预制台座计算书.doc

附件四： 大连南部滨海大道工程砼箱梁及上横梁预制一标段预制场台座设计计算书一、设计依据1、水运工程混凝土结构设计规范JTS151-20112、水运工程混凝土施工规范JTS202-20113、港口工程地基规范JTS 147-1-20104、港口工程荷载规范JTS 144-1-20105、港口工程钢结构设计规范JTJ283-996、港口门座起重机技术条件GB/T 17495-19987、建筑结构静力计算手册(第二版)8、水运工程质量检验标准JTS 257-20089、港口工程结构可靠性设计统一标准GB 50158-2010二、设计荷载1、A型制梁台座端段荷载千斤顶顶升工况根据客户提供的资料，制梁台座A尺寸为11.7m7m，箱梁总重600t，千斤顶4个，每边布置2个，每个千斤顶着地面积为0.5m0.5m，工作时千斤顶着地压力为6000Kpa。滑板滑移工况根据客户提供的资料，箱梁总重600t，滑板2块，每边布置1块，每块着地尺寸为2.8m0.35m，工作时滑板压力为3061Kpa。2、A型制梁台座中段荷载根据客户提供的资料，制梁台座B尺寸为32.45m7m，箱梁总重600t，施工阶段按照着地长度43m考虑，梁压力为600/43=13.95t/m，取14t/m，施工荷载按照2t/m考虑，梁底着地宽度按照2.8m考虑，台座B段荷载为（14+2）10/2.8=57.14Kpa。3、A1型台座荷载滑板滑移工况根据客户提供的资料，箱梁总重600t，滑板2块，每边布置1块，每块着地尺寸为2.8m0.35m，工作时滑板压力为3061Kpa。50t门机工作工况根据客户提供资料，行走塔式起重机单轮最大轮压为22t，轮距如下图：三、计算过程A型制梁台座端段计算1、基础形式本工程A型制梁台座端段采用弹性地基，基础采用强夯处理，强夯要求达到200Kpa，A型制梁台座端段下方设置素混凝土垫层和碎石垫层，综合考虑，基床弹性系数取30000KN/m3。2、地基承载力验算综合考虑A型制梁台座端段受力情况，经过试算，在滑板滑至台座边缘时候为控制工况，每个台座布置一个滑板，共布置2个滑板，每个滑板受力面积为2.8m0.35m，每个滑板受力为300t，滑板压力为3000/2.8/0.35=3061Kpa。A型制梁台座端段尺寸为11.7m7m。对于A型制梁台座端段地基反力采用midas软件建模计算，计算A型制梁台座端段的最大地基反力如下图所示：单元尺寸为0.05m0.05m，所以地基反力为0.49400=196Kpa200Kpa，符合要求。3、A型制梁台座端段内力计算对于A型制梁台座端段内力采用midas软件建模计算，对千斤顶顶升，滑板在台座中部和滑板在台座端部三个工况进行分析，得出X、Y方向上下面在各个工况下的弯矩最大值。由于本工程为临时工程，结构重要性系数取0.9，本工况为且为短暂组合，所以承载力极限状态下，自重荷载的综合分项系数取1.20.9=1.08，滑板压力和千斤顶压力荷载的综合分项系数取（1.4-0.1）0.9=1.17；正常使用极限状态下，自重荷载的综合分项系数取1.0，滑板压力荷载的综合分项系数取0.6。计算A型制梁台座端段的X方向上面弯矩最大为千斤顶顶升工况，此工况下X方向上面承载力极限状态和正常使用极限状态弯矩如下图所示： 计算A型制梁台座端段的X方向下面弯矩最大为滑板滑至边缘工况，此工况下X方向下面承载力极限状态和正常使用极限状态弯矩如下图所示： 计算A型制梁台座端段的Y方向上面弯矩最大为滑板滑至边缘工况，此工况下Y方向上面承载力极限状态和正常使用极限状态弯矩如下图所示： 计算A型制梁台座端段的Y方向下面弯矩最大为千斤顶顶升工况，此工况下Y方向下面承载力极限状态和正常使用极限状态弯矩如下图所示： 计算结果汇总于下表：计算方向X方向上层（KN*m）X方向下层（KN*m）Y方向上层（KN*m）Y方向下层（KN*m）承载能力极限状态55.09773.09242.50604.65正常使用极限状态28.25396.46124.36310.084、A型制梁台座端段承载力计算及裂缝开展宽度验算 X方向上层配筋计算承载能力极限状态设计弯矩：板的截面宽度：板的截面高度：板的保护层厚度：板的有效高度：混凝土抗压强度设计值：（混凝土强度等级为C30）钢筋抗拉强度设计值：（钢筋为HRB335级钢筋）正截面受弯承载力验算受拉区试选配受压区试选配根据水运工程混凝土结构设计规范(JTS151-2011)5.2.1-2，混凝土受压区高度为求得x=9.89mm，xM=55.09KN*m满足正截面受弯承载力要求最小配筋率验算配筋率为：根据7.5.2受弯的受拉钢筋最小配筋率要大于0.2%和45ft/fy%的较大值，经过计算45ft/fy=0.2145%0.2%，要求配筋率大于0.2145%，结果满足最小配筋率要求。斜截面承载力验算根据5.5.1利用迈达斯查得最大剪力V=681.16KN2411.5KN，斜截面承载力满足要求。 X方向上层裂缝宽度验算正常使用极限状态设计弯矩：受拉区钢筋截面积：截面有效高度：有效受拉混凝土截面积：钢筋弹性模量：外层受拉钢筋保护层厚度：受拉钢筋直径：经过计算裂缝宽度符合规范要求。 X方向下层配筋计算承载能力极限状态设计弯矩：板的截面宽度：板的截面高度：板的保护层厚度：板的有效高度：混凝土抗压强度设计值：（混凝土强度等级为C30）钢筋抗拉强度设计值：（钢筋为HRB335级钢筋）正截面受弯承载力验算受拉区试选配受压区试选配根据水运工程混凝土结构设计规范(JTS151-2011)5.2.1-2，混凝土受压区高度为求得x=70.69mm，xM=773.09KN*m满足正截面受弯承载力要求最小配筋率验算配筋率为：根据7.5.2受弯的受拉钢筋最小配筋率要大于0.2%和45ft/fy%的较大值，经过计算45ft/fy=0.2145%0.2%，要求配筋率大于0.2145%，结果满足最小配筋率要求。斜截面承载力验算根据5.5.1利用迈达斯查得最大剪力V=764.15KN2411.5KN，斜截面承载力满足要求。 X方向下层裂缝宽度验算正常使用极限状态设计弯矩：受拉区钢筋截面积：截面有效高度：有效受拉混凝土截面积：钢筋弹性模量：外层受拉钢筋保护层厚度：受拉钢筋直径：经过计算裂缝宽度符合规范要求。 Y方向上层配筋计算承载能力极限状态设计弯矩：板的截面宽度：板的截面高度：板的保护层厚度：板的有效高度：混凝土抗压强度设计值：（混凝土强度等级为C30）钢筋抗拉强度设计值：（钢筋为HRB335级钢筋）正截面受弯承载力验算受拉区试选配受压区试选配根据水运工程混凝土结构设计规范(JTS151-2011)5.2.1-2，混凝土受压区高度为求得x=9.89mm，xM=242.5KN*m满足正截面受弯承载力要求最小配筋率验算配筋率为：根据7.5.2受弯的受拉钢筋最小配筋率要大于0.2%和45ft/fy%的较大值，经过计算45ft/fy=0.2145%0.2%，要求配筋率大于0.2145%，结果满足最小配筋率要求。斜截面承载力验算根据5.5.1利用迈达斯查得最大剪力V=666.36KN2411.5KN，斜截面承载力满足要求。 Y方向上层裂缝宽度验算正常使用极限状态设计弯矩：受拉区钢筋截面积：截面有效高度：有效受拉混凝土截面积：钢筋弹性模量：外层受拉钢筋保护层厚度：受拉钢筋直径：经过计算裂缝宽度符合规范要求。 Y方向下层配筋计算承载能力极限状态设计弯矩：板的截面宽度：板的截面高度：板的保护层厚度：板的有效高度：混凝土抗压强度设计值：（混凝土强度等级为C30）钢筋抗拉强度设计值：（钢筋为HRB335级钢筋）正截面受弯承载力验算受拉区试选配受压区试选配根据水运工程混凝土结构设计规范(JTS151-2011)5.2.1-2，混凝土受压区高度为求得x=70.69mm，xM=604.65KN*m满足正截面受弯承载力要求最小配筋率验算配筋率为：根据7.5.2受弯的受拉钢筋最小配筋率要大于0.2%和45ft/fy%的较大值，经过计算45ft/fy=0.2145%0.2%，要求配筋率大于0.2145%，结果满足最小配筋率要求。斜截面承载力验算根据5.5.1利用迈达斯查得最大剪力V=666.36KN2411.5KN，斜截面承载力满足要求。 Y方向下层裂缝宽度验算正常使用极限状态设计弯矩：受拉区钢筋截面积：截面有效高度：有效受拉混凝土截面积：钢筋弹性模量：外层受拉钢筋保护层厚度：受拉钢筋直径：经过计算裂缝宽度符合规范要求。配筋及裂缝开展宽度验算结果汇总于下表：计算方向X方向上层X方向下层Y方向上层Y方向下层配筋1016100102510010161001025100裂缝开展宽度（mm）0.0330.1990.1460.1565、A型制梁台座端段受冲切承载力验算 千斤顶压力抗冲切承载力验算根据5.7.1在局部荷载或集中反力作用下不配置箍筋或弯起钢筋的板，其受冲切承载力计算应符合下列规定。经过试算，千斤顶顶升时，为最危险工况。选取上述两个中的较小值，取=1.0滑板压力荷载为1500KN3672.091KN，所以受冲切承载力满足要求。 滑板压力抗冲切承载力验算根据5.7.1在局部荷载或集中反力作用下不配置箍筋或弯起钢筋的板，其受冲切承载力计算应符合下列规定。经过试算，滑板位于台座边缘时，为最危险工况。选取上述两个中的较小值，取=0.55滑板压力荷载为3000KN3025.81KN，所以受冲切承载力满足要求。6、局部受压承载力验算 千斤顶压力局部受压承载力验算根据5.8.1配置渐渐钢筋的混凝土构件局部受压承载力应符合下列规定。经过试算，滑板位于台座边缘时，为最危险工况。滑板压力荷载为1500KN14478.75KN，所以局部受压承载力满足要求。 滑板压力局部受压承载力验算根据5.8.1配置渐渐钢筋的混凝土构件局部受压承载力应符合下列规定。经过试算，滑板位于台座边缘时，为最危险工况。滑板压力荷载为3000KN32768.8KN，所以局部受压承载力满足要求。A型制梁台座中段计算1、基础形式本工程A型制梁台座中段采用弹性地基，基础采用强夯处理，强夯要求达到200Kpa，A型制梁台座中段下方设置素混凝土垫层和碎石垫层，综合考虑，基床弹性系数取30000KN/m3。2、地基承载力验算综合考虑A型制梁台座中段受力情况，经过试算，在箱梁预制为控制工况，单榀箱梁总重600t，施工阶段按照着地长度43m考虑，梁压力为600/43=13.95t/m，取14t/m，施工荷载按照2t/m考虑，梁底着地宽度按照2.8m考虑，台座B段箱梁压力荷载为（14+2）10/2.8=57.14Kpa，取58Kpa。A型制梁台座中段尺寸为32.4m7m。对于A型制梁台座中段地基反力采用midas软件建模计算，计算A型制梁台座中段的最大地基反力如下图所示：单元尺寸为0.1m0.1m，所以地基反力为0.53100=53Kpa200Kpa，符合要求。3、A型制梁台座中段内力计算对于A型制梁台座中段内力采用midas软件建模计算，由于本工程为临时工程，结构重要性系数取0.9，所以承载力极限状态下，自重荷载的综合分项系数取1.20.9=1.08，滑板压力荷载的综合分项系数取1.40.9=1.26；正常使用极限状态下，自重荷载的综合分项系数取1.0，滑板压力荷载的综合分项系数取0.6。计算A型制梁台座中段的X方向承载力极限状态和正常使用极限状态弯矩如下图所示： 计算A型制梁台座中段的Y方向承载力极限状态和正常使用极限状态弯矩如下图所示： 计算结果汇总于下表：计算方向X方向上层（KN*m）X方向下层（KN*m）Y方向上层（KN*m）Y方向下层（KN*m）承载能力极限状态1.397.991.4739.42正常使用极限状态0.663.800.7018.774、A型制梁台座中段承载力计算及裂缝开展宽度验算 X方向上层配筋计算承载能力极限状态设计弯矩：板的截面宽度：板的截面高度：板的保护层厚度：板的有效高度：混凝土抗压强度设计值：（混凝土强度等级为C30）钢筋抗拉强度设计值：（钢筋为HRB335级钢筋）正截面受弯承载力验算受拉区试选配受压区试选配根据水运工程混凝土结构设计规范(JTS151-2011)5.2.1-2，混凝土受压区高度为求得x=0mm，xM=1.39KN*m满足正截面受弯承载力要求最小配筋率验算配筋率为：根据7.5.2受弯的受拉钢筋最小配筋率要大于0.2%和45ft/fy%的较大值，经过计算45ft/fy=0.2145%0.2%，要求配筋率大于0.2145%，结果满足最小配筋率要求。斜截面承载力验算根据5.5.1利用迈达斯查得最大剪力V=3.17KN789.8KN，斜截面承载力满足要求。 X方向上层裂缝宽度验算正常使用极限状态设计弯矩：受拉区钢筋截面积：截面有效高度：有效受拉混凝土截面积：钢筋弹性模量：外层受拉钢筋保护层厚度：受拉钢筋直径：经过计算裂缝宽度符合规范要求。 X方向下层配筋计算承载能力极限状态设计弯矩：板的截面宽度：板的截面高度：板的保护层厚度：板的有效高度：混凝土抗压强度设计值：（混凝土强度等级为C30）钢筋抗拉强度设计值：（钢筋为HRB335级钢筋）正截面受弯承载力验算受拉区试选配受压区试选配根据水运工程混凝土结构设计规范(JTS151-2011)5.2.1-2，混凝土受压区高度为求得x=0mm，xM=7.99KN*m满足正截面受弯承载力要求最小配筋率验算配筋率为：根据7.5.2受弯的受拉钢筋最小配筋率要大于0.2%和45ft/fy%的较大值，经过计算45ft/fy=0.2145%0.2%，要求配筋率大于0.2145%，结果满足最小配筋率要求。斜截面承载力验算根据5.5.1利用迈达斯查得最大剪力V=3.17KN789.8KN，斜截面承载力满足要求。 X方向下层裂缝宽度验算正常使用极限状态设计弯矩：受拉区钢筋截面积：截面有效高度：有效受拉混凝土截面积：钢筋弹性模量：外层受拉钢筋保护层厚度：受拉钢筋直径：经过计算裂缝宽度符合规范要求。 Y方向上层配筋计算承载能力极限状态设计弯矩：板的截面宽度：板的截面高度：板的保护层厚度：板的有效高度：混凝土抗压强度设计值：（混凝土强度等级为C30）钢筋抗拉强度设计值：（钢筋为HRB335级钢筋）正截面受弯承载力验算受拉区试选配受压区试选配根据水运工程混凝土结构设计规范(JTS151-2011)5.2.1-2，混凝土受压区高度为求得x=0mm，xM=1.47KN*m满足正截面受弯承载力要求最小配筋率验算配筋率为：根据7.5.2受弯的受拉钢筋最小配筋率要大于0.2%和45ft/fy%的较大值，经过计算45ft/fy=0.2145%0.2%，要求配筋率大于0.2145%，结果满足最小配筋率要求。斜截面承载力验算根据5.5.1利用迈达斯查得最大剪力V=61.68KN789.8KN，斜截面承载力满足要求。 Y方向上层裂缝宽度验算正常使用极限状态设计弯矩：受拉区钢筋截面积：截面有效高度：有效受拉混凝土截面积：钢筋弹性模量：外层受拉钢筋保护层厚度：受拉钢筋直径：经过计算裂缝宽度符合规范要求。 Y方向下层配筋计算承载能力极限状态设计弯矩：板的截面宽度：板的截面高度：板的保护层厚度：板的有效高度：混凝土抗压强度设计值：（混凝土强度等级为C30）钢筋抗拉强度设计值：（钢筋为HRB335级钢筋）正截面受弯承载力验算受拉区试选配受压区试选配根据水运工程混凝土结构设计规范(JTS151-2011)5.2.1-2，混凝土受压区高度为求得x=0mm，xM=39.42KN*m满足正截面受弯承载力要求最小配筋率验算配筋率为：根据7.5.2受弯的受拉钢筋最小配筋率要大于0.2%和45ft/fy%的较大值，经过计算45ft/fy=0.2145%0.2%，要求配筋率大于0.2145%，结果满足最小配筋率要求。斜截面承载力验算根据5.5.1利用迈达斯查得最大剪力V=61.68KN789.8KN，斜截面承载力满足要求。 Y方向下层裂缝宽度验算正常使用极限状态设计弯矩：受拉区钢筋截面积：截面有效高度：有效受拉混凝土截面积：钢筋弹性模量：外层受拉钢筋保护层厚度：受拉钢筋直径：经过计算裂缝宽度符合规范要求。配筋及裂缝开展宽度验算结果汇总于下表：计算方向X方向上层X方向下层Y方向上层Y方向下层配筋514200514200514200514200裂缝开展宽度（mm）0.0060.0360.0070.179A1型台座计算1、基础形式本工程A1型台座采用弹性地基，基础采用强夯处理，强夯要求达到200Kpa，A1型台座下方设置素混凝土垫层和碎石垫层，综合考虑，基床弹性系数取30000KN/m3。2、地基承载力验算综合考虑A1型台座受力情况，经过试算，在滑板滑至台座边缘时候为控制工况，每个台座布置一个滑板，共布置2个滑板，每个滑板受力面积为2.8m0.35m，每个滑板受力为300t，滑板压力为3000/2.8/0.35=3061Kpa。A1型台座尺寸为7m7m。对于A1型台座地基反力采用midas软件建模计算，计算A1型台座的最大地基反力如下图所示：单元尺寸为0.05m0.05m，所以地基反力为0.54400=216Kpa，考虑到台座下方的碎石垫层对地基反力的折减，计算地基反力如下：所以碎石垫层底的地基反力为P=195.75Kpa200Kpa，符合要求。3、A1型台座内力计算对于A1型台座内力采用midas软件建模计算，对滑板在台座中部、滑板在台座端部、门机一组轮在台座中部作业和门机一组轮在台座端部作业四个工况进行分析，得出X、Y方向上下面在各个工况下的弯矩最大值。由于本工程为临时工程，结构重要性系数取0.9，承载力极限状态下，自重荷载的综合分项系数取1.20.9=1.08，滑板压力荷载的综合分项系数取1.40.9=1.26，门机轮压力荷载的综合分项系数取1.50.9=1.35；正常使用极限状态下，自重荷载的综合分项系数取1.0，滑板压力荷载的综合分项系数取0.6。计算A1型台座的X方向上面弯矩最大为门机一组轮在台座端部作业工况，此工况下X方向上面承载力极限状态和正常使用极限状态弯矩如下图所示： 计算A1型台座的X方向下面弯矩最大为滑板滑至台座端部工况，此工况下X方向下面承载力极限状态和正常使用极限状态弯矩如下图所示： 计算A1型台座的Y方向上面弯矩最大为滑板滑至台座端部工况，此工况下Y方向上面承载力极限状态和正常使用极限状态弯矩如下图所示： 计算A1型台座的Y方向下面弯矩最大为滑板滑至台座中部工况，此工况下Y方向下面承载力极限状态和正常使用极限状态弯矩如下图所示： 计算结果汇总于下表：计算方向X方向上层（KN*m）X方向下层（KN*m）Y方向上层（KN*m）Y方向下层（KN*m）承载能力极限状态87.2828.00120.70449.95正常使用极限状态38.75394.2957.47214.264、A1型台座承载力计算及裂缝开展宽度验算 X方向上层配筋计算承载能力极限状态设计弯矩：板的截面宽度：板的截面高度：板的保护层厚度：板的有效高度：混凝土抗压强度设计值：（混凝土强度等级为C30）钢筋抗拉强度设计值：（钢筋为HRB335级钢筋）正截面受弯承载力验算受拉区试选配受压区试选配根据水运工程混凝土结构设计规范(JTS151-2011)5.2.1-2，混凝土受压区高度为求得x=9.89mm，xM=87.20KN*m满足正截面受弯承载力要求最小配筋率验算配筋率为：根据7.5.2受弯的受拉钢筋最小配筋率要大于0.2%和45ft/fy%的较大值，经过计算45ft/fy=0.2145%0.2%，要求配筋率大于0.2145%，结果满足最小配筋率要求。斜截面承载力验算根据5.5.1利用迈达斯查得最大剪力V=740.82KN2411.5KN，斜截面承载力满足要求。 X方向上层裂缝宽度验算正常使用极限状态设计弯矩：受拉区钢筋截面积：截面有效高度：有效受拉混凝土截面积：钢筋弹性模量：外层受拉钢筋保护层厚度：受拉钢筋直径：经过计算裂缝宽度符合规范要求。 X方向下层配筋计算承载能力极限状态设计弯矩：板的截面宽度：板的截面高度：板的保护层厚度：板的有效高度：混凝土抗压强度设计值：（混凝土强度等级为C30）钢筋抗拉强度设计值：（钢筋为HRB335级钢筋）正截面受弯承载力验算受拉区试选配受压区试选配根据水运工程混凝土结构设计规范(JTS151-2011)5.2.1-2，混凝土受压区高度为求得x=70.69mm，xM=828.00KN*m满足正截面受弯承载力要求最小配筋率验算配筋率为：根据7.5.2受弯的受拉钢筋最小配筋率要大于0.2%和45ft/fy%的较大值，经过计算45ft/fy=0.2145%0.2%，要求配筋率大于0.2145%，结果满足最小配筋率要求。斜截面承载力验算根据5.5.1利用迈达斯查得最大剪力V=815.0KN2411.5KN，斜截面承载力满足要求。 X方向下层裂缝宽度验算正常使用极限状态设计弯矩：受拉区钢筋截面积：截面有效高度：有效受拉混凝土截面积：钢筋弹性模量：外层受拉钢筋保护层厚度：受拉钢筋直径：经过计算裂缝宽度符合规范要求。 Y方向上层配筋计算承载能力极限状态设计弯矩：板的截面宽度：板的截面高度：板的保护层厚度：板的有效高度：混凝土抗压强度设计值：（混凝土强度等级为C30）钢筋抗拉强度设计值：（钢筋为HRB335级钢筋）正截面受弯承载力验算受拉区试选配受压区试选配根据水运工程混凝土结构设计规范(JTS151-2011)5.2.1-2，混凝土受压区高度为求得x=9.89mm，xM=120.70KN*m满足正截面受弯承载力要求最小配筋率验算配筋率为：根据7.5.2受弯的受拉钢筋最小配筋率要大于0.2%和45ft/fy%的较大值，经过计算45ft/fy=0.2145%0.2%，要求配筋率大于0.2145%，结果满足最小配筋率要求。斜截面承载力验算根据5.5.1利用迈达斯查得最大剪力V=739.67KN2411.5KN，斜截面承载力满足要求。 Y方向上层裂缝宽度验算正常使用极限状态设计弯矩：受拉