XXXX高速鐵路XXXX#墩樁基礎(chǔ)加固計(jì)算書20160723

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。XXXX高速鐵路XXXX#墩樁基礎(chǔ)加固計(jì)算書20160723XXXX高速鐵路XXXX#墩樁基礎(chǔ)加固計(jì)算書20160723XXXXXXX鐵路XXX#墩樁基礎(chǔ)加固計(jì)算書XXXXXXXXX項(xiàng)目部2016年7月2目 錄1、工程概況11.1、采用的主要規(guī)范及資料11.2、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)12、加固方案23、荷載分配系數(shù)24、荷載35、樁基礎(chǔ)檢算46、承臺(tái)檢算77、結(jié)論8101、工程概況XXXXXXX最高運(yùn)行速度350km/h，環(huán)境類別為碳化環(huán)境，作用等級(jí)為T2，梁體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用壽命為100年#XXX墩里程XXXX，墩

2、高為10m，承臺(tái)尺寸10.4*7m，其下10根樁，樁徑1m，樁長(zhǎng)15m。由于測(cè)量出現(xiàn)失誤，#390樁基礎(chǔ)整體向小里程方向偏移1m，造成左右兩跨徑不符合設(shè)計(jì)要求（32+32m變?yōu)?1+33m），故采取按原設(shè)計(jì)位澆筑橋墩，同時(shí)加寬承臺(tái)2.5m，下方補(bǔ)建2根樁，詳見加固圖紙。1.1、采用的主要規(guī)范及資料（1）高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范TB10621-2014（2）鐵路橋涵工程施工安全技術(shù)規(guī)程TB10303-2009（3）鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范TB10005-2011（4）鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)TB10415-2003（5）鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)TB10424-2010（6）鐵路混凝土工程施

3、工技術(shù)指南鐵建設(shè)（2010）241號(hào)（7）高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)規(guī)程Q/CR9603-2015（8）本線路相關(guān)圖紙1.2、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.線路級(jí)別：高速鐵路，雙線，設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值350 km/h，線間距 5.0m。2.軌道標(biāo)準(zhǔn)：鋪設(shè)無(wú)縫線路，鋼軌60 kg/m。3.軌道類型及軌道高度：本橋采用CRTS型板式無(wú)砟軌道。4.地震基本烈度：8；5.地震動(dòng)峰值加速度：0.2g；2、加固方案原承臺(tái)尺寸10.4×7.0×2.5m，下設(shè)10根樁基礎(chǔ)，單根長(zhǎng)15m，由于測(cè)量失誤，下方10根樁均偏離設(shè)計(jì)位1.0m，為保證該基礎(chǔ)的安全，擬在線路方向新建2根樁，新建樁與舊樁尺寸布筋一致，將承臺(tái)

4、寬度由7m擴(kuò)大至9.5m，加固方案如下圖：圖1 加固方案布置圖3、荷載分配系數(shù)原設(shè)計(jì)圖紙中，由橋墩傳遞的荷載位于承臺(tái)中央，由于原先10根樁向左偏離設(shè)計(jì)位1.0m，而橋墩及二級(jí)承臺(tái)仍按設(shè)計(jì)圖紙澆筑，新建2根樁基礎(chǔ)及擴(kuò)大承臺(tái)后，荷載位置左右不對(duì)稱，未處于承臺(tái)中央位置，詳見下圖：圖2 方案布置圖為保證基礎(chǔ)的安全性，需加固后各墩分配的軸力小于設(shè)計(jì)圖布置形式下各墩分配的軸力。在承臺(tái)中央施加F=1的單位力，計(jì)算原設(shè)計(jì)圖下各樁基的受力，即荷載分配系數(shù)，再計(jì)算加固后各墩的荷載分配系數(shù)，相互比較可驗(yàn)算基礎(chǔ)的安全性。4、荷載32m跨徑梁，一跨316.1m3，重316.1×26=8218.6 KN；二期恒

5、載按施工圖紙取140 KN/m，二期恒載為140×32=4480 KN橋墩高10m，體積139m3，139×26=3614 KN；依照高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范TB 10621-2014中要求，高速鐵路列車設(shè)計(jì)活載應(yīng)采用ZK活載。圖3 ZK標(biāo)準(zhǔn)活載圖示故活載為：4×200+25.6×64=2438.4 KN承臺(tái)所受上部總荷載為1.2×（8218+4480+3614）+1.4×2438=22988 KN（承臺(tái)及樁基自重由Midas自動(dòng)計(jì)算）。5、樁基礎(chǔ)檢算有限元仿真采用Midas Civil軟件進(jìn)行模擬，由于承臺(tái)尺寸為10.4×7.0&

6、#215;2.5m，無(wú)論是板殼單元還是梁?jiǎn)卧鶡o(wú)法準(zhǔn)確模擬出實(shí)際中的荷載分配，故整個(gè)模型采用實(shí)體單元。原設(shè)計(jì)圖模型共46299個(gè)節(jié)點(diǎn)，42480個(gè)實(shí)體單元；加固后模型共58619個(gè)節(jié)點(diǎn)，53800個(gè)實(shí)體單元。設(shè)計(jì)圖模型 加固后模型圖4 有限元仿真模型在承臺(tái)頂施加F=1的單位力后，經(jīng)有限元計(jì)算，各墩的荷載分配系數(shù)如下：設(shè)計(jì)圖模型 加固后模型圖5 荷載分配系數(shù)在承臺(tái)頂施加F=22988KN荷載，Midas自動(dòng)計(jì)算自重，各墩的荷載分配如下：設(shè)計(jì)模型 加固后模型圖6 荷載分配值為方便數(shù)據(jù)對(duì)比，對(duì)各樁進(jìn)行編號(hào)，如下圖：.圖7 樁基礎(chǔ)編號(hào)圖根據(jù)Midas計(jì)算的結(jié)果，結(jié)果如下表：表1 各墩分配荷載系數(shù)樁號(hào)

7、1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#設(shè)計(jì)分配系數(shù)0.0880.1100.1100.0880.1050.1050.0880.1100.1100.088加固后分配系數(shù)0.0670.0810.0810.0670.0880.0880.0810.1000.1000.0810.0840.084荷載降低百分比23.9 %26.4 %26.4 %23.9 %16.2 %16.2 %8.0 %9.1 %9.1 %8.0 %由上表可看出：若不考慮承臺(tái)加寬部分混凝土重量，只按荷載分配系數(shù)驗(yàn)算，原1#-10#樁加固后各樁分配系數(shù)均小于原設(shè)計(jì)分配系數(shù)，1#-6#分配荷載降幅較大，達(dá)16%-26%，7#

8、-10#樁降幅約8%，滿足要求；新建11#、12#樁分配系數(shù)不是最大，故新建11#、12#也滿足承載力要求；表2 各墩分配荷載值樁號(hào)1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#設(shè)計(jì)分配荷載(KN)2791.23299.03299.02791.23186.13186.12791.23299.03299.02791.2加固后分配荷載(KN)2264.92606.62606.62264.92844.32844.32738.63178.03178.02738.62880.22880.2荷載降低百分比18.9 %21.0 %21.0 %18.9 %10.7 %10.7 %1.9 %3.7 %3

9、.7 %1.9 %考慮加寬承臺(tái)重量影響，按實(shí)際分配荷載驗(yàn)算，原1#-10#樁中，1#-6#樁分配的荷載降低了10%-21%，7#、8#、9#、10#樁基礎(chǔ)與設(shè)計(jì)分配荷相差無(wú)幾，滿足要求；新建11#、12#樁分配荷載不是最大受力樁，故新建11#、12#樁也滿足承載力要求；6、承臺(tái)檢算承臺(tái)梁中心線偏移且承臺(tái)加寬，承臺(tái)受力位置發(fā)生了很大變化，故需對(duì)其進(jìn)行檢算，由于原設(shè)計(jì)與加固后承臺(tái)的沖剪切破壞位置以及剪力未發(fā)生變化，故不再檢算，檢算內(nèi)容為承臺(tái)的受彎?rùn)z算。二級(jí)承臺(tái)作用于一級(jí)承臺(tái)上，對(duì)其施加面均布荷載，承臺(tái)受彎危險(xiǎn)部位如下圖（紅色框位置）：（a）設(shè)計(jì)圖 （b）加固后設(shè)計(jì)圖圖8 承臺(tái)受彎?rùn)z算部位由上圖可看

10、出，橋墩中線向右偏移，但對(duì)豎向受彎危險(xiǎn)區(qū)域荷載不變，橫向受彎危險(xiǎn)區(qū)域荷載反而變小，因此，認(rèn)為加固后承臺(tái)底部所受彎矩會(huì)變小，應(yīng)力值降低，即配筋不變的情況下，承臺(tái)也滿足抗彎要求。通過(guò)有限元計(jì)算，也可驗(yàn)證上述結(jié)論，取承臺(tái)最底部一層實(shí)體單元，讀取單元應(yīng)力值，設(shè)計(jì)模型承臺(tái)底應(yīng)力值為4.87Mpa，加固后模型承臺(tái)底應(yīng)力值為4.69Mpa（有限元模型中未考慮配筋，且忽略土對(duì)承臺(tái)的支撐作用，故計(jì)算出承臺(tái)底拉應(yīng)力達(dá)到了4.87Mpa，但這里僅做原設(shè)計(jì)與加固后承臺(tái)底的拉應(yīng)力大小對(duì)比，以驗(yàn)證安全性），如下圖：圖9設(shè)計(jì)模型承臺(tái)底應(yīng)力圖10加固后模型承臺(tái)底應(yīng)力從上表看出，加固后承臺(tái)底應(yīng)力值稍小于原設(shè)計(jì)承臺(tái)應(yīng)力值，數(shù)值相差不大，這也印證了前邊分析的“加固后承臺(tái)底部所受彎矩會(huì)變小，應(yīng)力值降低”這一結(jié)論。7、結(jié)論該承臺(tái)加固后，樁數(shù)由10根增加為12根，其總承載力得到提高。經(jīng)計(jì)算，由橋墩中心線偏心引起的荷載重分配以及加寬承臺(tái)引起的荷載增加，對(duì)樁基