梁场台座计算书

1、计算： 复核： 2008年11月25日汉宜铁路客运专线梁场采用短线方式存梁，本计算书分别对制梁台座、存 梁台座及其基础设计进行验算。一、设计验算依据L汉宜铁路荆州梁场岩土工程勘察报告2 汉宜铁路潜江梁场岩土工程勘察报告3 .混凝土结构设计规范GB50010-20024 .建筑地基基础设计规范GB50007-20025建筑桩基技术规范JGJ94-946建筑地基处理技术规范JGJ79-20027 .铁路桥涵地基和基础设计规范TB10002.5-20058 .制梁、存梁台座相关设计图纸9 .公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-200410 .重力式码头设计与施工规范JTJ 290

2、-981、荆州梁场制梁台座检算：(1)制梁台座受力和刚度检算；(2 )扩大基础承载力检算。2、荆州梁场存梁台座检算：(1)存梁台座受力和刚度检算；(2 )扩大基础承载力和沉降检算。3、潜江梁场制梁台座检算：(1)制梁台座受力和刚度检算；(2 )基础承载力检算。4、潜江梁场存梁台座检算：(1)存梁台座受力和刚度检算；(2 )基础承载力和沉降检算。三.荆州制梁台座计算1、设计资料该区制梁台座采用扩大基础的形式：台座底为1m的换填碎石土，其下 为可硬塑状态的粘土（持力层）。台座底在两端宽2.9m ,中部宽1.88mo地质情况参见汉宜铁路荆州梁场岩土工程勘察报告。制梁台座按最大 梁重（边梁）146.3

3、1t计算，考虑模板自重及其它附加荷载80t,共计台座最 大受力226.31to2、计算模型的建立对制梁台座地上和地下部分进行有限元建模计算，采用弹性地基梁的方 法。根据地质报告及台座设计图，选取台座底的基床系数为40000KN/m3o 其受力机理及工况如下：由底模传下的混凝土荷载传递至换填的碎石土层，再传递到底下的粘土持力 层。荷载工况 1 : T梁刚浇注完毕，上部荷载为T梁混凝土重及模板等附加 荷载，最大荷载合计2263.1KN ;此时的荷载基本是均匀分布在台座上。荷载工况2:模板拆除，张拉完预应力钢束，上部荷载就T梁重1463.1KNO此时，预应力作用使梁体向上起拱，梁体中部脱离台座，使得

4、支 座附近受力变大一T梁重由台座两端部分承担。计算模型如下：模型立面图 模型等视图3、制梁台座计算结果3.1 荷载工况1最大正弯矩40.4KNM ,出现在起吊口靠跨中附近。最大负弯矩3.4KNM 左右，出现在跨中附近。最大剪力53.7KN ,出现在T梁支座附近。最大支撑反力为64.4KN ,出现在距离台座端部5m左右处，最小支撑 反力为6.3KN ,出现在台座端部。台座整体竖向向下沉降，最大位移为 1.31mmo各项结果示意图如下：鬻耦隰:周支撑反力示意图（不位：KN） 竖向位移示意图（M位：mm）3.2 荷载工况2最大正弯矩331.8KNM ,出现在T梁支座附近。最大负弯矩34.7KNM ,

5、出现在跨中的沿程。最大剪力360KN ,出现在T梁两端附近。最大支撑反力为156.3KN ,出现在距离台座端部1.3m左右处，最小支 撑反力为12.4KN ,出现在跨中的沿程及台座的两自由端头。台座中部上拱，最大向上位移为1.66mm ,出现在跨中;台座两自由端头下沉，最大向下位移为2.23mmo各项结果示意图如下：3.3制梁台座截面验算弯矩示意图（单位：KNM）剪力示意解（单位：KN）支擦反力示意忸坪位：KN竖向位移示意图（单位：mm整理上述两种工况的计算结果，最大内力、变形和支反力如下表。表中正弯矩为+ ,负弯矩为；竖向向上位移为+ ,向下为-o工况位置剪力z ( KN )弯矩y ( KN

6、.m )支反力KN变形（mm）工况1最大（小）处53.7-3.464.4-1.31+40.46.3工况2最大（小）处360-34.7156.3-2.23+331.812.4+ 1.66按最大弯矩验算选取正、负弯矩最不利的工况进行配筋验算。最大正弯矩为331.8KNM ,发生在台座两端底宽2.9m的截面处。原截面距底5cm处配置有13根牛12的钢筋，台座采用C25混凝土，折算其截面受压 区高度为57.6mm，抗弯承载力为324KNM ,不满足要求。建议改成13根cp 16的钢筋，其抗弯承载力为593.8KNM > 331.8KNM ,受拉区钢筋应力为 171.6MPa ,裂缝宽度为0.17

7、4mm ,满足规范要求。最大负弯矩为34.7KNM ,发生在台座中部底宽1.88m的截面处。原截面 距顶6cm处配置有6根cp 12的钢筋，距顶28cm处配置有4根cp 12的钢筋，台 座采用C30混凝土，折算其截面受压区高度为12.2mm，抗弯承载力为236KNM>34.7KNM ,受拉区钢筋应力为47MPa ,裂缝宽度为0.043mm ,满 足规范要求。台座两端底宽2.9m的截面处按负弯矩配筋，台座中部底宽1.88m的截 面处按正弯矩配筋计算，也均满足规范要求。抗剪能力验算台座两端底宽2.9m的截面抗剪能力上限：Vul=0.00051 (feuA0.5) b h0=0.00051x

8、(30.0 A0.5)x 700.0 x 811.3= 1586.4kN台座两端底宽2.9m的截面抗剪能力下限：Vu2=0.0005 a 2 feu b h0=0.0005 X 1.00 X 30.0 X 700.0 X 811.3=394.7kN台座中部底宽L88m的截面抗剪能力上限：Vul=0.00051 (fcuA0.5) b h0 =0.00051x(30.0A0.5)x700.0x752.0= 1470.4kN台座中部底宽L88m的截面抗剪能力下限：Vu2=0.0005 a 2 feu b h0=0.0005 x 1.00 x 30.0 x 700.0 x 752.0=365.8kN

9、因此，截面抗剪能力足够，无须进行抗剪验算，只需按构造配置箍 筋。配筋计算图例4、制梁台座基础验算底宽2.9m处最大支撑反力为156.3KN，该处单元长度为0.65m ,基底 应力为82.9KPa ;底宽1.88m粘土持力层顶部的压应力的确定可根据简明计算土压力公式：a'=+y xdB + 2" x tan0式中，。'为粘土持力层顶部的应力标准值；B为梁底的实际受压宽度；d为换填碎石层基床厚度，设计中d = lm ;0为换填碎石层的扩散角度，偏保守取8 = 30°a为换填碎石层顶部（梁底）应力标准值；Y为换填碎石层的重度标准值，设计取18KN/m3。因此，对于

10、底宽2.9m处，粘土持力层顶部：o'=BxaB + 2" x tanOf2.9x82.9 4c f 八广+ Y xd= +18 x 1=95.3kpa2.9 + 2xlxkui30o对于底宽1.88m处，粘土持力层顶部:o'=BxaB + 2d x tatiOf 7.88x34.7 4c » ur 一+ Y xd=+18 x I =57.5kpa1.88 + 2xJ x tan300根据地质资料，粘土持力层的承载力特征值为180KPa > 95.3KPa ,因 此，粘土持力层的承载力满足规范要求。四.潜江（仙桃）制梁台座计算1、设计资料该区所测的三层土

11、分别为：粉质粘土、淤泥质粘土、粉质粘土，制梁台座 采用碎石垫层+复合地基形式：台座底为0.5m的换填碎石土，其下采用粉喷 桩与台座底在两端宽杉木桩加固的复合基础。台座底在两端宽2.9m ,中部宽 1.88m （台座本身的设计与荆州处的一致）。地质情况参见潜江（仙桃）铁路荆州梁场岩土工程勘察报告。制梁台 座按最大梁重（边梁）146.31t计算,考虑模板自重及其它附加荷载80t,共 计台座最大受力226.31to2、计算模型的建立对制梁台座地上和地下部分进行有限元建模计算，采用弹性地基梁的方法 一经过粉喷桩与杉木桩处理的复合地基，经过粉喷桩处理的复合地基暂按其 特征承载力为150KPa来计算。根据

12、地质报告及台座设计图，选取台座底的基床系数为38000KN/m3o其受 力机理及工况同荆州处制梁台座一致。模型等视图3、制梁台座计算结果3.1荷载工况1最大正弯矩41.3KNM ,出现在起吊口靠跨中附近。最大负弯矩3.4KNM左右，出现在跨中附近。最大剪力54KN ,出现在T梁支座附近。最大支撑反力为64.3KN ,出现在距离台座端部5m左右处，最小支撑反力 为6.3KN ,出现在台座端部。台座整体竖向向下沉降，最大位移为 1.38mmo各项结果示意图可参考荆州处制梁台座的图例，此处不赘述。3.2 荷载工况2最大正弯矩332.6KNM ,出现在T梁支座附近。最大负弯矩36KNM , 出现在跨中

13、的沿程。最大剪力360KN ,出现在T梁两端附近。最大支撑反力为156.2KN ,出现在距离台座端部1.3m左右处，最小支撑 反力为12.4KN ,出现在跨中的沿程及两自由端头。台座中部上拱，最大向上位移为l.68mm ,出现在跨中；台座两自由端 头下沉，最大向下位移为2.35mm。各项结果示意图可参考荆州处的，此处不赘述。3.3 制梁台座截面验算整理上述两种工况的计算结果，最大内力、变形和支反力如下表。表中正弯矩为+ ,负弯矩为；竖向向上位移为+ ,向下为-O工况位置剪力z ( KN )弯矩 y (KN.m)支反力KN变形mm工况1最大（小）处54-3.464.3-1.38+41.36.3工

14、况2最大（小）处360-36156.2-2.35+332.612.4= 1.68按最大弯矩验算最大正弯矩为332.6KNM ,发生在台座两端底宽2.9m的截面处。原截面 距底5cm处配置有13根cp 12的钢筋，台座采用C30混凝土，折算其截面 受压区高度为57.6mm，抗弯承载力为324KNM ,不满足要求。建议改成13 根cp 16的钢筋，其抗弯承载力为551KNM > 332.6KNM ,受拉区钢筋应力为 185.9MPa ,裂缝宽度为0.189mm ,满足规范要求。最大负弯矩为36KNM ,发生在台座中部底宽1.88m的截面处。原截面距 顶6cm处配置有6根cp 12的钢筋，距顶

15、28cm处配置有4根12的钢筋, 台座采用C25混凝土，折算其截面受压区高度为12.2mm，抗弯承载力为 236KNM > 36KNM ,受拉区钢筋应力为47MPa ,裂缝宽度为0.043mm ,满 足规范要求。台座两端底宽2.9m的截面处按负弯矩配筋，台座中部底宽1.88m的截面处 按正弯矩配筋计算，也均满足规范要求。抗剪能力验算台座两端底宽2.9m的截面抗剪能力上限：Vul=0.00051 (fcuA0.5) b h0 =0.00051x(30.0A0.5)x700.0x811.3 = 1586.4kN台座两端底宽2.9m的截面抗剪能力下限：Vu2=0.0005 a 2 feu b

16、h0=0.0005 X 1.00 X 30.0 X 700.0 X 811.3=394.7kN台座中部底宽1.88m的截面抗剪能力上限：Vul=0.00051 (fcuA0.5) b h0 =0.00051x (30.0A0.5) x 700.0x752.0 = 1470.4kN台座中部底宽L88m的截面抗剪能力下限：Vu2=0.0005 a 2 feu b h0=0.0005 X 1.00 X 30.0 X 700.0 X 752.0=365.8kN因此，截面抗剪能力足够，无须进行抗剪验算，只需按构造配置箍筋。4.制梁台座基础验算底宽2.9m处最大支撑反力为156.2KN，该处单元长度为0.

17、65m ,基底 应力为82.9KPa ;底宽L88m处最大支撑反力为32.9KN，该处单元长度为 0.5m ,基底应力为35KPa ;据铁路桥涵地基和基础设计规范表4.1.2 - 2 ,碎石土地基的最小基 本承载力(松散)为200 400KPa > 82.9KPa ,因此，换填的碎石土承载力 满足规范要求。换填的碎石土底部压应力的确定可根据简明计算土压力公式：o'= + y x(1 8 + 24 x tan©式中，。'为粘土持力层顶部的应力标准值；B为梁底的实际受压宽度；d为换填碎石层基床厚度，设计中d = 0.5m ;0为换填碎石层的扩散角度，偏保守取8 =3

18、0°。为换填碎石层顶部(梁底)应力标准值；Y为换填碎石层的重度标准值，设计取18KN/m3。因此，对于底宽2.9m处，换填的碎石土底部：Bx。f2.9x82.9 4c f 八/一0'=+ y x d= + 18 x l=96.1kpaB + 2d x tan02.9 + 2x1 x tan30°对于底宽1.88m处，粘土持力层顶部:o'=+ Y xd=1.88x34.7+ 3 x I =53.8kpaB + 2d x tanG1.88+ 2x xtan30°若按设计初衷，复合地基的承载能力能达到150KPa ,则基底承载能力满 足要求。若依据原设计

19、，粉喷桩的设计中距为1.2m ,并且分布范围均匀。按摩擦 桩的受力对粉喷桩进行参考计算。按通用的承载力公式：P = 0.5x(UIt+Ao)式中，U=2x ji x0.5m=3.14mI = 7.5mt = (25KPaX5.5m+35KPaX2m)4-7.5m=27.7Kpaji = Ax 0.25x0.25x2=0.39m2。根据地质资料，按保守取为50KPa。P=O.5X（UI t + G A） = 336KN而该处最大支撑反力为156.2X晟=288.4KN < 336KN ,安全系数 1.16o可见，按这样的思路配置粉喷桩，能满足承载能力要求。五、荆州存梁台座计算1、设计资料该

20、区存梁台座采用扩大基础的形式:台座底为1m的换填碎石土，具下为 可硬塑状态的粘土（持力层）。台座底宽3m。地质情况参见汉宜铁路荆 州梁场岩土工程勘察报告。存梁台座按双层存梁考虑，最大吨位单头受力 146.31吨。两片梁间距为2.7mo2、计算模型的建立对制梁台座地上和地下部分进行有限元建模计算，采用弹性地基梁的方 法。根据地质报告及台座设计图，选取台座底的基床系数为40000KN/m3o 其受力机理及工况如下：预制T梁的重力施加在存梁台座上，荷载再传递至换填的碎石土层，尔后 传递到底下的粘土持力层。作为弹性地基梁，梁长、布置T梁的片数和位置 均对该弹性地基梁（存梁台座）的受力产生影响。偏保守计

21、，计算模型选取 27m长的台座，等间距布置10处T梁（共20片）。计算模型如下：模型等视图3、存梁台座计算结果计算结果显示：最大正弯矩439.3KNM ,出现在两端附近的T梁放置点。最大负弯矩157.9KNM左右，出现在跨中附近的T梁放置点。最大剪力673.1KNO支撑反力在该荷载工况下较为均匀，最大支撑反力为273.7KN ,出现在跨 中附近，最小支撑反力为237.1KN ,出现在端部。台座整体竖向向下沉降，沉降较为均匀，最大位移出现在跨中附近，为5.068mm ,边端位移最小，为4.392mm。各项结果示意图如下：弯矩示意图（第位：KNM）剪力示意敢单位：KN）支撑反力示意图（玳位：KN）

22、竖向位移示意图（单位：mm）4、存梁台座截面验算整理上述计算结果，最大内力、变形和支反力如下表。表中正弯矩为+ , 负弯矩为；竖向位移向下为-O位置剪力z ( kN )弯矩(KN.M )支反力kN变形mm最大(小)处673.1-157.9273.7-5.068+439.3237.1-4.392按最大弯矩验算：最大正弯矩为439.3KNM。原截面距底10cm和44cm处分别配置有10根 (P 12的钢筋,台座采用C30混凝土，折算其截面受压区高度为57.5mm，抗弯 承载力为760.3KNM > 439.3KNM满足规范要求。最大负弯矩为157.9KNM。原截面距顶3.25cm处配置有4根

23、cp 12的钢筋, 距顶28cm、53cm处分别配置有2根cp 12的钢筋,台座采用C30混凝土，折算 其截面受压区高度为6.1mm，抗弯承载力为323KNM > 157.9KNM ,满足规范 要求。抗剪能力验算：截面抗剪能力上限：Vul=0.00051 (fcuA0.5) b h0=0.00051x (30.0 八 0.5) x 800.0 x 1230.0=2748.7kN截面抗剪能力下限：Vu2=0.0005 a 2 feu b h0=0.0005 x 1.00 x 30.0 x 800.0 x 1230.0=683.9kN因此，截面抗剪能力足够，无须进行抗剪验算，只需按构造配置箍

24、筋。5.存梁台座基础验算台座底部最大支撑反力为273.7KN ,该处单元长度为0.45m，宽3m , 基底应力为202.7KPa ;据铁路桥涵地基和基础设计规范表4.1.2 - 2 ,碎石土地基的最小基本 承载力（松散）为200 400 KPa ,因此,换填的碎石土承载力能满足规范要 求，但在施工时应注意碎石层的密实性。粘土持力层顶部的压应力的确定可根据简明计算土压力公式：0'='义。+Y xdB + 2dx tan0式中，。为粘土持力层顶部的应力标准值；B为梁底的实际受压宽度；d为换填碎石层基床厚度，设计中d = lm ;0为换填碎石层的扩散角度，偏保守取6 = 30

25、6;a为换填碎石层顶部（梁底）应力标准值；Y为换填碎石层的重度标准值，设计取18KN/m3。因此，粘土持力层顶部：一，8x0,3x42.74c , 一> ,吐O = + y x =+18 x l=182.4KpaB + 2dx tan0B + 2dx tan0正常情况下，可取8=35。时a'= -+y xd:3皿'+18 x 1 = 156.2 KpaB + 2dx tan0B + 2dx tan0根据地质资料，粘土持力层的承载力特征值为180 KPa > 156.2KPa ,安 全系数L15,因此，粘土持力层的承载可以满足规范要求。六、 潜江（仙桃）存梁台座计算1

26、、设计资料该区所测的三层土分别为：粉质粘土、淤泥质粘土、粉质粘土，制梁台座 采用碎石垫层+复合地基形式：台座底为0.5m的换填碎石土，其下采用粉 喷桩加 固的复合基础。台座底宽2.5mo地质情况参见潜江（仙桃）铁路荆州梁场岩土工程勘察报告。存梁台座按双层存梁考虑，最大吨位单头受力146.31吨，两片梁间距为 2.7mo2、计算模型的建立对制梁台座地上和地下部分进行有限元建模计算，采用弹性地基梁的方 法。根据地质报告及台座设计图，选取台座底的基床系数为38000KN/m3o其受力机理及工况如下：预制T梁的重力施加在存梁台座上，荷载再传递至换填的碎石土层，尔后 传递到底下的复合地基。作为弹性地基梁

27、，梁长、布置T梁的片数和位置均对该弹性地基梁（存梁 台座）的受力产生影响。偏保守计，计算模型选取27m长的台座，等间距布 置10处T梁（共20片）。计算模型如下：模型等视图3、存梁台座计算结果计算结果显示：最大正弯矩440.5KNM ,出现在两端附近的T梁放置点。最大负弯矩 155.5KNM左右，出现在跨中附近的T梁放置点。最大剪力674.1KN。支撑反力在该荷载工况下较为均匀，最大支撑反力为273.7KN ,出现在 跨中附近，最小支撑反力为237.6KN ,出现在端部。台座整体竖向向下沉降，沉降较为均匀，最大位移出现在跨中附近，为 5.336mm ,边端位移最小，为4.632mmo各项结果示

28、意图可参考荆州处存梁台座的图例，此处不赘述。4.存梁台座截面睑算整理上述计算结果，最大内力、变形和支反力如下表。表中正弯矩为+ , 负弯矩为；竖向位移向下为-O位置剪力z ( kN )弯矩（KN.M ）支反力kN变形mm最大（小）处673.1-155.5273.7-5.336+440.5237.6-4.632按最大弯矩验算：最大正弯矩为440.5KNM。原截面距底10cm和44cm处分别配置有10根（P 12的钢筋，台座采用C30混凝土，折算其截面受压区高度为57.5mm，抗弯承 载力为760.3KNM >440.5KNM满足规范要求。最大负弯矩为155.5KNM。原截面距顶3.25cm

29、处配置有4根cp 12的钢筋, 距顶28cm、53cm处分别配置有2根cp 12的钢筋,台座采用C30混凝土，折算 其截面受压区高度为6.1mm，抗弯承载力为323KNM>155.5KNM ,满足规 范要求。抗剪能力验算：截面抗剪能力上限：Vul=0.00051 (fcuA0.5) b hO=0.00051x (30.0A0.5) x 800.0 x 1230.0=2748.7kN截面抗剪能力下限：Vu2=0.0005 a 2 feu b hO=0.0005 x 1.00 x 30.0 x 800.0 x 1230.0=683.9kN因此，截面抗剪能力足够，无须进行抗剪验算，只需按构造配置箍筋。5、存梁台座基础验算台座底部最大支撑反力为273.7KN ,该处单元长度为0.45m ,宽3.0m ,基 底应力为202.7KPa ;换填的碎石土底部压应力的确定可根据简明计算土压力公式：o'=+y x.B + 2dx tan0式中，。'为粘土持力层顶部的应力标准值；B为梁底的实际受压宽度；d为换填碎石层基床厚度,设计中d = 0.5m ;e为换填碎石层的扩散角度，偏保守取e =