梁场静载试验台计算书
静载试验台座设计计算书
32m、24m双线铁路箱梁试验梁静载台座施工设计方案中铁二局合宁铁路工程制梁3包项目经理部二〇〇五年十一月1设计依据1.1 《有碴轨道后张法预应力混凝土简支箱梁（双线）通用参考图，通桥（2005）2221-I、II》1.2 铁路桥涵地基和基础设计规范》TB10002.5-20051.3 《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3-20051.4 《钢结构设计规范》GB50017-20031.5 《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10002.2-20052 概述本方案为32m和24m铁路双线箱梁共用静载台座设计。
方案按照TB/T2092-2003预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准和设计院提供的静载试验技术参数进行设计。
本设计静载台座采用地基梁和反力架相结合的方式，使箱梁受到的静载力通过支点传递到地基梁压力与反力架传递到地基梁的拉力达到内力平衡。
静载台座除两端扩大基础为C30砼外,其余均为C40钢筋混凝土。
加载试验计划在施工现场的静载台座上进行，见设计图。
设计分2×5点加载，每点的最大载荷为2750kN（见附后设计图）。
图1 试验加载示意图（单位：cm）3地基梁设计地基梁由两根3.5m 高的纵梁及7条横梁组成，设计在跨中的3条横梁上堆放3000kN 钢筋作为配重，端部横梁1#、2#分别用于承受32m 、24m 箱梁自重及静载力，并传递支点反力到地基纵梁。
在梁端设置扩大基础，基础底面轮廓为10m ×6m ×2m ，详见设计图。
3.1 地基梁的内力分布地基梁所受的最不利荷载见图2.1.1, 荷载内力见图2.1.2和图2.1.3.q图2.1.1 地基梁受力简图 单位：m图中： 千斤顶对地基梁的最大上拔力 P ＝2750kN两根纵梁的自重荷载q1=q1=2×1.5×3.5×25=262.5kN/m 地基梁跨中横梁上的配重P1=1500kN; P2=750kN9717591327706809132770680图2.1.2 地基梁弯矩分布 单位：kN －m20005690101408100-2000-5690-10140-8100图2.1.3 地基梁剪力分布 单位：kN3.2 地基梁抗弯设计地基梁纵梁跨中截面为抗弯设计的控制截面，每根纵梁所受的最大弯矩Mmax ＝97175/2=48587.5kN-m. 每根纵梁在跨中截面的力筋布置如图2.2。
预制台座计算书
预制台座计算书附件预制及存梁台座计算书一、30T箱梁梁台座受力计算考虑最终30米箱梁梁预制时的静载作用主要包括台座自重G1、基础自重G2、钢模重量G3＝280KN、箱梁重量G4＝900KN四部分的重力。
台座长度l=31m、宽度b=0.92m（按最大计算）、高度h=0.25m；台座基础长度L=31m，基础宽0.92m，厚度0.1m。
端部长1.4m范围内埋置深度为0.6m，且宽1.6m（详情见方案图2）。
台座自重G1＝lbh×25=178.3KN基础面积S=1.4×1.6×2+28.2×0.92=30.4m2基础自重G2=（1.4×1.6×0.6×2＋28.2×0.1×0.92）×25＝132.1KN1、当30米T梁台座整体受力时地基承载力计算：N=G1+G2+G3+G4＝1490.4KN,取为1500KN，取安全系数为1.1则基底压力:P=1.1N/S=1.1×1600/30.4=58Kpa2、30米T梁张拉两端受力时地基承载力计算：L=1.4m、b=1.6m S＝2×1.4×1.6＝4.48m2N=G1+G2+G4=1210.4KN, 按照1250KN取值，取安全系数为1.1P=1.1N/S=1250×1.1/4.48=307Kpa故30m箱梁梁台座基础地基承载力需要大于307Kpa，方能满足施工要求。
二、40米T梁台座受力计算考虑最终T梁预制时的静载作用主要包括台座自重G1、基础自重G2、钢模重量G3＝420KN、T梁重量G4＝1100KN四部分的重力。
台座长度l=41m、宽度b=0.6m（按最大计算）、高度h=0.25m；台座基础长度L=41m, 中部基础宽B=0.6m,中部埋置深度0.1m，端部长1.8m 范围内埋置深度为0.6m，且宽1.6m。
台座自重G1＝lbh×25=153.8KN基础面积S=1.8×1.6×2+37.4×0.6=28.2m2基础自重G2=（2×1.8×1.6×0.6＋37.4×0.1×0.6）×25＝142.5KN1、当T梁台座整体受力时地基承载力计算：N=G1+G2+G3+G4＝1816.3KN,按照1900进行取值，取安全系数为1.1 则基底压力:P=1.1N/S=1.1×1900/28.2=74.2Kpa2、T梁张拉两端受力时地基承载力计算：l=1.8m、b=1.6m S＝2×1.8×1.6＝5.76m2N=G1+G2+G4=1396.3KN,按照1400取值，并取安全系数为1.1P=1.1N/S=1.1×1400/5.76=267.4Kpa故40mT梁台座基础地基承载力需要大于267Kpa，方能满足施工要求。
静载试验计算书
54.75 Mpa
η1= 0.382
η2= 0.7895
式中 σL6、 σL5— 分别为 收缩、 徐变与 松驰应 力损失 值， Mpa；
η1 、η2— 分别为 收缩、 徐变与 松驰应 力损失 完成率 。
η1 、η 2 查规范 TB/T209 2-2003 表A.1 （P7）
通桥（2008）2322A-Ⅱ人字坡无声屏障曲线梁
8 防水层质量对跨中的弯矩Mf（kN*m）
9 活载对跨中的弯矩Mh（kN*m）
10 梁体质量对跨中的弯矩Mz（kN*m）
11 收缩、徐变应力损失σL6 MPa
12 松弛应力损失σL5 MPa
13 静活载挠跨比f/l
14 综合剪力滞系数Kq 15 集中力剪力滞系数Kp
31.5 0.03444 9.08937 5.636777 1.6335 1.127 17364.38
通桥（2008）2322A-Ⅱ人字坡无声屏障曲线梁
一、
计算依 据
TB/T209
2-2003
《预应
二、
试验梁 基本数
1 试验梁号
桥梁静载弯曲试验计算表
TL31.5Q-001
2 设计图号
通桥（2008）2322A-Ⅱ
3 弹性模量（GPa）
41.4
4 混凝土浇筑时间
2008/7/6
5 终张拉时间
2008/7/30
桥梁静载弯曲试验压力表计算表
10
792
Mpa
ka 0.8 kb
1 1.05 1.1 1.15
8.3 12 16.5 17.5 18.9 20.3 21.7
1.2 23.1
顶号 表号
级别
读数
静载试验台座计算书
静载试验台座计算书一、计算书(1)、场地地质概况场内地质情况较差，土层由耕土、粉质粘土、细砂、粗砂等结构构成。
其中耕土的土层厚度约0.6～0.7m，粉质粘土的土层厚度约7～7.4m，细砂的厚度约5.8～5.9m。
32米静载试验台座设置按水泥搅拌桩复合地基基础设计，设置两个承台，每个承台下设60根水泥搅拌桩，桩径0.5米，每根桩有效长度9米，水泥标号采用32.5#，基底置于细砂层。
承台采用C30混凝土，长8.5m宽3m高0.6m，承台下设20cm厚级配碎石辱垫层，垫层长9.5m宽4m。
具体设置情况如下图示(2)、设计荷载1、预制箱梁自重8200KN.（箱梁实际重量819t）2、一个承台自重=8.5×3×0.7×25KN/m3=446.25KN（取402KN）3、静载试验架自重约2000KN4、承台底承重荷载G=((8200+2000）/2＋446.25）*1.5=8319.4KN（按荷载1.5倍计算）(3)计算内容1、单桩竖向承载力特征值(建筑地基处理技术规范JGJ79-2002) (1)同时应满足 (2)桩周长:Up=0.5×3.14=1.57m桩截面面积:Ap=0.52 ×3.14÷4=0.196m2桩身强度折减系数η，干法可取0.20～0.30；湿法可取0.25～0.33，本计算取η=0.33 fcu—与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块（边长为70.7mm的立方体，也可采用边长为50mm的立方体）在标准养护条件下90d龄期的立方体抗压强度平均值（kPa）；本计算取fcu=1.5Mpa（实际强度需请试验室取样确定）根据《岩土工程勘察报告》搅拌桩土层结构：桩长范围土层名称土厚li(m)桩侧土磨擦阻力特征值(qsia)（Kpa）桩端土阻力(qp:未修正承载力特征值) （Kpa）α——桩端天然地基土的承载力折减系数,取0.6得(1)式中Ra=1.57×(3.5×12＋2.7×12＋1×12＋1.8×15)＋0.6×140×0.196=191.78KN得(2)式中Ra=0.33×1.5×0.196×1000=97KN单桩竖向承载力特征值取（1）（2）中最小值得：Ra=97KN2、复合地基承载力特征值f spk>f=G/A=8319.4/(8.5×3)=326Kpaβ—桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值，本计算取0.75。
桥梁静载试验载荷计算书
0.930
14499.473 417.251
八、 计算各级加载的跨中弯矩和荷载值
3‐1‐16‐1‐0‐3‐1 级别
初始状态
加载弯矩（kN.m） 0.000
第3页
加载荷载（kN） 0.000
基数级 0.6 级 0.80 级 静活载级 1.00 级 1.05 级 1.10 级 1.15 级 1.20 级
第1页
数值 23.5 0.01 0.00 0.85 1.34 1.11 1.19
1
序号 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
名称
二期恒载质量对跨中弯矩 Md(KN.m) 防水层质量对跨中的弯矩 Mf(KN.m) 活载对跨中的弯矩 Mh(KN.m) 梁体质量对跨中的弯矩 Mz(KN.m) 混凝土收缩徐变应力损失σ_L6(MPa) 钢筋松弛应力损失σ_L5(MPa) 挠跨比 f/L 抗裂安全系数 Kf 实测挠度修正系数 fφ 均布荷载剪力滞系数 Kq 集中荷载剪力滞系数 Kp
W
AA
e
3
损失的补偿弯矩ΔMs
A 10
计算基数级下跨中弯
4
矩（防水层未铺设）
已铺：M
M ∆M M
未铺：M M ∆M M M
Mka
5
计算基数级加载值 Pka
M P
α
计算各加载级下跨中 已铺：M Mz Mf Ms
未铺：M K M M M
Mk
Mf ∆Ms Mz Ms
η1=0.500
第2页
钢筋松弛应力损失σL5 的完成率：
η2=1.000
七、 各级加载弯矩参数计算
每点加载点的重量按：Ps=1000.000(kN)。 各级加载弯矩参数计算
箱梁静载试验计算书（自动计算）
箱梁静载试验计算书（自动计算）一、二、客运无声屏障、曲线第1页共5页静载弯曲试验加载计算书通桥（2009）2229-Ⅳ预应力混凝土铁路桥简支箱梁静载试验加载计算书(两列排水）计算依据1、《预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准》TB/T 2092-2003附录A的计算公式和计算规则。
2、通桥（2009）2229-Ⅳ中表10.2静载试验数据。
3、中铁第四勘察设计院桥梁设计研究院提供的相关参数。
设计院提供静载试验参数三、四、五、A.1A.1.1加载纵向第2页共5页适用范围时速250公里客运专线铁路无砟轨道后张法31.5m双线简支梁静载试验。
试验梁基本情况本梁为250km/h客运专线31.5m无砟轨道全预应力混凝土简支箱梁，具体情况如下：详细计算过程等效集中荷载采用五点加载，跨中设一集中荷载，其余在其左右对称布置。
各荷载纵向间距均为4m。
如图A1图A 1 加载图示根据加载图式计算α值各加载点载荷相等：2P1=2P2=2P3……=2Pi ∑=-?=ni iiXP L R M 12由 = /Pi =54.75（m）A.20.38500.8026=75.8361MPaA.3=5081.18（kN·m）第3页共5页式中：R ——支点反力，kN ；则得出：L ——计算跨度，m ；Pi ——各加载点所施加的荷载，kN ；Xi ——各加载点至跨中距离，m ；——各加载点合力作用下的等效力臂，m 。
计算未完成的预应力损失根据TB/T2092-2003《预应力混凝土铁路简支梁静载弯曲试验方法及评定标准》附录表A.1，用内插法计算η1、η2，并按下列公式计算△σs：式中：σL6、σL5 ——分别为收缩、徐变与松驰应力损失值，MPa；η1、η2 ——分别为收缩、徐变与松驰应力损失完成率，MPa；△σs ——未完成的预应力损失值，MPa。
计算未完成应力损失的补偿弯矩ΔM S (kN·m)式中:A y —跨中截面预应力钢筋截面积，m 2；A g —跨中截面普通钢筋截面面积（全预应力梁取Ag=0，m 2）；W 0 —对跨中截面下边缘换算截面抵抗矩（后张梁为扣孔换算截面抵抗矩m 3）；S 1L62L5(1)(1)σησησ?=-+-()12i11031.5282454.75222ni i i i P L M R P X P P P ==?-=?-?+?=∑i54.75M P P α=?=α12η=S y g 0/A e S M σ?=300（A +A ）（W +）10α54.75M P Pα=?=A.4=54.75×(g1×=123.2532（kN·m）=19508.47（kN·m）180.0Kg；20.0kg，25.12kg，A.5=356.32（kN）A.6==40706.27（kN·m）第4页共5页A 0 —跨中截面换算截面面积（对后张梁为扣孔换算截面抵抗矩m 2）；e 0 —跨中截面预应力合力中心至换算截面重心距离（后张梁为扣孔换算截面m）；△Ms —未完成的预应力损失的补偿弯矩，kN·m；△σs —未完成的预应力损失值，MPa。
32m梁静载试验架荷载梁计算书
T形梁静载试验架的计算一、主要参数载荷：P = 5×100吨，跨度：L = 32米；二、静载荷的计算（一）说明在计算T形静载试验架时，应满足强度、刚度和稳定性的要求。
强度和稳定性要求是指静载试验架在载荷作用下产生的内力不应超过主梁材料许用的承载能力，刚度要求是指静载试验架在载荷作用下产生的变形量不应超过许用的变形值以及静载试验架的自振周期不应超过许用的振动周期。
（二）静载试验架断面几何特性根据参考资料选出静载试验架断面见图2—1。
（b×δ1×δ2）/（h0×δ0）=（1500×30×30）/（2150×12）断面面积F=2×3×150+2×1.2×215=1416厘米2；图2-1 主梁断面图图2-2 主梁断面图Z1=（150×3×219.5+2×1.2×215×110.5+150×3×1.5）/1416 =（98775+57018+675）/1416 = 110.5厘米；Z2=2210－110.5=110.5厘米；惯性矩J x=2×〔150×33/12+450×1092〕+2×〔1.2×2153/12〕=2×(337.5+5346450)+2×993837.5=12681250厘米4J v=2×〔3×1503/12 + 215×1.23/12+258×68.42〕=2×〔843750+30.96+1207068.48〕=4101698.88厘米 4断面模数：W X1= W X2 =J X/Z1=12681250/110.5=114762.4厘米3W Y = J Y/（b/2）=4101698.88/68.4=59966.4厘米3H/L=221/3200=（1/14.5）＞（1/20）H/b0=221/135.6=1.63＜3.5b0/L=135.6/3200=（1/23.6）＞（1/60）h0/δ0=215/1.2=179.2＜270（三）静载试验架载荷的计算T形静载试验架只有均布和集中两种固定载荷。
静载试验计算书111
静载试验计算书
一、计算数据
1、TB/T2092-2003《预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准》
2、中铁咨询桥梁工程设计研究院提供通桥（2009）2229梁的有关数据。
二、试验梁基本数据表
1
图号：
通桥(2009)2229-Ⅰ
2
梁别：
直线无声屏障
3
梁号：
1.34
设计挠跨比f/L：
1/3684
实测挠度修正系数Ψ
1.0028
综合剪力滞系数Kq
1.025
集中力剪力滞系数Kp
1.035
四、加载图式
P P
P P
P
8m
4m 4m
4m 4m
8m
五、计算相关系数a
R=nPi/2=5*2P/2=5P
M=R*L/2-∑PiXi=5P*31.5/2-(8P+4P)*2
得a=M/P=54.75（m）
(24164.75+27188.37+21457.41+0)
=0.9626
十一、计算静活载级下的跨中弯矩
Mkb=Mh/(1+μ)*1.025/1.035+Mka
=24164.75/1.127*1.025/1.035+26199.24=47433.73(KN*m)
十二、计算静活载级下的荷载
Pkb=Mkb/a=47433.73/54.75=866.3696(KN)
1.05
53563.7
978.3325
1.10
57169.06
1044.184
1.15
60774.41
1110.035
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静载试验加载反力体系设计方案与计算结果［111122］
一、设计要求
要求针对铁路常用跨度简支箱梁及简支T梁的静载试验进行加载反力梁设计，须满足在1.2级设计荷载下反力梁全截面至少储备1.0MPa压应力，在2.0级设计荷载下反力梁全截面不开裂，同时要求反力梁上拱变形小于5mm。
二、设计依据
(1)目标时速200～250公里客运专线（兼顾货运）铁路32m简支箱梁试制、试验-先张法预应力混凝土箱梁研究总报告。
(2)预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准(TB/T 2092-2003)。
(3)客运专线时速250km/h跨度32m简支箱梁通用设计图(图号通桥(2009)-2229A)。
(4)客运专线时速160km/h跨度32m简支T梁通用设计图(图号通桥(2005)-2101)。
三、设计参数
(1)箱梁上反力钢横梁及反力台座设计以32m简支箱梁为计算对象，加载方式为纵向5截面对称加载，加载截面相距4m，每截面上横向2点对称加载(作用于腹板中心线处)，在1.2级设计荷载工况下的单点反力荷载P=1384kN，在2.0级设计荷载工况下的单点反力荷载P=2606kN。
(2)T梁上反力钢横梁设计以32m单片简支T梁为计算对象，加载方式为纵向5截面对称加载，加载截面相距4m，每截面在腹板中心单点加载，在2.0级设计荷载工况下的单点反力荷载取P=1300kN。
(3)反力台座采用C50混凝土，台座混凝土工程量837m3。
(4)反力台座高3.5m，宽8.4m，全长41.4m，每隔4m设置一道1.4m厚横隔板，试验梁下方操作净空1.8m。
(5)反力台座竖墙内配置8束15-7Φ5曲线预应力束，管道Φ100，张拉应力1300MPa，规格15-7Φ5钢束总长度368m，总重量6.1t。
(6)钢筋工程量：按照配筋率1%估算，台座普通钢筋用量65.7t。
(7)反力台座内夯实填土密度取18kN/m3，台座腔内填土总体积333m3，总重量：599t。
(8)箱梁上反力钢横梁截面型式：双肢普通工字钢63c(单肢截面参数：截面高度H=630mm，截面宽度B=180mm，翼缘厚度tf=22mm，腹板厚度tw=17mm)共计41m，重5.8t；另需若干2cm厚钢板用于横向连接和腹板局部加劲。
(9)T梁反力钢梁截面型式：双肢普通工字钢50c(单肢截面参数：截面高度H=500mm，截面宽度B=162mm，翼缘厚度tf=20mm，腹板厚度tw=16mm)共计17.5m，重1.9t；另需若干2cm厚钢板用于横向连接和腹板局部加劲。
(10)反力钢梁吊带与反力台座锚固杆：钢板若干。
四、计算假定
(1)反力台座全长划分64个单元，每个节点下设只受压弹性支撑。
(2)按照5个施工阶段进行模拟，先后加载自重、预应力、填土压重、1.2倍设计荷载(单点1384kN)和2倍设计荷载(单点2606kN)。
反力台座计算模型图
五、计算结果
(1)反力台座计算结果
32m箱梁加载反力作用于反力台座计算结果（表1：台座高3.5m）
(2)初步配筋设计验算结果表明，反力台座双向受弯条件下的强度安全系数均大于2.0，
各截面抗剪强度均满足设计要求。
(3)箱梁上反力钢横梁计算结果
在2倍设计荷载(单点荷载P=2606kN)加载工况下，最大应力215MPa，跨中变形：23.3mm。
(4)T梁上反力钢横梁计算结果
在2倍设计荷载(单点荷载P=1300kN)加载工况下，最大应力217MPa，跨中变形：3.3mm。
静载试验加载反力体系构造图(单位：mm)
反力台座截面构造及预应力束配置图(单位：mm)
反力台座构造俯视图(单位：mm)
反力台座C-C截面构造及预应力束线形图(单位：mm)
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第 6 页共6 页。