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1、五、預制場設計與施工（一）、制梁臺座檢算1、設計依據（1）、青島海灣大橋60m箱梁設計圖（2）、建筑地基設計規范2、制梁臺座結構布置圖3計算假定由于制梁臺座為三條條形基礎及兩排千斤頂共同承受梁重及施工荷載，為簡化計算，假定同一斷面3個條形基礎承受4/5的荷載，兩排千斤頂共同承受1/5的荷載。實際中中部條形基礎持荷時間較長及受力不均勻，為安全計算，中部條形基礎在計算后適當加大基底面積。設計箱梁和模板重為2600t，每個條形基礎承受的荷載為26004/53=693.3t，換算為均布荷載：693.360=11.5t/m，近似取荷載按12t/m=120KN/m算地基容許承載力為【f】=120Kpa則基2、礎寬取基礎寬為1.5m，埋深0.4m 滿足要求，取基礎寬1.5m為防止地基不均勻沉降，適當配筋，配筋按照構造筋考慮4側模軌道基礎（1）荷載計算假定：側模軌道在工作狀態下，共有17個千斤頂共同支承側模及上部傳來的施工荷載，千斤頂間隔3.33m，為簡化計算按基底均勻受力設計基礎寬度；按倒梁法來計算條形基礎的最不利內力及配筋，計算條形基礎的配筋時，活載組合系數取1.4。每個千斤頂荷載為：26005217=15.3t 換算為基底均布荷載：q=15.3/3.331.4=6.43t/m=64.3KN/m計算得：Mmax=87.54KNm M-max=32.544KNm（2）配筋 混凝土強度：C30 Ra=3、17.5MPa鋼筋：主筋HRB335 Rg=340Mpa 箍筋HRB335 jg =0.55 rc=rs=1.251、正彎距配筋設a=40mm，則h0=800-40=760mm0.2%bh0采用構造配筋。2、負彎距配筋設a=40mm，則h0=800-40=760mm0.2%bh0采用構造配筋。 （二）粉噴樁及強夯復合地基計算書1設計依據：（1）項目部提供的梁廠各結構的平面尺寸、地質情況簡述和承載力要求。（2）建筑地基處理技術規范JGJ79-2002。（3）建筑地基基礎技術規范DB42/242-2003。2設計要求：經加固后復合地基承載力特征值fspk150Kpa。3設計計算：（1）粉噴樁復合地4、基：根據結構的受力特點及地質情況，本方案采用500的粉體攪拌樁（簡稱粉噴樁）處理該軟弱地基，具體方案設計如下：（2）樁長：本工程粉噴樁主要處理填土及淤泥質土，因此，粉噴樁應穿過填土及淤泥質土層，并進入其下相對較好的粉質粘土層一定深度，故此，本工程粉噴樁樁長定為11.0m。（3）樁身材料：本工程粉噴樁的粉體材料選用PO或PS32.5的普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量按50kg/m考慮。（4）單樁承載力特征值： 按樁身強度計算： 按地質情況計算：粉噴樁單樁承載力由樁身強度控制，取100KN。（5）粉噴樁面積置換率：則：本工程，不小于170Kpa，取80Kpa。則：因此，本工程的粉噴樁面積置換率不應小于05、.224。（6）粉噴樁的布置：根據本工程的結構型式，擬采用矩形布置。樁間距確定：由，得：則，當B=1.5m時，當B=1.6m時，因此，樁間距當B=1.5m時，不得大于1.17m，當B=1.6m時，不得大于1.09m。詳見粉噴樁平面布置圖。4置換強夯處理方案：（1）土層參數：人工填土：=120Kpa 淤泥質粉質粘土：=90Kpa 淤泥質粘土：=80Kpa 粉質粘土：=120Kpa（2）塊石墩設計取值：平均墩長10.5m，墩體直徑1.5m，單墩承載力R=400KN3、復合地基承載力：Kpa150Kpa （可行）：復合地基承載力（KPa）：墩間土承載力（KPa）S：單墩所占面積（m2）S1：單墩面積6、（m2）R：單墩承載力（KN）六出海碼頭設計計算書（一）設計采用規范及文件 1波浪力按行業標準海港水文規范(JTJ213-87)確定；2港口工程荷載規范（JTJ215-98）；3在鋼管樁內灌注混凝土所形成的鋼管混凝土樁，其樁身結構承載力按鋼管混凝土結構設計與施工規程（CECS28）確定；4港口工程樁基規范（JTJ254-98）； 5鋼管樁強度計算和穩定性驗算，按鋼結構設計規范（GBJ17）執行；6鋼管樁采用Q235鋼,應采用E4301、E4303型等E43XX系列焊條。鋼材的強度設計值為：抗拉、抗壓和抗彎 f：200x0.95=190 Mpa抗剪 fV：115x0.95=110 Mpa7公路橋7、涵鋼結構及木結構設計規范(JTJ02586)8杭州灣跨海大橋招標文件9杭州灣跨海大橋施工招標圖紙（二）設計、計算項目1箱梁出海碼頭普通墩的設計；2棧橋端部防撞墩；3運架船靠船墩；4材料碼頭的設計計算；5鋼箱梁的設計計算（三） 設計資料1設計船型設計船型為專用運架船。船長L=88.2m，船寬B=40m，型深D=7.0m，滿載吃水T=3.5m，滿載排水量10901t。滿載梁航行時，抗風蒲氏8級及相應波浪。2水文及氣象資料（1）水位(國家85高程系統)設計高水位：H=1.7m；極端高水位：H=3.2m;設計低水位：-2.3m；極端低水位：-3.44m。（2） 波浪波浪重現期為100年，設計高水位：H8、=3.0m；極端高水位：H=2.65m;（3）水流最大漲潮表面流速：V1=0.76m/s，流向339（與北向夾角）；最大落潮表面流速：V1=0.62m/s，流向182（與北向夾角）；（4）風工作風力按8級風，風速V=20.3m/s；非工作風力按12級風，風速V=32.2m/s。（四）荷載計算1預制梁自重約2000t，施工荷載按2400t控制設計；橫移小車一個支點的壓力按600t設計；2箱梁出海碼頭鋼梁縱向水平力：G=1200x0.15=180t(由滑道自相抵消)；3專用架運船系纜力（1）船舶受風面積工作風速V=20.3m/s（8級風），非工作風速V=23m/s（9級風），按港口工程技術規范（J9、TJ 215-98）條計算。滿載時，LogAxw=-0.036+0.742 log10000Axw=855m2I. LogAyw=-0.107+0.621 log10000Ayw=238m2壓載時，LogAxw=0.238+0.727 log10000Axw=1552m2LogAyw=0.019+0.628 log10000Ayw=340m2（2）作用于船舶上的風壓力計算風壓力按（JTJ 215-98）條計算。工作狀態，Fxw=73.6x10-5x855x20.32x0.9=233 kNFyw=49x10-5x238x20.32x0.9=43 kN非工作狀態， Fxw=73.6x10-5x1510、52x232x0.9=544 kNFyw=49x10-5x340x232x0.9=79 kN（3）作用于船舶上的水流力水流力按（JTJ 215-98）附錄E.0.11條計算。水流向與船舶縱軸夾角30度。船舶吃水線以下橫向投影面積（E.）log B=0.484+0.612xlog10000B=855 m2Axc=Bsin30=428 m2 （E.0.14）Ayc=Bcos30=740 m2 （E.0.14）Cxc=1.72x3.1416x30/180+0.05=0.951 (E.0.12-1)Cyc=1.72x3.1416x30/180+0.1=1.0 (E.0.12-2)2x740/3=48711、 kN (E.0.11-1)2x428/3=432 kN (E.0.11-2)2x740/2=563 kN (E.0.11-1)2x428/2=342 kN (E.0.11-2)（4）系纜力系纜力按（JTJ 215-98）條計算。N =1.3/3x(843/sin30/cos30+265/cos30/cos30) =996.7kNNx=996.7xsin30xcos30=418KNNy=996.7xcos30xcos30=725KN(由棧橋中間的系纜墩承擔)若按兩個系纜墩計，N=1.2/2x(843/sin30/cos30+265/cos30/cos30) =1380kNNx=1380xsin12、30xcos30=597KN(4)、“專用架運船”擠靠力擠靠力按（JTJ 215-98）條計算。Fj=1.3x(544+487)/3=446KN對于防撞墩B為1031KN（5）撞擊力船舶靠岸撞擊力按（JTJ 215-98）條計算：專用架運船2=92 kJ初選標準型橡膠護舷，E=98KJ，反力R=274KN2=33.8 kJ（6）波浪引起的船舶撞擊力按（JTJ 214-87）附錄七計算：天一號對碼頭撞擊的法向速度:13/7/40/3.2 =0.267m/s2=265.5KJ選用標準型橡膠護舷，E=302KJ，反力R=590KN船舶(1000t級)對碼頭撞擊的法向速度:13/7/12/1.8)si13、n15=0.41m/s00x0.412=232.4 KJ選用標準型橡膠護舷，E=302KJ，反力R=590KN4水流力水流力按（JTJ 215-98）條計算。棧橋每根鋼管樁所受水流力：Fw=0.73x(1.025/2)x1.12x1.2x13.5+1.5x(1.025/2)x1.12x1.2x7.5=15.7kN5波浪力波浪力按（JTJ 213-87）4條計算。由H/d=4.2/14=0.3，查圖-1，波峰在靜水面以上的高度max=0.67m,Z1=0Z2=14+0.67=14.67mZ212.57mZ2/L=14.67/63.4=0.23Z2/L=12.57/63.4=0.20d/L=14/14、63.4=0.22查圖-2，得K1=0.158查圖-3，得K2=0.77查圖-5，得K3=0.064查圖-7，得K4=0.455作用于整個柱體高度上的最大速度分力為(式-1):PDmax2x0.158/2=22.23KN1.19xPDmax=1.19x22.23=26.5KNPDmax對樁在地面處的力矩為MDmax2x63.4x0.064/2/3.14=181.8KNm1.19x MDmax=216KNmPImax對樁在地面處的力矩為MImax=2.0x10.868x4.1526x4.2x63.4x0.455/4/3.14=887.56 KNm作用于整個柱體高度上的最大慣性分力為(式-1):P15、Imax當PDmax 0.5PImax時，最大水平總波浪力Pmax= PImax=144.11KN對水底面的最大總力矩Mmax2/324.52)=367KNm換算成樁頂水平力P=367/14=26KN波浪對鋼箱梁的水平力P=15x6x2=180KN每組4根樁的總水平力P總=26x4+180x2=464KN6豎向力棧橋雙樁豎向力V=6000+6000x（6-5.45）/6+250+150=6900KN單樁設計豎向承載力3500KN。（五）荷載組合1棧橋樁設計控制組合：設計高水位時風力+波浪力+橫移箱梁荷載V=3500KN（單樁）校核組合：極端高水位時風力+波浪力+橫移箱梁荷載V=3500KN（單16、樁）H=464KN（每組樁）2靠船墩設計控制組合：設計高水位時風力+波浪力+船擠靠力專用架運船：V=1800KNH=12+26x6+446=614KN1000t鐵駁：V=2000KNH=11+56x2+90=213KN校核組合：極端高水位時風力+波浪力天一號：V=1800KNH=6+26x6x1.3=209KN1000t鐵駁：V=2000KNH=26x4+6=110KN（六）設計擬定的主要數據1棧橋第一跨跨度12米，其余跨度均為6米，除第一跨內樁基礎采用鉆孔樁外，其余均為砼管樁+鋼管樁的形式。鋼箱梁第一跨海側樁基礎采用2-1.5米鉆孔摩擦樁，入土深度60米，單樁樁頂設計承載力500t；第29跨17、（地面標高-2以上）樁基礎采用2-1.0米A型砼管樁（頂節采用壁厚18mm同直徑鋼管樁），入土深度45米；其余跨（地面標高-2以下）樁基礎采用2-1.2米A型砼管樁（頂節采用壁厚18mm同直徑鋼管樁），入土深度40米。管樁地面以下2米至樁頂填充C30砼，以增強抵抗水平力，單樁樁頂設計承載力350t。棧橋普通墩外側樁基礎采用0.7米A型砼管樁（頂節采用壁厚12mm同直徑鋼管樁）。管樁入土深度15米，單樁樁頂設計承載力60t。每相鄰兩排共6根鋼管樁間設樁間聯結系以進一步增強抵抗縱、橫向水平力。2專用架運船靠船墩分別采用6-1.0、5-1.0砼管樁（頂節采用壁厚16mm同直徑鋼管樁），靠船側兩根樁采18、用直樁，其余采用斜樁，斜度4:1。3材料碼頭系纜墩采用鋼管樁結構，每個系纜墩下設4-1.2米垂直A型砼管樁（頂節采用壁厚16mm同直徑鋼管樁），樁頂設聯接系，壁厚16毫米，入土深度15米，靠船側管樁地面以下2米至樁頂填充C30砼，每個系纜墩上設一個25T系纜柱。4箱梁出海碼頭鋼箱梁、樁頂分配梁截面尺寸：第一跨鋼箱梁截面高2.8m，寬0.8m；其余跨主鋼箱梁截面高1.7m，寬0.8m。鋼箱梁最大計算跨度12m，最小計算跨度6m。樁頂分配梁截面高1.2m，寬0.6m，跨度1.2+2.3+1.2m。（七）計算結果使用樁基計算程序及結構計算程序計算，結果如下：1出海碼頭第一跨鉆孔樁墩：墩頂最大水平位移19、16.7mm；沉降量3.8mm，（單樁樁頂設計承載力豎向V=500t，水平H=10t）；2出海碼頭普通墩（按四根一組）：墩頂最大水平位移24.6mm；沉降量4.6mm，（單樁樁頂豎向力V=350t，群樁水平力H=46t，樁頂鉸接）。3出海碼頭端部防撞墩A：墩頂最大水平位移11mm； （群樁設計水平力H=60t，樁頂按鉸接計算）；4專用架運船靠船墩：墩頂最大水平位移15.6mm, （群樁設計承載力豎向V=180t，水平H=61t，樁頂按鉸接計算）；5棧橋中部“天一號”系纜墩：墩頂最大水平位移15.4mm, （群樁設計承載力豎向V=200t，水平H=50t，樁頂按鉸接計算）；6材料碼頭系纜墩：墩頂20、最大水平位移25.1mm；沉降量2.1mm， （群樁設計承載力豎向V=200t，水平H=25t,樁頂按固接計算）；7首跨（12m）主鋼箱梁最大撓度fmax=5.1 mm, f/L=1/23501/600 ，max=128Mpa190Mpamax=86Mpa110Mpa其余跨（6m）主鋼箱梁最大撓度fmax=2mm, f/L=1/30001/600，max=120Mpa190Mpa，max=98Mpa110Mpa8樁頂分配梁最大撓度fmax=0.45mm，f/L=1/51001/600，應力max=130Mpa190Mpa，max=89Mpa110Mpa滿足規范及施工要求。七箱梁預制、移位（一）21、縱橫移軌道計算1 設計依據：青島海灣大橋設計圖紙2 參考規范：（1）公路橋涵設計通用規范（2）公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTJ023-85）（3）公路橋涵地基與基礎設計規范（JTJ024-85）（4）公路橋涵施工技術規范3 .計算施工荷載：(1) 預制梁自重按2000t控制設計。(2) 橫移小車一個支點的壓力按525t設計。4. 設計擬訂數據： (1) 縱橫移滑道梁為普通鋼筋混凝土連續梁，梁高3.0米，梁寬1.4米。(2) 在橫移滑道上橫移主梁時兩支點間距5.45米，縱移滑道上縱移時兩支點間距57米。(3) 橫移滑道最大計算跨度8.5米，縱移滑道最大計算跨度9.5米。(4)為簡22、化計算，橫移滑道按五等跨連續梁計算，縱移滑道按單集中荷載五等跨連續梁計算。5. 橫移滑道計算結構在自重作用下彎距如圖所示結構在活載作用下最大正彎距： 結構在活載作用下最大負彎距：故設計彎距M+max=1.2549+1.48914=13138.4故設計彎距M-max=1.2799+1.47316=11201配筋計算根據結構受力特點，取軌道梁截面尺寸為梁高3m、寬1.4m。混凝土為C30，鋼筋為HRB335直徑32mm。出于安全考慮按單筋截面配筋。由公式根據材料，混凝土軸心抗壓設計強度取Ra=17.5MPa,級鋼筋抗拉設計強度Rg=340MPa,混凝土安全系數c=1.25.分別帶入最大正負彎距算得23、下緣所需鋼筋數量Ag=17113mm2,選取32鋼筋，需22根；上緣所需鋼筋數量Ag=14483mm2,選取32鋼筋，需18根。6. 縱移滑道計算結構在自重作用下彎距如圖所示結構在活載作用下最大正彎距： 結構在活載作用下最大負彎距：故設計彎距M+max=1.2686+1.410248=15170.4故設計彎距M-max=1.2997+1.45155=8413.4配筋計算 根據結構受力特點，取軌道梁截面尺寸為梁高3m、寬1.4m。混凝土為C30，鋼筋為HRB335直徑32mm。 出于安全考慮按單筋截面配筋。由公式根據材料，混凝土軸心抗壓設計強度取Ra=17.5MPa,級鋼筋抗拉設計強度Rg=3424、0MPa,混凝土安全系數c=1.25.分別帶入最大正負彎距算得下緣所需鋼筋數量Ag=23058.8mm2,選取32鋼筋，需29根；上緣所需鋼筋數量Ag=13691.2mm2,選取32鋼筋，需18根。7. 結論通過橋梁博士演算分析，結構在承載能力極限狀態下滿足強度要求，在正常使用狀態下裂縫均滿足要求。(二) 鉆孔樁計算1. 設計依據：青島海灣大橋設計圖紙2. 參考規范：(1)公路橋涵設計通用規范(2)公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTJ023-85）(3)公路橋涵地基與基礎設計規范（JTJ024-85）3.設計地質數據：地層分布從上向下為淤泥混砂、粘土、砂層、粘土、泥巖層、角礫巖層，25、各單元土層承載力標準值，樁基礎設計參數按規范要求并結合當地建筑經驗如下： 單元土體名稱本層土底面所在深度（m）每層土厚度（m）地基承載力標準值(KPa)鉆孔樁極限側阻力標準值（KPa）人工填土2.32.390 18淤泥質粉質粘土8.1 5.890 18淤泥質粘土10.182.0880 20粉質粘土13.483.3120 28粗礫砂17.083.6420 116粉質粘土18.481.4120 28 粗礫砂25.487420 116粉質粘土26.981.5120 28粗礫砂32.685.7420 116強風化泥巖 34.682400 80強風化角礫巖38.684450 90強風化泥巖400 80426、.橫移滑道鉆孔樁計算 由橋梁博士計算得樁頂外力為 Nj=9780KN. 計算樁長 Nj=ULii+m0A0+K22(h-3)計算時取以下數據：樁的成孔直徑1.3m,樁周長U=1.3=4.082m，A=1.27m 2 ，=0.7，m0 =0.6，K2=5.0，h40，取40，0=400kPa，2=15kN/m3（已扣除浮力）。帶入資料估算出樁長h= 51.25， 取h=52m。按軸心受壓構件配筋 NjNu=b(RaA/c+RgAg/s) 混凝土滿足抗壓強度，只需按構造配筋2422根就可以。5. 縱移滑道鉆孔樁計算 由橋梁博士計算得樁頂外力為 Nj=6530KN. 計算樁長 Nj=ULii+m0A27、0+K22(h-3)計算時取以下數據：樁的成孔直徑1.3m,樁周長U=1.3=4.082m，A=1.27m 2 ，=0.7，m0 =0.6，K2=5.0，h40，取40，0=400kPa，2=15kN/m3（已扣除浮力）。帶入資料估算出樁長h= 35m。按軸心受壓構件配筋 NjNu=b(RaA/c+RgAg/s) 混凝土滿足抗壓強度，只需按構造配筋2422根就可以。6 .存梁臺位鉆孔樁計算 由橋梁博士計算得樁頂外力為 Nj=5000KN. 計算樁長 Nj=ULii+m0A0+K22(h-3)計算時取以下數據：樁的成孔直徑1.3m,樁周長U=1.3=4.082m，A=1.27m 2 ，=0.7，28、m0 =0.6，K2=5.0，h40，取40，0=400kPa，2=15kN/m3（已扣除浮力）。帶入資料估算出樁長h= 32m。按軸心受壓構件配筋 NjNu=b(RaA/c+RgAg/s) 混凝土滿足抗壓強度，只需按構造配筋2422根就可以。八箱梁運輸、架設（一）龍門吊軌道基礎計算（設計依據）1地基基礎設計規范2混凝土結構設計規范 3龍門吊機設計參數（二）基本假定：1在最大荷載情況下，吊機每個輪子均勻受壓； 2在最大荷載情況下，地基基礎均勻受力，按倒梁法建立計算模型，計算截面最大內力；（1）最不利荷載計算：180噸龍門吊機在最大載重情況下每個輪子承重30T，考慮鋼軌的擴散作用，最外側輪子兩側29、各取1.0m作為條形基礎計算長度，假定基礎底部均勻受力：則 圖一（2）確定基礎寬度： 地基采用0.5m粉噴樁加固后使地基承載力不小于。則基礎寬 取b=1.5m；則在實際最不利荷載情況下，基底壓力為：滿足條件，故基礎寬度定為1.5m。 由于龍門吊軌道基礎屬于擴展基礎，倒梁法計算模型截面最大正彎矩為97.5,最大負彎矩為52.2；（3）基礎配筋：混凝土強度C25，級螺紋鋼筋，j=0.55 rc=rs=1.5 Ra=14.5Mpa 圖二圖三Rg=340MPa；其余尺寸見圖二： 鋼筋保護層取40mm；則h0=660mm，截面最大正彎矩為97.5,活載系數為1.4；由式： 97.5106x1.4即：故：取416螺紋鋼筋 AS = 8O4mm2截面最大負彎矩為52.2,則由可得：52.2106x1.4=求解得有效值x=6.5mmmm2截面配筋按構造配筋，配筋如下: