园子沟项目梁场初步设计及施工方案.doc

园子沟项目梁场初步设计及施工方案一、工程概况中铁十一局集团承建的永陇矿区麟游区园子沟矿井及选煤场项目工业场区进场道路与运煤道路工程施工项目位于陕西省宝鸡市麟游县两亭镇附近。工业场区进场道路位于工业场区北入口，与S210省道相连，设计为沥青混凝土路面，路面宽度19m，全长130.24m。其中：包括1#桥86.04m，桥面宽度19m，设计荷载为公路-I级，结构为4跨20m先张法预应力混凝土空心板简支梁结构，桥台采用粧接盖梁桥台，桥墩采用桩柱式桥墩，基础采用钻孔灌注桩； 工业场区运煤道路位于工业场区南入口，与S210省道相连，设计为沥青混凝土路面，路面宽度16m，全长370.95m。其中：包含2#桥梁146.08m，桥面宽度17m，设计荷载为公路-I级，结构为7跨20m先张法预应力混凝土空心板简支梁结构，两侧设防撞护栏，桥台采用粧接盖梁桥台，桥墩采用桩柱式桥墩，基础采用钻孔灌注桩。根据项目情况，在工业场区内选址建设梁场及拌合站，该场地为2m填方，整体整平后用三合土碾压整平，压实，面积30m160m。本梁场承当1#桥72片9020m先张法预应力空心板（其中边板8片，中板64片），2#桥112片45先张法预应力空心板（其中边板14片，中板98片），共计182片空心板预制。因地质条件、施工工艺及工期等情况，现拟采用槽式张拉台座进行空心板的预制施工，布置7槽长线，每线4片，其中1槽预制边梁，共计28个台位。按每槽预计工期10天计，需7个周期完成制梁任务。预留有两个区域存梁，存梁能力112片。梁场配置有30t24m龙门吊两台，用于移梁及施工需要。详见梁场整体布置图。二、空心板张拉台的设计布置1、检算资料及依据根据陕西麟北煤业开发有限责任公司永陇矿区麟游区园子沟矿井园子沟一号桥、园子沟二号桥桥梁施工图，预应力空心板采用标准的s15.2钢绞线，其标准强度fpk=1860MPa，截面积A=139mm2，弹性模量Ep=1.95105 MPa。张拉控制应力k=0.75fpk=1395MPa，张拉应力N1=kA=1395139/1000=193.905KN。20m预应力空心板中板钢绞线为14束，边板为17束。 参考资料：公路桥涵施工技术规范JTG/F50-2011 公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004 结构设计原理叶见曙 编 第二版2、张拉台座初步设计张拉台座由传力柱、横向连续梁、端部重力墩、底板、水磨石台面及张拉端横梁构成（1）初定张拉台尺寸及砼标号槽式张拉台座主要受力构件为传力柱，采用C30混凝土浇筑，截面尺寸采用中柱60cm70cm，边柱40cm70cm。传立柱间净距：（梁宽）0.98+（工作空间）0.32=1.58m，（梁宽）0.985（工作空间）0.3+（工作空间）0.5=1.785m. （备注：预制梁中板设计为99cm，边板99.5cm，施工中为保障后续架梁等施工，将梁板宽度缩尺1cm；实用于中梁预制槽，适用于边梁预制槽）。为保证台座刚度及稳定性，使传力柱更安全，同时也为使20制梁台座端头更好的承受张拉放张预制梁起拱后梁板自重，每隔10m设置了40cm30cm的横向连续梁；出于安全保守设计台座端部设置重力墩，由C15片石混凝土浇筑。底板为20cm厚C25混凝土，台面为5cmC25砼+5cm厚细石砼水磨面层。张拉横梁和固定横梁采用组合钢横。台座总长：（梁）204+（1、2#，3、4#梁头间距）1.52+（2、3#梁头间距）1.0+(1#、4#梁端头距横梁间距）1.02+（重力墩平台）1.12=88.2m 台座总宽：+=19.365m 四槽：边柱0.42+中柱0.63+工作空间0.37+0.5+台面0.983+0.985=9.125m 三槽：边柱0.42+中柱0.62+工作空间0.36+台面0.983=6.74m 混凝土运输车通道：3.5m （2）张拉台座受力计算 传立柱受力计算 当多条生产线同时生产时，中柱为受力最大构件。其中边梁预制槽和中梁预制槽共用的5#中柱受力最大。截面面积60cm70cm，中柱受力大小取边梁最大张拉力Nd=17N1=17193.905=3296.385KN，因调整钢横梁和台面高度，使传力柱轴心线与梁板钢绞线受力型心重合，按轴心受压构件计算传立柱截面强度、配筋。拟用纵向钢筋为HRB335,箍筋为R235.安全等级二级。C30砼：fcd=13.8MPa HRB335钢筋：fsd=fsd=280MPa, 0=1.0，b=0.56A、 截面设计轴向力计算值：N=0Nd=1.03296.385=3296.385KN轴心受压构件截面短边尺寸b=60cm=0.6m，设置了横向连续梁 l0=10.0m，则计算长细比=l0/b=100.6=16.667 查表得稳定系数：=0.84。计算所需要纵向钢筋数量（AS）： 所以该截面按构造配筋即可，按最小构造配筋率0.5%选配。 AS=6007000.5%=2100mm现选用420+416 实际 AS=1256+804=2060mm 基本满足要求。箍筋采用830cm布置，端头1m范围内加密 810cm，满足构造要求。横向连续梁计算因横向连续梁为非主要艘里构件，受预制梁自重压力及传力柱传递压力。截面尺寸高30cm，宽40cm，C30砼浇筑完全能满足受力要求。按构造配筋，按最小构造配筋率0.5%选配。 AS=3004000.5%=600mm现选用612 AS =679mm600mm箍筋选用630cm布置，在与传立中柱交叉处加密30cm，与边柱交叉处10cm。组合钢横梁计算由张拉台座布置及张拉力可知，钢横梁最不利受力为边梁预制槽处。横梁简化为简支梁，传力柱为活动铰支座，跨径为2.285m，荷载为3296.385KN，按均布荷载计算，安全系数取值1.3。拟采用2根Q34550a工字钢。钢横梁计算简图：q=0N/B=1.3（3296.3852.285）=1875.406KN/m A、钢横梁组合截面的惯性矩计算 (1) 由材料型钢表查得：I50a工字钢惯性矩Ia=46470.0cm4 (2) 钢板1和钢板1的惯性矩I1=bh3/12=2503/12=20833cm4 其对钢横梁组合截面重心轴的惯性矩之和： I1.1 =2I1=220833=41666 cm4 (3) 钢板2和钢板2的惯性矩I2=bh3/12=2463/12=16223cm4 其对钢横梁组合截面重心轴的惯性矩之和： I2.2=2I2=216223=32446 cm4 (4) 钢板3和钢板3的惯性矩I3=bh3/12=4223/12=28cm4 其对钢横梁组合截面重心轴的惯性矩之和： I3.3=2(3+bhy2)=2(28+422262)=113624cm4 (5) 钢横梁组合截面的惯性矩Iz=(2Ia )+I1.1+I2.2 +I3.3=280676cm4B、钢横梁正应力强度验算:最大拉应力发生在跨中弯矩最大的截面上Mmax=qL2/8=1875.4062.2852/8=1223.99 KNm钢横梁下边缘截面抵抗矩Wz=Iz/Y=280676/（25+2）=1039.5407cm3最大正应力（下边缘截面处）为： max= Mmax /Wz = 1223.99103/（1039.5407106）=174.6MPa max=10 MPa 满足正应力要求.C、钢横梁剪应力强度验算:由材料型钢表查得：I50a工字钢对重心轴静矩Sz=1084.1cm3钢横梁组合截面重心轴静距：Szmax=1084.12+2（252）12+2（232）11+2（422）26=7660.2cm3钢横梁组合截面最大剪力：Qmax=3296.3851.3/2=2142.65KN最大剪应力max=(QmaxSzmax)/(Izb)= 2142.657660.2103106/（28067610-80.43）=13.599MPa=120MPa 满足剪应力强度要求D、钢横梁刚度验算:按公式f=5ql4/384EIfMax=51875.4062.2854/（3842105280676104）=1.0mmf=l/400=2.285/400=6mm 满足刚度要求所以钢横梁满足要求。 张拉承力台座的抗倾覆、抗滑移验算根据长线台座的整体框架结构设计，张拉台座与中间传力柱、横系梁、固定台座均联结为刚性体，所以台座不会出现倾覆和滑移现象，足能满足规范规定的抗倾覆不小于1.5，抗滑移不小于1.3。3、 端部重力墩 出于安全保守设计，在台座两个端头配置了重力墩增加整个台座的刚性及稳定性，不再计算抗倾覆性。4、制梁台座制梁台座为25cm厚C25混凝土基础，露出20cm厚底板5cm，台面最上层为5cm厚水磨石台面。基础里面铺设有6 2020cm 钢筋网片，单个台座端头1m处加密，横向间距为10cm。5、 龙门吊轨道 根据设计图纸计算得 梁板自重 最大为边板 31.25吨，配置有两台30吨龙门吊。龙门吊轨间距为24.0m。轨道基础采用C25素混凝土浇筑，截面为4050cm，下设10cm卵石垫层。基础上预埋16钢筋，间距50cm，作为龙门吊轨道卡筋。6、传力柱上预埋 8 圆环，间距根据制梁模板钢腿布置，用于模板安装时拉杆锚固。7、传