临时搅拌站基础设计计算书

1、港珠澳大桥岛隧工程第山工区二分区沉管预制厂临时搅拌站基础设计计算书批准：_审核：_编制：_中交股份联合体港珠澳大桥岛隧工程第川工区二分区项目经理部1. 编制依据.12. 计算方法.13. 搅拌站地平结构计算.13.1. 荷载分析. 132 荷载组合.13.3. 结构形式. 23.4. 地平承载力计算.24. 搅拌站粉罐基础计算.24.1. 概况.24.2. 计算模型. 34.3. 荷载分析. 34.4. 荷载组合. 34.5. 基础计算. 45. 结语.7港珠澳岛隧工程沉管预制厂临时搅拌站基础设计计算书中交股份联合体港珠澳大桥岛隧工程第川工区二分区-1 -1. 编制依据港口工程荷载规范(JTJ

2、215- 98);建筑结构荷载规范(GB50009-2001);港口工程混凝土结构设计规范(JTJ267 98);广州江宇提供的搅拌站总图和设备安装示意图。2. 计算方法本计算书采用承载能力极限状态法对结构进行设计核算。恒载为有利荷载时，取 1.0 的荷载分项系数；为不利荷载时，取 1.2 的荷载分项系 数。活载取 1.4 的荷载分项系数。因搅拌站为临时工程，故结构重要性系数取0.9。材料抗力取材料的设计值，根据港口工程混凝土结构设计规范(JTJ267 98),C30 混凝土轴心抗压设计强度 fc=15MPa，轴心抗拉设计强度 ft=1.5MPa ;二级钢筋 抗拉及抗压设计强度取 310MPa

3、。3. 搅拌站地平结构计算3.1.荷载分析地平结构承受的荷载形式如下：搅拌主楼支腿荷载 12t, 即卩 120kN ;15m3配料站支腿荷载 12t，即 120kN;斜皮带机支腿荷载 5t，即 50kN ;配料站底平皮带机支腿荷载 3t，即卩 30kN ;控制房支腿荷载 2t，即 20kN;30t 砼罐车荷载，车轮胎着地尺寸为前轮 0.3m 0.2m，后轮 0.6m 0.2m，总重 30t洋_ 才q汽 k=30kN，q汽 2=60kN3.2.荷载组合各工况下荷载设计值如下：搅拌主楼支腿荷载设计值：0.9X1.2X120=129.6kN;15m3配料站支腿荷载设计值：0.9X1.2X120=12

4、9.6kN;斜皮带机支腿荷载设计值，0.9X1.2X50=54kN;港珠澳岛隧工程沉管预制厂临时搅拌站基础设计计算书中交股份联合体港珠澳大桥岛隧工程第川工区二分区-2 -配料站底平皮带机支腿荷载设计值，0.9X1.2X30=32.4kN;控制房支腿荷载设计值，0.9X1.2X20=21.6kN;30t 砼罐车荷载设计值，单个轮 0.9X1.4X60=75.6kN。3.3.结构形式原地面承载力较好，达 200kPa,清表后，浇筑 20cm 厚 C30 混凝土作为地平3.4.地平承载力计算各工况列表计算如下:搅拌主楼支腿15m 配料站支腿斜皮带机支腿配料站底平皮带 机支腿控制房支腿30t 砼罐车荷

5、载设计值（kN）129.60129.6054.0032.4021.6075.60与地平接触面积（m2）0.360.250.250.160.160.12接地比压（kPa）360.00518.40216.00202.50135.00630.00C3（地平厚度（m0.200.200.200.200.200.20按 45。扩撒与原地表接触面积（m2）1.000.810.810.640.640.60原地表承受压应力（kPa）129.60160.0066.6750.6333.75126.00根据计算结果知：地平表面承受最大压应力二二 630kPa： ： ：fc；原地表承受最大压应力=160kPa： ： ：

6、200kPa；地平结构设计符合搅拌站使用要求。4.搅拌站粉罐基础计算4.1.概况搅拌站位于牛头岛惠记石料厂附近，料罐直径 6.5m，料罐总高度 21.38m （装料部 分高12.08m），为 500t 罐，6 条支腿，满载时各条支腿承受 100t 荷载。料罐基础采用 C30 混凝土，基础结构平面尺寸如下图所示，基础厚度为 1m。基础上共 4 个料罐，单 个料罐装满材料后总重为600t，料罐空载时重 40t。挣f港珠澳岛隧工程沉管预制厂临时搅拌站基础设计计算书中交股份联合体港珠澳大桥岛隧工程第川工区二分区-3 -料罐基础平面示意图42 计算模型取一个料罐作为计算对象，基础尺寸为8.5mx8.5m

7、X1m。4.3. 荷载分析1满载时料罐自重 600t,即 6000kN;2空载时料罐自重 40t,即卩 400kN;3混凝土基础自重：8.5X8.5X1X26=1878.5kN;4风荷载：港口工程荷载规范(JTJ215- 98)中垂直作用在港口结构表面上的荷 载标准值应按下式计算：Wk -TzW。式中 Wk风荷载标准值(kPa)巴一一风荷载体形系数，查建筑结构荷载规范(GB50009-2001),取 1.2;Jz风压高度变化系数，按 A 类地面粗糙度，20m 高，取 1.63;W0基本风压，查全国风压表，珠海地区取0.7 kPa。经计算 Wk=1.37kPa。料罐受风面积 S=6.5Xl2.0

8、8=78.52m2料罐承受的风压力 F=1.37X78.52=107.6kN4.4. 荷载组合最大承载力计算荷载组合：0.9X1.2X(+)+1.4X;港珠澳岛隧工程沉管预制厂临时搅拌站基础设计计算书中交股份联合体港珠澳大桥岛隧工程第川工区二分区-4 -抗倾覆计算荷载组合：0.9X1.0X（+）+1.4X4.5.基础计算4.5.1. 支腿处混凝土4.5.1.1. 受力分析支腿最大反力计算（采用最大承载力计算荷载组合）G=0.9X1.2X=0.9X1.2X6000=6480kNF=0.9X1.4X=0.9X1.4X107.6=135.6kNM=FX(12.08/2+21.38-12.08)=20

9、80kN.m支腿反力计算 Nik其中 Mxk和 Myk为绕桩群形心 x 和 y 主轴的力矩，Xi, xj, yi, yj为第 i、j 支腿至 y, x 轴的距离。其中力矩加载方向取 x 轴方向最不利6480 gOSL.25,=1293.3kN631.6931.69支腿最小反力计算（采用抗倾覆计算荷载组合）G=0.9X1.0X=0.9X1.0X400=360kNF=0.9X1.4X=0.9X1.4X107.6=135.6kNM=FX（12.08/2+21.38-12.08）=2080kN.m支腿反力计算，力矩加载方向取x 轴方向最不利料罐受力示意图料罐支腿分布图ik max港珠澳岛隧工程沉管预制

10、厂临时搅拌站基础设计计算书中交股份联合体港珠澳大桥岛隧工程第川工区二分区-5 -支腿剪力计算ik min36062080 3.2531.690 031.69-153.3kN港珠澳岛隧工程沉管预制厂临时搅拌站基础设计计算书中交股份联合体港珠澳大桥岛隧工程第川工区二分区-6 -Q = F - n =135.6 - 6 =22.6kN4.5.1.2.强度计算混凝土承压计算N =1293.3kN,A = 0.6 0.6 =0.36m2N 1293 3匚二一=-=3.6MPa：fc=15MPa，混凝土承压符合规范要求。A 0.36混凝土受冲切计算港口工程混凝土结构设计规范（JTJ267 98）5.4.2

11、 对矩形截面处的矩形基础, 在柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力可按下列公式计算：1Flu0.7ftbmhd式中 Flu受冲切承载力设计值（N）；d结构系数取 1.1；bt- 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长（mm） ； 当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽。本工 程取600mm；bb冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的下边长（mm） ； 当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；当计算基础变阶处的受冲切承载力 时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。本工程取2600mm；t混凝土轴心抗拉强度设计值（MPa）;h0-

12、基础有效高度 mm，本工程取 1000mm。10.7 1.5 1600 1000 =1527.3kN 1293.3kN1.1基础抗冲切计算符合规范要求。预埋件计算港口工程混凝土结构设计规范（JTJ267 98）7.4.3 由锚板和对称配置的直锚筋 所bmbtbb2bmbt600 26002=1600mmlu10.7佃帕d港珠澳岛隧工程沉管预制厂临时搅拌站基础设计计算书中交股份联合体港珠澳大桥岛隧工程第川工区二分区-7 -组成的受力预埋件，其锚筋的总截面面积应按下列规定确定：港珠澳岛隧工程沉管预制厂临时搅拌站基础设计计算书中交股份联合体港珠澳大桥岛隧工程第川工区二分区-8 -当有剪力、法向拉力和

13、弯矩共同作用时，应按下列两个公式计算，并取其中的较 大值：NM-+-0.8abfy0.4arabfyzV剪力设计值（N）；N法向拉力或法向压力设计值（N）；法向压力设计值应符合 N 乞 0.5fcA，此 处 A为锚板的面积；M弯矩设计值（N.mm）；ar锚筋层数的影响系数，当等间距配置时，二层取1.0；三层取 0.9;四层取0.85；av钢筋的受剪承载力系数；av=（4.0-0.08d）匡，当 a 0.7 时，取 a0.7 ；fyab-锚板弯曲变形的折减系数；ab=0.6 + 0.25丄，d 为钢筋直筋（mm），t 为锚d板厚度（mm），当采取措施防止锚板弯曲变形时，可取=1 ；z外层锚筋中心

14、线之间的距离（mm）经计算 A 二 907mm2当有剪力、法向压力和弯矩共同作用时，应按下列两个公式计算，并取其中的较大值:当M : 0.4Nz时，取M 0.4Nz=0。经计算 As= 0mm2结论：本工程锚固钢筋采用 4 根直径为 20mmHRB335 钢筋，As=1256mm2满足规范要求。钢筋长度取 15d=300mm。_ 1.1Varavfy0.8abfyM1.3aVbfyZAs1.1V -0.3N M -0.4Nzaravfy1.3arabfyzAsM -0.4Nz0.4arabfyz港珠澳岛隧工程沉管预制厂临时搅拌站基础设计计算书中交股份联合体港珠澳大桥岛隧工程第川工区二分区-9 -4.5.2. 料罐混凝土基础地基承载力计算采用最大承载力计算荷载组合G=0.9X1.2X(+)=0.9X1.2X(6000+1878.5) =8508.78kNF=0.9X1.4X=0.9X1.4X107.6=135.6kNM=FX(12.08/2+21.38-12.08+1)=2215.704kN.m接触面抗弯截面系数Wbh28.53= 102.35m36 6G M 8508.782215.704最大地基承载力139.4kPa：200kPaA W 8.5X8.5102.35原地基承载力符合使用要求。4.5.3. 料罐抗倾覆计算采用抗