双层存梁方案内容

1、工程概况 ................................................................. 错误!未定义书签。 2、双层存梁台座基础结构设计 ...................................... 错误!未定义书签。

2.1、32m梁双层桩基础存梁台座设计 .................... 错误!未定义书签。

......................................................................... 错误!未定义书签。 ......................................................................... 错误!未定义书签。 ......................................................................... 错误!未定义书签。 ......................................................................... 错误!未定义书签。

2.2、32m梁双层扩大基础存梁台座设计 ................ 错误!未定义书签。

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2.3、32m梁兼24m梁存梁台座设计 ..................... 错误!未定义书签。 3、双层存梁下层梁体检算 ............................................ 错误!未定义书签。 4、双层存梁垫板设计 ................................................... 错误!未定义书签。

4.1、设计依据 ........................................................ 错误!未定义书签。 4.2、存梁形式及垫板结构 ....................................... 错误!未定义书签。

......................................................................... 错误!未定义书签。 ......................................................................... 错误!未定义书签。 ......................................................................... 错误!未定义书签。

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5、双层存梁施工 .......................................................... 错误!未定义书签。

5.1、施工工艺 ........................................................ 错误!未定义书签。 5.2、下层梁体选择 ................................................. 错误!未定义书签。 5.3、工序作业要求 ................................................. 错误!未定义书签。 6、沉降观测 ................................................................. 错误!未定义书签。

6.1、施测过程与观测周期 ....................................... 错误!未定义书签。 6.2、沉降观测的精度要求 ....................................... 错误!未定义书签。 6.3、观测原则 ........................................................ 错误!未定义书签。 7、附件 ........................................................................ 错误!未定义书签。

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双层存梁方案

1、工程概况

新建九江至南昌城际铁路位于江西省境内，自庐山站(含)引入，途经九江县、德安县、共青城、永修县、新建县，在南昌北与京九线接轨，经京九线引入南昌。CJQ-1标段起讫里程为DK17+326.8～DK72+776.72(含武九联络线)，正线长度55.451km。根据局工程任务划分，九江梁场承担DK17+326.8～DK50+859.283段358孔箱梁制、运、架及桥面系的施工任务，其中32m双线箱梁336孔，24m双线箱梁22孔。

根据梁场制梁、运梁、架梁施工计划，并结合梁场场地及机械设备配置情况，九江制梁场采用双层存梁的施工方案，梁场共设置双层存梁台座22个。

2、双层存梁台座基础结构设计

2.1、32m梁双层桩基础存梁台座设计 1.《基础工程》；

2.昌九铁路CJQ-1标一梁场《岩土工程勘察报告》； 3.二公司客运专线技术组有关资料；

4.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）； 5.《砼结构设计规范》（GB50010-2002）; 6.《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ 024-85)；

7、箱梁图纸《通桥（2007）2224－I》与《通桥（2007）2224－Ⅱ》。 根据对梁场地质勘察资料，场区地质层自上而下依次为：

1、第四系全新统洪－坡积相粉质粘土：平均层厚4.78m，粉质粘土,黄褐色，可塑-硬塑状态,全场分布，强度低,中等压缩性。

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2、第四系全新统冲积相粉质粘土：平均层厚5.45m，灰绿色，软塑-可塑状态，成份以粉粒为主，局部分布，基本承载力190kPa。

3、志留系强风化粉砂质泥岩：平均层厚3.20m，紫红色，灰绿色，成份以粉粘粒为主，局部含粉砂，基本承载力360kpa，不宜作持力层。

4、志留系中风化粉砂质泥岩：灰绿色，紫红色，致密块状构造，成份以泥质为主，局部见砾砂，基本承载力1000kpa，是良好的桩端持力层。

水文地质条件特征：本区地下为第四系松散岩土类裂隙潜水类型，主要赋存于岩土裂隙面之中，场地环境类型属3类，各层透水性弱，水量小，主要接受地表水体侧向补给。水位随季节性变化，交替循环较弱，本场地水质清澈、透明，对砼结构及钢筋砼结构中的钢筋不具腐蚀性。

填方段32m存梁台座均采用钻孔桩基础，每个台座四支点支承，支承桩基桩径1m，砼强度为C20，单桩支承，桩与桩之间设联系梁联系梁截面尺寸为0.8m*0.8m。因桩侧摩阻力不足，桩基采用嵌岩桩，入嵌岩深度为10.5m,桩基长度最大为27.5m。 (1)、C20砼

轴心抗压强度：fc9.6MPa 轴心抗拉强度：ft1.1MPa 弹性模量：Ec2.510MPa4

(2)、钢筋

I级钢筋：

'fy210 MPa，fy210MPa

II级钢筋：fy300MPa，

fy'300MPa

荷载1：梁体荷载P=2＊721＊10/4＝3605kN。

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荷载2：张拉水平分力F。

根据以前的施工经验，32m梁体终张拉时，梁体压缩量最大值为30mm，梁体纵向收缩，必产生水平力，使桩基产生沿梁体纵向收缩方向的挠度，各侧挠度大小ω为15mm，根据悬臂梁挠度公式：

ω=FL3/(3EI), 可知， 1):F=3EIω/ L3 2):M=3EIω/ L2 其中：

E－砼弹模，为2.5*104MPa;

I-桩基截面贯性矩，I=πd4/=4.91*1013; ω-挠度，15mm； L-桩长。

由上两式可知，水平力与桩基长度长度的立方成反比，弯矩与桩基自由长度的平方成反比。

桩长为27.5m，桩顶水平力为：

F21.5m=3EIω/ L3=3*2.5*104*4.91*1013*15/275003=2655N=2.7kN 建模如下：

桩长取27.5m，入岩深度为10.5m，采用Midas建模进行受力分析，单桩桩顶承载结构分析中忽略地基对桩顶联系梁的弹性支撑、土体对桩身的侧向约束作用不计。

结构模型及分析结果如图

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最大桩底反力为：Rmax=4188kN。 竖向最大变形量：f竖max=5mm。 横向最大变形量：f横max=15mm。 桩基最大轴力：N桩max=4188kN； 桩基剪力最大绝对值：Q桩max=3kN； 桩基z轴向最大弯矩：Mz桩max=74kN.m； 桩基y轴向最大弯矩：My桩max=15kN.m； 系梁y轴向最大弯矩：My梁max=44kN.m； 系梁z轴向剪力最大绝对值：Qz梁max=43kN.m； 单桩承载力标准值按下式确定：

其中： R—岩石试块单轴极限抗压强度；

C1、

C2—决定于岩层破碎程度和清底情况的系数；

A—桩底面积；

U—嵌入岩层内桩的挖孔周长；

h—自新鲜岩面算起的嵌入深度；

根据掌握制梁场区地质勘测资料及有关参考数据，取C1＝0.5,C2=0.04；R=2.43Mpa。

[P]=R(C1A+C2Uh)=2430*(0.5*0.785+0.04*3.142*10.5) =4160kN

约小于 Rmax=4188kN,相差28kN，因嵌岩桩未考虑侧磨力，故仍满足要求！

图

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图 图 图 图 图 图 图

配筋采用MIDAS/civil中的“RC Beam Design”功能，其计算结果见图4.2-1

所需钢筋总面积：A=25mm2

根据《混凝土结构设计规范（GB50010-2002）》关于“钻孔桩纵向受力钢筋的最小配筋率”的要求，受压构件为0.4%,Amin=0.4%×π×5002＝3142mm2。

为满足对称配筋的要求,配筋16φ16 A=3217mm2。 满足要求！

螺旋筋采用φ8光圆钢筋，螺距200mm，为便于钢筋笼运输、吊装，钢筋骨架每2m设置一道φ20加强筋，以提高骨架整体刚度。

由于桩基设计为嵌岩柱桩，故钢筋笼长按桩身通长布置。 桩基配筋图详见附图：32m双层存梁台座桩基配筋图。

图4.2-1：桩基配筋计算结果

联系梁配筋采用MIDAS/civil中的“RC Beam Design”功能，自动计算配置顶面钢筋、底面钢筋及箍筋，计算结果见图4.2-2

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由计算结果可知，联系梁顶面抵抗截面负弯矩所需配筋面积为：

A`s=608mm2

选用6φ12钢筋，面积A`s=679mm2>608mm2 联系梁底面抵抗截面正弯矩所需配筋面积为：

As=608mm2

根据公路桥涵设计规范，受弯构件纵向受拉钢筋最小配筋率要求，C20砼为0.1%，

Amin=0.1%*800*800=0mm2。 选用6φ12钢筋，面积As=679mm2>608mm2

根据MIDAS/civil对梁箍筋布置的计算结果,沿梁长配置2φ8,箍筋间距100mm。

沿联系梁梁高设二道拉筋，拉筋布置为：φ12钢筋，竖向间距80cm。 系梁配筋图详见附图：双层存梁台座系梁配筋图。

图4.2-2：系梁配筋计算结果

2.2、32m梁双层扩大基础存梁台座设计 1.《基础工程》；

2.昌九铁路CJQ-1标一梁场《岩土工程勘察报告》； 3.二公司客运专线技术组有关资料；

4.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）； 5.《砼结构设计规范》（GB50010-2002）; 6.《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ 024-85)；

7、箱梁图纸《通桥（2007）2224－I》与《通桥（2007）2224－Ⅱ》。 根据对梁场地质勘察资料，场区地质层自上而下依次为：

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1、第四系全新统洪－坡积相粉质粘土：平均层厚4.78m，粉质粘土,黄褐色，可塑-硬塑状态,全场分布，强度低,中等压缩性。

2、第四系全新统冲积相粉质粘土：平均层厚5.45m，灰绿色，软塑-可塑状态，成份以粉粒为主，局部分布，基本承载力190kPa。

3、志留系强风化粉砂质泥岩：平均层厚3.20m，紫红色，灰绿色，成份以粉粘粒为主，局部含粉砂，基本承载力360kPa，不宜作持力层。

4、志留系中风化粉砂质泥岩：灰绿色，紫红色，致密块状构造，成份以泥质为主，局部见砾砂，基本承载力1000kpa，是良好的桩端持力层。

水文地质条件特征：本区地下为第四系松散岩土类裂隙潜水类型，主要赋存于岩土裂隙面之中，场地环境类型属3类，各层透水性弱，水量小，主要接受地表水体侧向补给。水位随季节性变化，交替循环较弱，本场地水质清澈、透明，对砼结构及钢筋砼结构中的钢筋不具腐蚀性。

挖方段因土体固结良好，均是硬粘土，土层承载力为230kPa，粘土层薄（最薄处已遇岩石，最厚处为4米），压缩模量较大，平均值为11.7MPa，沉降量小，故挖方段扩大基础，扩大基础设计为单端整体基础，基础尺寸为5m×10m,总高2.4m,埋深2m，扩大基础横截面见图2.2－1，纵截面见图2.2-2。

图2.2－1：扩大基础横截面（单位：m） 图2.2－2：扩大基础纵截面（单位：m）

(1)、C20砼

轴心抗压强度：fc9.6MPa 轴心抗拉强度：ft1.1MPa 弹性模量：Ec2.510MPa4

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(2)、钢筋

I级钢筋：fy210 MPa，

fy'210MPa，

II级钢筋：fy300MPa梁重：G1=721t 。

fy'300MPa

单个基础各支点荷载为：P=2*721*10/4=3605kN。

基础自重：G2＝（5*0.8＋3*0.8＋1*0.8）*10*2.5*10=1800kN。 基础上土重：G3＝（5＊2－0.8*1*8-0.4*1）*10*20=0

σ=（2P+G2+G3）/A=(3605*2＋1800+0)/(5*10)=193kPa<230kPa，承载力满足！

基础埋置深度为2m，基础底面下部粘土层最大厚度为2m，按0.4b=0.4×500=200cm进行分层，分为1层，根据如下公式进行沉降计算。

S=ms Σ(hiσzi/ＥＳi)

式中, S — 地基总沉降量,cm;

σzi— 第i层土顶面与底面附加应力的平均值, ＭPa; ＥＳi— 第i层土的压缩模量,ＭPa; hi— 第i层土的厚度, cm; ms— 沉降计算经验系数。 计算基础沉降量:

1)基础底面附加应力σ-γd=193-20×2=153 KPa。

2) 基础底层的附加应力，用点法计算，a=10m,b=5m，附加应力 σ0=ac(σ-γd)kPa，根据《公路桥涵地基与基础设计规范》,查表计算如下表1：

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表1：基底附加应力计算

附加应力 深度z(m) Z/b=(z-2)/b a/b 应力系数ac σ0=ac(σ-γd)/1000 MPa 2 4 0 0.4 2 2 1 0.870 0.153 0.113 3) 地基受压深度,因在4米深处已是中风化粉质砂岩,压缩量非常小,故不再考虑更深土层。

根据公式S=ms Σ(hiσzi/ＥＳi)，最终沉降量S为: S=0.6*(200*0.113/11.7)=1.16cm。

为增强基底砼的抗裂性，基底设置一层钢筋网片，钢筋规格为Φ12mm,网片间距为150mm*150mm。

2.3、32m梁兼24m梁存梁台座设计

结合场地的实际情况，现场布置4座32m梁兼24m梁存梁台座，双层存放。为了保证桩基沉降均匀性，桩基础结构形式采用与其共用的32m梁存梁台座的结构形式，此处不另行设计。

3、双层存梁下层梁体检算

根据中铁第四勘察设计院集团有限公司提供的《时速250公里客运专线城际铁路通用图架桥机检算报告-铁4-2局[1]》中的检算资料：

1）梁体纵向检算：混凝土正应力、强度、抗裂性、混凝土主应力及支反力均满足设计要求。

2）横向计算：当支座中心距为3.6m时，横向计算不满足设计要求。若纵

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向位置距梁端≤1.5m，将垫片尺寸改为横向1000mm×800mm纵向×100mm厚，横向支座中心距为5.4m时，横向计算满足设计要求。

梁场双层存梁按照上述要求进行设计施工即可。

4、双层存梁垫板设计

4.1、设计依据

1、《结构工程师实务手册》

2、《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》 3、箱梁图纸《通桥（2008）2224－I》

4、箱梁图纸《通桥（2007）2224－I》与《通桥（2007）2224－Ⅱ 4.2、存梁形式及垫板结构

根据设计院检算结果，存梁支点中心与支座板中心重合，垫板采用方格网结构，方格上下铺设钢板做为承压面板，存梁形式及垫板具体尺寸如下图：

垫板结构图

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4.3、结构计算

梁重(含挡碴墙)：G梁自重=721t 单个存梁垫板承受荷载：R=

10G410*72141802.5KN13word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。

上部承压面板压强：P1下部承压面板压强：P2RA橡胶支座1802.510006.676MPa

6004501802.510002.253MPa

1000800RA下部面板垫板采用[8槽钢直立焊接成方格网骨架，上下承压面板均为δ10钢板，构件为Q235钢构件，查《结构工程师实务手册》得;

钢材 牌号 Q235钢 厚度或直径（mm） 抗拉、抗压和抗弯 f(MPa） 抗剪 弹性模量 fv（MPa） 125 E(MPa) ≤16 215 2.1*105 采用有限元分析法进行受力检算，取1mm宽微段单元体进行受力分析，根据计算，

pP12，仅对顶面进行受力分析，计算简图如下：

方格承压检算：

[8槽钢腹板厚度：d5mm 方格最大间距：l270mm 计算荷载为均布荷载：q1p1l6.676N/mm

1l微段单元支座反力：R1[8槽钢腹板承压强度：

l6.676270q901.2N

122f[8腹R1d1901.2180.24MPa≤f215MPa 51计算合格，满足使用要求！ 上层面板抗剪检算： 面板厚度：δ=10mm

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计算合格，满足使用要求！ 上层面板抗弯检算:

250*103bh4166.7mm 截面抵抗矩：W6622截面最大弯矩：Mmaxq1l826.67627060835.05N•mm

82计算合格，满足使用要求！ 上层面板挠度计算： 最大挠度值：

fmax5q1l4384EI56.6762703842.11020833.30.1mm≤2mm

满足支点平整度≤2mm/1m的使用要求！

注：由于方格最大间距仅270mm，构件自重影响忽略不计。 综上所述，垫板各项设计指标均满足使用要求，结构设计合格！

5、双层存梁施工

5.1、施工工艺

选取下层梁体→放双层存梁支点中线→摊铺细砂→摆放存梁垫板、橡胶支座→抄平调整四支点高差→起吊、存放上层梁体→摘钩→工程部监控存梁台座沉降量 5.2、下层梁体选择

下层梁体必须满足如下要求：压浆完成一周以上且上下层梁体为同一跨度，否则严禁做为下层承压梁体，另即将待架箱梁不得做为下层梁体使用； 5.3、工序作业要求

先在承压梁体桥面板上画出存梁垫板纵横向中心线，然后摊铺细砂找平，细

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砂必须摊铺均匀密实，铺垫双层存梁垫板、橡胶支座。工程部抄平控制四个存梁支点顶面高差，作业人员使用石棉纸略微调整顶面高差，保证四支点顶面处于同一水平面。起移上层梁体移至所选存梁台座，缓慢下落，使上层梁体支座中心线与存梁垫板中线对齐，落梁，摘钩。工程部及时监控存梁台座沉降量。

双层存梁垫板顶面平整度≤2mm/1m，垫板中线偏差值≤5㎜，四支点顶面高差≤2㎜，上层梁体支座中线与存梁垫板中线偏差值≤10㎜。

6、沉降观测

6.1、施测过程与观测周期

在台座进行双层存梁前，确定各沉降观测点稳固牢靠后，方可进行首次观测。每个观测点高程首次观测时应同期观测两次，比较观测结果，若同一观测点间的高差不超过±0.5mm时，即可认为首次观测的数据是可靠的。否则观测结果作废重测。

在台座双层存梁后，即开始进行沉降观测。观测周期为一天，观测时间定为每天上午9点30分，持续一周。每次观测后，应及时对观测资料进行整理，计算出观测点的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度，绘制沉降量与时间关系曲线图。若出现变化量异常时，应立即通知主管负责人，为其采取防患措施提供依据，同时适当增加观测次数。 6.2、沉降观测的精度要求

台座预压沉降观测采用二等水准测量。各项观测指标要求如下： 第一，往返较差、附和或环线闭合差：△h＝∑a-∑b≤1.0，n表示测站数；

第二，前后视距≤30m；

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第三，前后视距差≤1.0m； 第四，前后视距累积差≤3.0m；

第五，沉降观测点相对于后视点的高差容差：≤1.0mm。 6.3、观测原则

每次观测应遵循“五定”原则。所谓“五定”，即通常所说的沉降观测依据的基准点、被观测物上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本上要一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。

7、附件

双层存梁示意图 双层存梁垫板

双层存梁台座沉降观测记录表

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