特大橋施工塔吊基礎(chǔ)計(jì)算書.docx

1、跨東山樞紐特大橋9#墩塔吊基礎(chǔ)計(jì)算書一、塔吊的基本參數(shù)信息跨東山樞紐特大橋9#墩塔吊型號(hào)為TC5610,最大回轉(zhuǎn)半徑38m,塔身為2節(jié)基礎(chǔ)節(jié)+9節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，最大起吊高度為30. 8mo基礎(chǔ)所受的 荷載如下：1.4固定基礎(chǔ)及平衡重FjkN)FjkN)M (kN. m)T (kN. m)工況511. 218.31335269.3非工況464. 173. 915520表1-31.4. 1支腿固定式基礎(chǔ)載荷（表1-3、圖1. 4-1 ）圖1.4-1固定基礎(chǔ)載荷示意圖二、單樁承載力計(jì)算吊基礎(chǔ)尺寸3. 5m*3.佐標(biāo)號(hào)C30?；A(chǔ)下設(shè)4根529/w«x8/nm的螺旋焊管。偏心豎向力作用下Fk +G

2、k MxkytA：(5.1.1-2)2水平力(5.1.1-3)式中Fk一一荷載戲應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于承臺(tái)頂面的豎向力；G 一一樁基承臺(tái)和承臺(tái)上土自重標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)穩(wěn)定的地下水位以、下部分應(yīng)扣除 水的滓力；M 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸心豎向力作用下，基樁或復(fù)合基樁的平均豎向 力；N* 一一荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合偏心豎向力作用下，第i基樁或復(fù)合基樁的豎向力；一一荷栽敏應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于承臺(tái)底面，統(tǒng)通過樁群形心的X、y主軸的力矩；土、土、）,、y）第'、/基樁或復(fù)合基樁至）、人軸的距離；Hk一一荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于樁基承臺(tái)底面的水平力；*一一荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于第i基樁或復(fù)合基樁的水平力；樁基

3、中的樁數(shù)。計(jì)算模型(1) 3拼40a工字鋼主梁計(jì)算工況下:1.強(qiáng)度組合應(yīng)力150Mpa<215Mpa,滿足設(shè)計(jì)要求。II庠剪應(yīng)力34Mpa<125Mpa,滿足設(shè)計(jì)要求。2.剛度2mm<L/400=4. 5mm,滿足設(shè)計(jì)要求。非工況下：1.強(qiáng)度組合應(yīng)力136Mpa<215Mpa,滿足設(shè)計(jì)要求。ft剪應(yīng)力40Mpa<125Mpa,滿足設(shè)計(jì)要求。2.剛度DCPl*3yO»TX«i* -&，0SV3MI2mm<L/400=4. 5mm,滿足設(shè)計(jì)要求。(2) 20#槽鋼平聯(lián)計(jì)算工況下:BEAM STRESSC8： H次下MAX : 32MI

4、N : 343：偉：】0出4 ae»£W： 02/1S/2021 方國 XH>.4«3組合應(yīng)力88Mpa<215Mpa,滿足設(shè)計(jì)要求。剪應(yīng)力6Mpa<125Mpa,滿足設(shè)計(jì)要求。非工況下：組合應(yīng)力102Mpa<215Mpa,滿足設(shè)計(jì)要求。冷力十2：。小3尤件：10塔號(hào) MQi N>nm-2 曰號(hào)：02/15/2021MAX ! 36MIN I 33MID/kS/Gvil POSTPROCESSORBEAM STRESS3.5047E*000香云方司（3）14#槽鋼平聯(lián)計(jì)算1.強(qiáng)度MIDAS/OvilPOST-PROCESSORJKfl

5、-5X)323E*<X>0CBi工矣下MIN ! 42文* 2,號(hào)MCs NAnm2組合應(yīng)力82Mpa<215Mpa,滿足設(shè)計(jì)要求。5X)923E-MXX>C8t工況下MAX 42MIN , 43SUTToSSmM(2： N>nm2日O2/1S/2OMMFD1.強(qiáng)度MID AS/CivilPOSTPROCESSORBEAM STRESS9577594224-ei99X4933E«000C: "3:次下MAX i 43 MIN ; <4610#S»MM(2i Ngm r 曰珈 02/15/2021組合應(yīng)力99Mpa<215M

6、pa,滿足設(shè)計(jì)要求。MtOASQvdPOST6QCESSORBEAM STRESS交力K6AtCi N>nm2曰兩：O2/Z/2023衣剪應(yīng)力2Mpa<125Mpa,滿足設(shè)計(jì)要求。(4) 鋼管立柱穩(wěn)定性分析根據(jù)模型計(jì)算，查得鋼管最不利的內(nèi)力為：My=541KNm, Mz=139KN - m, N二646. 7KN。鋼管的計(jì)算長度取8. 2m,根據(jù)鋼結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB50017-2017）承載力：J一 G.0畋 /（1_0.8呂）/M = max（jA/如嶺,”+崢）6 = 2,凡=1 一 O.35Jn/'e + 0.35奶飩（、/ A/lx）Py = 1 -O.35J&q

7、uot;/Ne + 0.35伽/格（嗎 / My）EA鋼管樁型號(hào)為630mmXIOmm,截面抵抗矩W=5943843mm3,截面面 積 A=19477. 9mm2,回轉(zhuǎn)半徑 i =219. 23mm, 2 = -2_ = 37.4,查得219.23穩(wěn)定系數(shù)9 = 0.948M=558. 57KN m,=-2 X206 xio9x 19477.9 X IO'6/37.4/37.4 = 28311696.4 40 = 0.957, 7 = 1.0,代入公式得：126. 63Mpa<215Mpa,滿足設(shè)計(jì)要 求。（5）鋼管立柱扭轉(zhuǎn)計(jì)算根據(jù)薄壁閉口圓管計(jì)算公式：T=64KN m"

8、;,=】0.6Mp < 125Mpa,滿足設(shè)計(jì)要 2&揣2x"些四八。2求。(6) 焊縫的計(jì)算73.9 xlO3由于40a工字鋼翼緣板最小厚度為16. 5mm,故hf=16. 5mm剪切作用：r = £（）；磯=（）.7x16.5x（301.23-16.5）x8 = 181552xl03/1.465彎矩作用：界=?！耙?品堀如廣。皿V4O.32+2.82 = 40.4物s<200Mpa，剪切和彎曲作用下滿足設(shè)計(jì)要求。扭轉(zhuǎn)作用:lx二ly=10781794347. 7mm4弓=7 =部*5«峪?；祝瑵M足要求。(7) 螺旋焊管氏度計(jì)算單樁豎向承載力

9、特征值凡計(jì)算Quk =4>"+初挪'&、0席分別按照本規(guī)范5.3.5-1、5.3.5-2取值與混凝土預(yù)制樁相同值為樁端塞效應(yīng)系數(shù)/"為樁端進(jìn)入持力層深度d為鋼管樁外徑層號(hào)土類名稱厚度極限側(cè)摩極限端阻力周長(m)側(cè)摩樁端力(KN)f?i|-(KN)(Kpa)標(biāo)準(zhǔn)依 (Kpa)阻力(KN1粉七4.8361.979342. 01158. 261262. 652淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏上4.8241.979228. 003淤泥質(zhì)替土4.5401.979356.264粉質(zhì)弒土24510001.979178.131262. 65KN>536. 3X2=1072. 6KN

10、,故滿足設(shè)計(jì)要求。鋼管樁長度為:8. 19+ (4. 8X2+4. 5+2) =24. 3m經(jīng)計(jì)算得到單樁樁頂朋向力設(shè)計(jì)值1.2645 2 x4工況下：= 51L2 + 352X1X26 + 1335 X12645 = 471.36非工況下:sgF置*51 Q 3 工況下：Hik = = A.6KN473 9非工況下：Hik = = 18.5/T7V4三、矩形承臺(tái)彎矩的計(jì)算依據(jù)建筑樁技術(shù)規(guī)范JGJ94-94的第5.9.2條。M、= £NmM產(chǎn)眼冉歸,、分別為繞X軸和繞Y軸方向計(jì)算截面處的彎矩設(shè)計(jì)值N,為不計(jì)承臺(tái)及其土重，在荷載效應(yīng)基本組合下的第i樁基或復(fù)合樁基豎向反力設(shè)計(jì)值耳、X垂直

11、Y軸和X軸方向自樁軸線到相應(yīng)計(jì)算截面的距離X1。a °。|L_choJL1。；!。11. V- .s 3.5xlx26、/ 2.529 1.6、. oM = V Nj月=(502.49)x()x2 = 392.84KN mx 11422M =Y = (502.49 - 3,5 X 1x26)x2 = 392.84K»/n-422四、矩形承臺(tái)截面主筋的計(jì)算四樁承臺(tái)主筋，按照設(shè)計(jì)規(guī)范宜為雙向均勻布置KM1.2 x 392.84 xlO6= 0.00853(X =' aj此 1x17.5x3500x9502§ = 1 Jl.2% = 1-71-2x0.00853

12、 = 0.00857 <0.518, ys = 0.5 x(l += 0.5 x(l+Jl 2x0.00857) = 0.996衛(wèi)=性冬頃= 1383 92mmfg 360x0.996x950按照最小配筋率為0.2%, P，n，" 風(fēng)A. = 0.2% x 3500 x 950 = 6650 nun2選擇 14 本艮e = 25mm， A = 6872.4/zz/n2,上下各一層。五、承臺(tái)受塔身沖切承載力F, = F 注”o 人+ 0.24為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下作用于沖切破壞椎體上的沖切力設(shè)計(jì)值f為承臺(tái)混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值"如為承臺(tái)受沖切承載力截

13、面高度影響系數(shù)，本文取0.983 巳”為承臺(tái)沖切破壞錐體一半有效高度的周長，本文取5.652 如為承臺(tái)沖切破壞錐體的有效高度，本文取1A）為沖切系數(shù)人為沖跨比，人=色，為柱邊到樁邊的水平距離2=0.2<0.25,本文取0.25F為不計(jì)承臺(tái)及其土重，在荷載基本組合下柱底的豎向荷我設(shè)計(jì)值，本文取502.49KN為不計(jì)承臺(tái)及其土重，在荷載基本組合下沖切破壞錐體內(nèi)復(fù)合基樁的反力設(shè)計(jì)值,本文取0代入公式得：502.49<0.983X0,84 x5.652x 1.75xl()3xl = 18149.330.25 + 0.2滿足設(shè)計(jì)要求。六、承臺(tái)受角樁沖切承載力EA,© + aly /

14、 2) + % /2加0.56代=九+02三 0.56h AIV+0.2N'為不計(jì)承臺(tái)及其土重，在荷載效應(yīng)基本組合下角樁反力設(shè)計(jì)值，本文取502.49KN崗，為角樁沖切系數(shù)氣為為從承臺(tái)底角樁頂內(nèi)邊緣引45度沖切線與承臺(tái)頂面相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距， 本文取1如為承臺(tái)外邊緣的有效高度，本文取1九知為角樁沖跨比，% = %為為,人，=%./,其值均應(yīng)滿足0.251.0的要求九.=&), = 1.0502.49 < x(0.75 + l/2) + x(0.75 + l/2) x0.983 x 1.75 xlO3 xl = 2006.96 L 1.21.2J滿足設(shè)計(jì)要求。七、承

15、臺(tái)斜截面抗剪計(jì)算V凡團(tuán)硒1.75a =2 + 1V為不計(jì)承臺(tái)及其上土自重，在荷載效應(yīng)基本組合下，斜截面的最大剪力設(shè)計(jì)值，本文取603KNa為承臺(tái)剪切系數(shù)4為剪跨比，X = , %為柱邊到樁邊的水平距離人=0.2<0.25,本文取0.25 人0隊(duì)為受剪切截面高度影響系數(shù)_603 <|-_|4xJLx 1.75 xl()3x3.5xl = 8447 .64(1000 J 0.2 + 1箍筋配筋按照最小附筋率0.2%計(jì)算得：0.2% xhxs4 =n&皿為單肢箍的截面積b為梁寬度s為沿構(gòu)件長度方向箍筋的間距，本文取200mmn為同一截面箍筋的肢數(shù)，木文取n=13 (13肢箍筋)A

16、而=0.2%*3500*200/13=107.69mm2選擇° = 12mm y A = 3Amm2為箍筋符合設(shè)計(jì)要求。八、單樁豎向承載力特征值肉計(jì)算=方 x QllkQuk編、%分別按照木規(guī)范5.3.5-1、5.3.5-2取值與混凝土預(yù)制樁相同值人,為樁端塞效應(yīng)系數(shù) 如為樁端進(jìn)入持力層深度d為鋼管樁外徑單樁承載力特征值計(jì)算表層號(hào)土類名稱厚度極限側(cè)摩 阻值(Kpa)極限端阻力 標(biāo)準(zhǔn)值(Kpa)周長(m)側(cè)摩 阻力(KN)樁端力(KN)合計(jì)(KN)1雜填土5. 1221.661186. 3712粘性土3401.661199.3273粉土2.7361.661161.45529. 3791

17、324. 6744粉砂2.5401.661166. 1065粘性土1471.66178. 0706粉砂3.8481.661302.9777粘性土2.25513001.661200.9881324.674502.49x2 = 1004.98KV,故單根樁長20.4m,深入承臺(tái)0.1m,可滿足設(shè)計(jì)要 求。九、預(yù)埋地腳螺栓計(jì)算預(yù)埋的地腳螺栓擬選直徑30mm的圓鋼，車15cm,車絲處有效面積為561mm2計(jì)算過 程如下：1、單根地腳螺栓所受的軸心拉力：N = MA = _一空 Egg 1613355也=81.96種16非工況下:工況下:8/ 16 8x1.4658/ 16 8x1.465軸心受拉:(T

18、 = A'103.41x10 =134 33N/眇2 V215N/以25612、單根地腳螺栓受剪切作用下應(yīng)力4F 4x73.9x1b =川峋婦25"rmax- 3x561x16滿足設(shè)計(jì)要求。預(yù)埋的地腳螺栓擬選直徑30mm的圓鋼，車絲15cm,滿足設(shè)計(jì)要求。十、預(yù)埋地腳螺栓長度計(jì)算根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2010) 2015版8.3. 1節(jié)，錨固長度y=a岑dJt采用C30混凝土。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2010) 2015版，C30混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft=l. 75MPa,鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fpy=360IPa。l;lb = a-d = 1.

19、1x0.16x360/1.75x30= 1086mmH一、基礎(chǔ)抗傾覆計(jì)算1、抗拔樁基承載力驗(yàn)算N"&/2 + G"J ""a /2 + G”心按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的基樁拔力；%群樁旱整體破壞時(shí)基樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，可按本規(guī)范第5. 4.6條確定； Tllk群樁呈IF.整體破壞時(shí)基樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，可按本規(guī)范第5.4. 6條確定； 。寸一群樁基礎(chǔ)所包圍體積的樁上總自重除以總樁數(shù)，地下水位以下取浮重度：GP基樁口重，地卜水位以卜取浮重度，對(duì)于擴(kuò)底樁應(yīng)按本規(guī)范表5.4.6T確定樁、土 柱體周長，計(jì)算樁、土自重。1) 群樁呈1F整體破壞時(shí)

20、，基樁的抗拔極限戒載力標(biāo)準(zhǔn)值可按卜式計(jì)算：Lk = £ 人 0sik liih(5. 4. 6-1)式中Tuk基樁抗拔極限承我力標(biāo)準(zhǔn)值；%樁身周長，對(duì)丁等直徑樁取U = ml；對(duì)于擴(kuò)底樁按表546-1取值；q、ik樁側(cè)表面第，層I.的抗壓極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，可按木規(guī)范表5.3.5-1取值； A抗拔系數(shù)，可按表546-2取值。2) 群樁星整體破壞時(shí)，基樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：Tgk = 一 "/ £式中綺樁群外圍周長。非整體破壞層號(hào)土類名稱浮重度厚度極限側(cè)摩 阻值 (Kpa)周長(n)側(cè)摩阻力(KN)rGP合計(jì)(KN)1雜填土85.1221.661186

21、. 3710. 5008. 9632粘性土93401.661199. 3270. 7005. 9313粉土102.7361.661161.4550. 7005. 9314粉砂102.5401.661166.1060. 5005. 492449. 6765粘性土101471.66178. 0700. 7002.1976粉砂103.8481.661302. 9770. 6008. 3487粘性土102.2551.661200. 9880. 7504. 833非整體破壞時(shí)，單樁抗拔力為449.676KN整體破懷層號(hào)土類名稱浮重度r厚度極限側(cè)摩 阻值(Kpa)周長(n)側(cè)摩阻力(KH)GgP合計(jì)(KN)1余填土80. 5005.12256.100260. 9502粘性土90. 70034084. 000172. 6883粉