【正文】 （三） 軟弱下臥層驗(yàn)算 持力層為中細(xì)砂層，該層厚達(dá) ，樁身進(jìn)入該層 38cm，而該層下土層承載力標(biāo)準(zhǔn)值為 350kPa，非軟弱下臥層，所以 不需要進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算 。 一、 載體樁計(jì)算 （一）單樁承載力驗(yàn)算 根據(jù)規(guī)范《載體樁設(shè)計(jì)規(guī)程》（ JGJ 1352020） 節(jié)規(guī)定，軸心力作用下，應(yīng)滿足公式 62： kaNR? （ 62） 式中： Nk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，作用于任一根載體樁樁頂 的豎向力； Ra——單樁豎向承載力特征值； 而根據(jù)該規(guī)范 節(jié)所述， Nk則應(yīng)按公式 63 計(jì)算： kkk FGN n?? （ 63） 式中： Fk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳到承臺(tái)頂面的豎向力； Gk——載體樁的誠(chéng)泰和承臺(tái)上土自重標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)于地下水一下部分扣除水 的浮力； n ——樁的數(shù)目； 則帶入表 62 計(jì)算值可得到： 21 90 .4 8 1. 2 1. 2 2. 7 26 11 45 .7 82kkk FGN k Nn? ? ? ? ?? ? ? 同樣根據(jù)該規(guī)范 節(jié)所述， Ra則應(yīng)按公式 64 計(jì)算： /KauRQ? （ 64） 式中： Qu——載體樁單樁豎向極限承載力； K ——安全系數(shù)，取 K=2； 在設(shè)計(jì)時(shí)， Ra可采用下列經(jīng)驗(yàn)公式： a a eR f A?? （ 65） 金水制梁場(chǎng)施工方案 計(jì)算書 中國(guó)中鐵四局 第 36 頁(yè) 式中： fa——經(jīng)深度修正后的載體樁持力層地基承載力特征值； Ae——單樁豎向承載力特征值，可按規(guī)范《載體樁設(shè)計(jì)規(guī)程》（ JGJ1352020） 表 選用，由于三擊貫入度為 12cm，所以取 ； 由于承臺(tái)埋深為 大于 ，所以按照規(guī)范《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500072020） 節(jié)應(yīng)按下式計(jì)算 fa： ( 3 ) ( 0 . 5 )a a k b d mf f b r d? ? ?? ? ? ? ? （ 66） 式中： fak——地基承載力特征值，為 300kPa； ηb、 ηd——基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，查上述規(guī)范表 ， 由于土質(zhì)為中細(xì)砂，分別取為 3； γ——基礎(chǔ)底面下下土的重度，加權(quán)平均后取為 ； γm——基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，為 ； b——基礎(chǔ)底面寬度，當(dāng)基礎(chǔ)底面寬度小于 3m時(shí)取為 3m，大于 6m時(shí)按 6m計(jì)算； d——基礎(chǔ)埋置深度，為 ； 則帶入值計(jì)算后得到 ( 3 ) ( 0 . 5 )3 0 0 2 1 8 . 9 ( 3 3 ) 3 1 8 . 2 ( 1 . 2 0 . 5 )3 3 8 . 2 2a a k b d mf f b r dkPa? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? 將計(jì)算得到的 fa 帶入公式 65 則得到 3 3 8 . 2 2 3 . 5 1 1 8 3 . 7 7 1 1 4 5 . 7 8a a e kR f A k N N k N? ? ? ? ? ? ? 可以看出， Ra 略微大于 fa，而由于樁長(zhǎng) 12m10m，應(yīng)當(dāng)考慮樁側(cè)阻的影響，然而在計(jì)算中并沒有計(jì)入這一部分，等于提供了額外的安 全系數(shù)， 所以樁身單樁豎向承載力滿足要求 。 單層存梁臺(tái)座（載體樁形式） 根據(jù)表 62 所示， 單層存梁臺(tái)座受豎向荷載 ， 金水制梁場(chǎng)施工方案 計(jì)算書 中國(guó)中鐵四局 第 35 頁(yè) 樁體對(duì)稱布置，樁長(zhǎng) 12m，直徑 50cm，采用 C40 鋼筋混凝土，承臺(tái)采用 C35 鋼筋混凝土， 尺寸為 ，承臺(tái)埋深 。 金水制梁場(chǎng)施工方案 計(jì)算書 中國(guó)中鐵四局 第 34 頁(yè) 27060170505012050 8 5 04604 5 090601 1 06 5 010080 a 載體樁形式 b 擴(kuò)大基礎(chǔ)形式 28 028018 0808050 18 0 50 c 載體樁形式 圖 61 存梁臺(tái)座平面布置圖（單位： cm） 由此我們得出，只需要對(duì)上面三種形式的 存梁臺(tái)座進(jìn)行驗(yàn)算即可，而無(wú)需對(duì) 。 表 62 存梁臺(tái)座設(shè)計(jì)荷載（單位： kN） 序號(hào) 驗(yàn)算荷載 存梁臺(tái)座 存梁臺(tái) 座 m單層存梁臺(tái)座 m雙層存梁臺(tái)座 1 2 注：表中荷載為存梁臺(tái)座各個(gè)支座處荷載。 表 61 存梁臺(tái)座上荷載計(jì)算表（單位： kN） 金水制梁場(chǎng)施工方案 計(jì)算書 中國(guó)中鐵四局 第 33 頁(yè) 序號(hào) 荷載 1 重量 8300 6500 2 單層存梁荷載 3 雙層存梁荷載 根據(jù)表 61 所計(jì)算的荷載，將其按照鍵值量分配到存梁臺(tái)座上。 Q=G+5%G+Pb （ 61） 式中： Q ——梁對(duì)存梁臺(tái)座的荷載（ kN）； G ——梁的自重（ t）； P ——人工及施工機(jī)具荷載（ kPa）； b ——箱梁頂面寬度（ m）。 根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊(cè)》表 ，施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值按局部荷載取 P=。 六、存梁臺(tái)座計(jì)算 存梁臺(tái)座荷載計(jì)算 為節(jié)約梁場(chǎng)施工場(chǎng)地，采用雙層存梁臺(tái)座和單層存梁臺(tái)座兩種。 金水制梁場(chǎng)施工方案 計(jì)算書 中國(guó)中鐵四局 第 31 頁(yè) A 軸應(yīng)力圖 B 剪應(yīng)力圖 C 彎曲應(yīng)力圖 圖 512 鋼筋籠應(yīng)力圖（單位： MPa） 根據(jù)圖 512 可知，鋼筋籠吊架最大軸應(yīng)力發(fā)生在主桁的豎桿處，為 ，為壓應(yīng)力，這與實(shí)際相符，且小于 Q235 鋼容許軸應(yīng)力 金水制梁場(chǎng)施工方案 計(jì)算書 中國(guó)中鐵四局 第 32 頁(yè) 215MPa， 滿足要求 ；最大剪應(yīng)力發(fā)生于主桁上弦桿與吊點(diǎn)接近位置，大小為 ，小于容許剪應(yīng)力 125MPa， 滿足要求 ；最大彎曲應(yīng)力發(fā)生承吊桿中間處，為 ，為負(fù)彎矩，與實(shí)際相符，且小于容許彎曲應(yīng)力 215MPa， 滿足要求 。 表 52 鋼筋籠荷載分布圖（單位： kN） 序號(hào) 項(xiàng)目 類型 S1 S2 S3 S4 S5 S6 總面積 1 面積 2 百分比 % % % % % % 100% 3 荷載 吊架結(jié)構(gòu)計(jì)算 鋼筋籠吊架計(jì)算采用 midas 進(jìn)行計(jì)算，將表 52 計(jì)算的荷載加載到空間有限元模 型上，其荷載加載圖如下圖 511 所示。 130 130550250 250 25851200350 35025S 4 S 5 S 6 S 6 S 5 S 4 S 3 S 2 S 1S 3S 2S 1 圖 510 鋼筋籠荷載分布圖（單位： cm） 金水制梁場(chǎng)施工方案 計(jì)算書 中國(guó)中鐵四局 第 30 頁(yè) 根據(jù)圖 510 可知，鋼筋籠在吊架上的荷載按照面積的百分比分配到掉加上。 G= G1+ G2+ G3+ 5% G3 = + 30+ + 5% = 鋼筋籠荷載按照箱梁截面的百分比進(jìn)行分配，為簡(jiǎn)化計(jì)算其鋼筋籠荷載按照縱向分配梁平均分配，共 16 根分配梁，則每根受力Q=G/n=。由于鋼筋籠需抽拔棒 G1=，支撐頂模鋼筋的假內(nèi)模 G2＝ 30kN， 梁鋼筋籠自重 G3＝ ，考慮鋼筋籠加工誤差為鋼筋籠自重的 5%。鋼筋籠調(diào)貨價(jià)采用型鋼焊接而成。 2. 計(jì)算配筋時(shí)，已經(jīng)將此系數(shù)考慮進(jìn)去。 根據(jù)圖 59 可知，彈性地基梁的截面尺寸為 60 590cm；采用理正系列軟件按文克勒理論進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果如下所示。 365 4 1 . 8 1 0 4 9 . 30 . 0 1 1 1 0F M P aA? ?? ? ?? 根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500102020）表 查 Q235 鋼的容許剪應(yīng)力為 [σ]=125Mpa。其制梁臺(tái)座跨中截面尺寸如下圖 59 所示。因?yàn)閷?duì)稱布置，所以產(chǎn)生的彎矩為 0。 制梁臺(tái)座跨中結(jié)構(gòu)計(jì)算 在制梁臺(tái)座跨中采用彈性地基梁，用文克勒假定模型進(jìn)行計(jì)算。 00 ( 2 ) ta n 2 ta n 45bbHm?? ? ? ?? ? ??； 根據(jù)圖 58 可知，圖中制梁臺(tái)座端頭臺(tái)階基礎(chǔ)高度 h=≥H0=，則 制梁臺(tái)座基礎(chǔ)高度滿足不配置鋼筋的要求 ；由上面驗(yàn)算aa 和 bb 的抗剪和抗彎滿足施工使用的要求，則此基礎(chǔ)為剛性基礎(chǔ)；由于基礎(chǔ)采用 C30 混凝土，從圖 58 中可知?jiǎng)傂越?α=45?[α]=45?，則剛性角滿足施工使用的要求 ，制梁臺(tái)座構(gòu)造滿足抗沖切的要求。 金水制梁場(chǎng)施工方案 計(jì)算書 中國(guó)中鐵四局 第 23 頁(yè) 60 50 160 50 160 50 60909015045 176。 00 2tanbbH ??? （ 51） 式中： b——基礎(chǔ)底面寬度； b0——基礎(chǔ)底面的墻體寬度或柱腳寬度； H0——基礎(chǔ)高度； b2——基礎(chǔ)臺(tái)階寬度； Tanα——基礎(chǔ)臺(tái)階高寬比 b2： H0。 F = PmaxA =（ ） = τ = 3F/2A =（ 3） 103/（ 2） = W = bh2/6 =σ = M/W =（ ） 106/109= 由于制梁臺(tái)座采用的是 C30 混凝土，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500102020）表 可知，其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 [σ]=，其抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為 [τ]= ；以上計(jì)算最大正應(yīng)力σmax=[σ]=， τ=[τ]=，則 制梁臺(tái)座 aa 截面抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度滿足施工使用要求 。 F = PmaxA =（ ） = τ = 3F/2A =（ 3） 103/（ 2） = W = bh2/6 =σ = M/W =（ ） 106/108= 由于制梁臺(tái)座采用的是 C30 混凝土，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500102020）表 可知，其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 [σ]=，其抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為 [τ]= ；以上計(jì)算最大正應(yīng)力σmax=[σ]=， τ=[τ]=，則 制梁臺(tái)座 aa 截面抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度滿足施工使用要求 。根據(jù) 節(jié)計(jì)算可知，制梁臺(tái)座預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉前基底最大壓力為 Pmax=+=；張拉鋼筋后基底最大壓力 Pmax=+=；所以預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉后基底最大壓力 Pmax= 作為計(jì)算荷載。由于基礎(chǔ)采用臺(tái)階式擴(kuò)展基礎(chǔ)，防止基礎(chǔ)被剪切破壞，因此驗(yàn)算兩個(gè)臺(tái)階處，其驗(yàn)算截面如下圖 57 所示。 金水制梁場(chǎng)施工方案 計(jì)算書 中國(guó)中鐵四局 第 20 頁(yè) a 張拉鋼筋前荷載分布圖 b 張拉鋼筋后荷載分布圖 圖 56 制梁臺(tái)座端頭縱梁荷載分布圖（單位 :cm） 由于縱梁寬度為 50cm，其張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋前局部承壓計(jì)算如下所示： σ1=F1/A1=103/（ ） = σ2=F2/A2=289103/（ ） = σ3=qL/A3=103/（ ）