24935.61=0.004m<4.1/400=0.01m
EI=238.5×
4.05×
2/4.05)/24×
选用2[36a槽钢,将最大支座反力简化成线性荷载计算,则最大线荷载为1003.4/4.5=223kN/m。
R2=R3=501.75kN。
Mmax=ql2/2=223×
1.22/2=160.56kN*m
σ=Mmax/4W=160.56×
659672)=60.8MPa<170MPa,满足要求。
223×
24935.61=5.7*10-4m<2.1/400=0.00525m
=223×
6)引桥91#~99#墩,(91#~99#墩帽断面尺寸为:
2*1.5*16.2m)
q1=2.0×
25=75kN/m
2=6kN/m
q=81kN/m
支座反力:
R2=R4=397.0kN;
R3=518.2kN
均采用钢抱箍,均选用A+2B型,承载力为700kN
M中max=ql2/8=81*6.02/8=364.5kN*m
M悬max=ql2/2=81×
2.12/2=178.6kN*m
σ=Mmax/4W=364.5×
659672)=138.1MPa<170MPa,满足要求。
81×
6.04/384×
=0.014m<
L/400=6.0/400=0.015m。
=81×
2.13×
6.0×
2.1/6.0)/24×
=0.009m>L/400=2.1/400=0.00525m,稍大,可以设置10mm的预拱。
25=9.375kN/m,q2=0.25×
3=0.75kN/m,
q=q1+q2=10.125kN/m,计算跨度:
跨中,L中=1.0m,悬臂,L悬=0.5m。
M中=ql2/8=10.125×
1.02/8=1.27kN*m
M悬=ql2/2=10.125*0.52/2=1.27kN*m
σ=Mmax/W=1.27×
106/(375*103)=3.4MPa<10MPa,满足要求。
10.125×
1.04/384×
281.2=0.0005m<L/400=1/400=0.0025cm,
EI=10.125×
1×
0.5/1)/24×
=0.001m<L/400=0.00125m,
7)引桥100墩
100#与码头接口为喇叭口墩式结构,采用11根PHC管桩基础,其断面尺寸为25.0/16.2m×
100#墩计划分三层浇筑,第一次浇筑0.9m,第二次浇筑上部0.6m,第二次浇筑上部1.05m。
A、分配梁计算
分配梁采用2[36a槽钢,间距为0.75米,则所受荷载为:
q1=0.9×
0.75×
25=16.875kN/m
0.75=2.25kN/m
q=19.125kN/m
计算简图
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