縮短路基樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬的設(shè)計(jì)周期

1、成都地鐵路基樁板結(jié)構(gòu)QC小組PAGE 2014年度優(yōu)秀質(zhì)量管理小組申報(bào)材料課題名稱：縮短路基樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬的設(shè)計(jì)周期小組名稱：成都地鐵路基樁板結(jié)構(gòu)QC小組活動(dòng)時(shí)間：2011年9月2013年6月中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司二一四年五月目 錄 TOC o 1-1 h z u HYPERLINK l _Toc382838729 一、工程概況 PAGEREF _Toc382838729 h 1 HYPERLINK l _Toc382838730 二、小組概況 PAGEREF _Toc382838730 h 2 HYPERLINK l _Toc382838731 三、選題理由 PAGEREF _To

2、c382838731 h 3 HYPERLINK l _Toc382838732 四、現(xiàn)狀調(diào)查 PAGEREF _Toc382838732 h 4 HYPERLINK l _Toc382838733 五、設(shè)定目標(biāo) PAGEREF _Toc382838733 h 7 HYPERLINK l _Toc382838734 六、原因分析 PAGEREF _Toc382838734 h 8 HYPERLINK l _Toc382838735 七、要因確定 PAGEREF _Toc382838735 h 9 HYPERLINK l _Toc382838736 八、制定對(duì)策 PAGEREF _Toc3828

3、38736 h 22 HYPERLINK l _Toc382838737 九、實(shí)施對(duì)策 PAGEREF _Toc382838737 h 23 HYPERLINK l _Toc382838738 十、效果檢查 PAGEREF _Toc382838738 h 36 HYPERLINK l _Toc382838739 十一、鞏固措施 PAGEREF _Toc382838739 h 39 HYPERLINK l _Toc382838740 十二、總結(jié)及今后打算 PAGEREF _Toc382838740 h 40 PAGE 23一、工程概況本工程位于成都地鐵2號(hào)線一期工程正線終點(diǎn)與二期工程林家大堰站間

4、路基區(qū)間部分（圖1）。路基段右正線里程YDK44+350.00YDK45+212.60，線路長862.60m；左正線里程ZDK44+400.00ZDK45+207.606，線路長807.606m。圖1 成都地鐵2號(hào)線二期工程經(jīng)干院站林家大堰站區(qū)間地理位置示意圖如圖2右正線YDK44+350+696、左正線ZDK44+400+696與既有一期工程出入段線并行，右正線YDK44+696+770上跨既有一期工程出入段線。一期工程終點(diǎn)段為出入段線，由獨(dú)立墩柱式樁板結(jié)構(gòu)、U型槽結(jié)構(gòu)、明挖段圍護(hù)結(jié)構(gòu)及隧道結(jié)構(gòu)等不同類型結(jié)構(gòu)構(gòu)成，且地層較差，導(dǎo)致二期工程起始區(qū)間段路基工程設(shè)計(jì)條件復(fù)雜困難。為實(shí)現(xiàn)2號(hào)線二期工

5、程軟弱段路基在與既有結(jié)構(gòu)物良好銜接前提下的縱橫向穩(wěn)定性、剛度均勻性、耐久性和減振性，控制路基的不均勻沉降、工后沉降等問題，采用樁板結(jié)構(gòu)路基是比較可靠的選擇。為滿足現(xiàn)場施工圖紙需求，在保證樁板結(jié)構(gòu)路基設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提下提高出圖速度顯得尤為重要。圖2 成都地鐵2號(hào)線二期東延線起始區(qū)間平面示意圖二、小組概況1. 小組簡介成都地鐵路基樁板結(jié)構(gòu)QC小組成立于2011年4月，主要為提高成都地鐵2號(hào)線二期東延線困難條件下與既有結(jié)構(gòu)物銜接的樁板結(jié)構(gòu)路基設(shè)計(jì)效率，而進(jìn)行的小組活動(dòng)。小組自成立以后，小組各成員在QC小組活動(dòng)中，能相互啟發(fā)、深入思考、共同提高；該小組的成立和活動(dòng)，對(duì)激發(fā)各小組成員的工作積極性、創(chuàng)造性，

6、提高技術(shù)水平，控制工程質(zhì)量起到了重要作用。QC小組成員情況見表1。表1 QC小組成員情況表小組名稱成都地鐵路基樁板結(jié)構(gòu)QC小組注冊(cè)時(shí)間2011年4月QC小組編號(hào)QC-2013-34小組人數(shù)12人活動(dòng)次數(shù)12次課題編號(hào)KT-2013-34QC教育人均60小時(shí)小組類型攻關(guān)型活動(dòng)日期2011年9月2013年6月成果日期2013年7月活動(dòng)出勤率90序號(hào)姓名年齡性別組內(nèi)職務(wù)技術(shù)職稱文化程度小組分工1時(shí)洪斌33男組長高級(jí)工程師博士研究生方案策劃2張成鋼53男技術(shù)顧問教授級(jí)高工大學(xué)本科技術(shù)指導(dǎo)3鄧文慶48女技術(shù)顧問高級(jí)工程師大學(xué)本科技術(shù)指導(dǎo)4黃微30女組員工程師大學(xué)本科方案實(shí)施5劉婷33女組員工程師大學(xué)本科

7、方案實(shí)施6張貴財(cái)31男組員工程師大學(xué)本科方案實(shí)施7唐沛43男技術(shù)顧問教授級(jí)高工大學(xué)本科技術(shù)指導(dǎo)8丁新紅47男技術(shù)顧問高級(jí)工程師大學(xué)本科技術(shù)指導(dǎo)9莫萬遠(yuǎn)35男組員高級(jí)工程師大學(xué)本科協(xié)作實(shí)施10冷長明33男組員工程師大學(xué)本科協(xié)作實(shí)施11董艷輝35女組員高級(jí)工程師碩士研究生協(xié)作實(shí)施12張文博27男組員工程師大學(xué)本科協(xié)作實(shí)施制表：時(shí)洪斌 日期：2011年4月5日2. 活動(dòng)時(shí)間（2011.92013.6）活動(dòng)項(xiàng)目活動(dòng)時(shí)間（2011.92013.6）2011年2012年2013年9月10月11月12月1月2月3-4月5-6月7-8月9-10月11-12月1-2月3-4月5-6月P選擇課題現(xiàn)狀調(diào)查設(shè)定目標(biāo)原

8、因分析要因確認(rèn)制定對(duì)策D對(duì)策實(shí)施C效果檢查A鞏固措施總結(jié)及今后打算圖例： 計(jì)劃進(jìn)度 實(shí)際進(jìn)度圖3 QC小組活動(dòng)甘特圖制圖：劉婷 日期：2013年6月30日三、選題理由分院專業(yè)建設(shè)要求現(xiàn)場施工圖紙需求設(shè)計(jì)條件復(fù)雜困難設(shè)計(jì)過程復(fù)雜、出圖流程較多掌握路基樁板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，應(yīng)對(duì)軟弱、濕陷、巖溶及過渡段路基的設(shè)計(jì)；在保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提下，提高設(shè)計(jì)效率，保證現(xiàn)場施工供圖時(shí)間。地鐵施工一般工程復(fù)雜、工期短，路基部分又需要有沉降觀測期，導(dǎo)致路基施工工期緊張，施工對(duì)設(shè)計(jì)供圖周期要求較高。業(yè)主要求120天內(nèi)出施工圖。成都地鐵2號(hào)線一期工程終點(diǎn)段為出入段線，由獨(dú)立墩柱式樁板結(jié)構(gòu)、U型槽結(jié)構(gòu)、明挖段圍護(hù)結(jié)構(gòu)及地下隧

9、道結(jié)構(gòu)等不同類型結(jié)構(gòu)構(gòu)成，導(dǎo)致二期工程起始區(qū)間段路基工程設(shè)計(jì)條件復(fù)雜困難，設(shè)計(jì)周期較長。路基樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程涉及建模、受力分析、結(jié)構(gòu)檢算、配筋、出圖、院內(nèi)復(fù)核、審核、審定、總體院會(huì)簽、監(jiān)理院咨詢和強(qiáng)審等過程。其中數(shù)值分析過程緩慢，成為拖延出圖時(shí)間的主要原因。選定課題圖4 選題理由評(píng)價(jià)圖制圖：時(shí)洪斌 日期： 2011年9月10日四、現(xiàn)狀調(diào)查1.樁板結(jié)構(gòu)是一種新型軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，兼有樁基工程與梁板結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，具有能有效控制基礎(chǔ)沉降、加快施工進(jìn)度等優(yōu)勢，目前已在國內(nèi)外得到了一定的工程應(yīng)用，但沒有對(duì)應(yīng)的詳細(xì)專項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)范。目前的樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要依據(jù)橋梁設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范及鐵路工程地基處理規(guī)范進(jìn)行。2.樁板結(jié)構(gòu)

10、路基不同與一般土質(zhì)路基，對(duì)專業(yè)接口要求較高，互提資料直接影響樁基和承載板的設(shè)計(jì)。而相關(guān)專業(yè)的接口資料又需要較長的確認(rèn)時(shí)間，涉及地質(zhì)、線路、軌道、橋涵、限界、接觸網(wǎng)、通信等專業(yè)。3.進(jìn)行樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬不確定因素較多，既無經(jīng)驗(yàn)參考也無成熟專項(xiàng)數(shù)值模擬軟件可用，導(dǎo)致數(shù)值模擬時(shí)間較長。配筋檢算、CAD制圖等后續(xù)設(shè)計(jì)程序及內(nèi)外審流程也會(huì)占用較多的設(shè)計(jì)時(shí)間，影響設(shè)計(jì)周期。4.2011年4月1日路基樁板結(jié)構(gòu)開始進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，初步設(shè)計(jì)實(shí)際用時(shí)150天完成，雖然滯后了計(jì)劃周期，但最終按業(yè)主要求周期完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。下一階段施工圖設(shè)計(jì)由于工期較緊業(yè)主要求周期確定為120天。從圖5所示初步設(shè)計(jì)和施工圖

11、設(shè)計(jì)周期對(duì)比圖可以看出，施工圖實(shí)際設(shè)計(jì)周期要控制在120天內(nèi)才能完成設(shè)計(jì)任務(wù)。圖5 初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)周期對(duì)比圖制圖：張貴財(cái) 日期：2011年9月16日初步設(shè)計(jì)各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)周期統(tǒng)計(jì)如表2所示。表2 樁板結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)周期統(tǒng)計(jì)表序號(hào)檢查項(xiàng)目計(jì)劃周期(天)實(shí)際周期（天）滯后時(shí)間（天）1資料互提151722數(shù)值模擬3065 353配筋檢算1017 74CAD制圖812 45院內(nèi)審核79 26院外審查3030 0合計(jì)10015050業(yè)主要求160制表：張貴財(cái) 日期： 2011 年 9 月 16 日根據(jù)統(tǒng)計(jì)表畫出餅圖見圖6，可以看出數(shù)值模擬占據(jù)了總設(shè)計(jì)周期的43.3%。依據(jù)業(yè)主對(duì)下一階段施工圖設(shè)計(jì)120天

12、的要求，原150天的設(shè)計(jì)周期會(huì)滯后30天，嚴(yán)重影響現(xiàn)場施工供圖需求，完不成設(shè)計(jì)任務(wù)，必須縮短樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)周期。圖6 樁板結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)周期餅圖制圖：張貴財(cái) 日期：2011年9月17日5.QC小組再對(duì)樁板結(jié)構(gòu)各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)滯后時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到影響因素調(diào)查統(tǒng)計(jì)表（表3）。表3 影響樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)周期因素的調(diào)查統(tǒng)計(jì)表序號(hào)檢查項(xiàng)目頻數(shù)（天）頻率（%）累計(jì)頻率（%）1數(shù)值模擬3570%70%2配筋檢算714%84%3CAD制圖48%92%4資料互提24%96%5院內(nèi)審核24%100%合計(jì)50制表：張貴財(cái) 日期： 2011 年 9 月 20 日根據(jù)統(tǒng)計(jì)表畫出排列圖見圖7，可以看出總滯后時(shí)間的70%是數(shù)值模擬

13、階段產(chǎn)生的，所以縮短樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)周期的關(guān)鍵在于縮短數(shù)值模擬階段的設(shè)計(jì)周期。圖7 影響樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)周期因素的調(diào)查統(tǒng)計(jì)排列圖制圖：張貴財(cái) 日期：2011年9月22日五、設(shè)定目標(biāo)1.目標(biāo)設(shè)定依據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查可以看出：不論樁板結(jié)構(gòu)實(shí)際設(shè)計(jì)過程中的各階段周期調(diào)查統(tǒng)計(jì)，還影響樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)周期因素的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，都反映出在QC小組可控的范圍內(nèi)數(shù)值模擬階段是影響設(shè)計(jì)周期的癥結(jié)所在。在其他階段周期水平保持不變的情況下，如圖8所示，如果數(shù)值模擬階段能夠縮短30天就能滿足樁板結(jié)構(gòu)總的設(shè)計(jì)周期控制在120天，滿足業(yè)主要求。所以設(shè)定目標(biāo)為：樁板結(jié)構(gòu)路基設(shè)計(jì)數(shù)值模擬階段周期縮短30天。圖8 數(shù)值模擬周期目標(biāo)設(shè)定柱狀圖制圖：時(shí)洪斌

14、 日期：2011.10.152.目標(biāo)設(shè)定依據(jù)（1）路基樁板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)得到了各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、院總工、集團(tuán)總工的高度重視，各項(xiàng)技術(shù)條件可以得到最大的滿足。設(shè)計(jì)過程中準(zhǔn)備邀請(qǐng)?jiān)簝?nèi)外橋梁、路基專家參與指導(dǎo)及咨詢工作，為樁板結(jié)構(gòu)的選型設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)檢算提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。（2）依據(jù)既有的橋梁、樁基及混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，借助有限元分析軟件可以建立合理的樁板結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行多工況分析計(jì)算。（3）樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬周期與人員、軟件、數(shù)據(jù)、計(jì)算方法、技術(shù)支持等各方面相關(guān)，通過對(duì)各環(huán)節(jié)的優(yōu)化，加上初步設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)積累，在現(xiàn)有65工天的基礎(chǔ)上縮短到35天，達(dá)到周期縮短30天的目標(biāo)是可以實(shí)現(xiàn)的。綜上所述, 成都地鐵路基樁板結(jié)構(gòu)QC小組

15、能達(dá)到預(yù)期目的。六、原因分析針對(duì)影響樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬周期的因素，小組采用頭腦風(fēng)暴法進(jìn)行了多次討論，廣泛收集設(shè)計(jì)人員、設(shè)計(jì)專冊(cè)、各級(jí)工程技術(shù)專家的意見，集思廣益、暢所欲言、相互啟發(fā)、相互補(bǔ)充。同時(shí)對(duì)資料進(jìn)行整理分析，繪制了因果圖（圖9），利用因果圖從人、機(jī)、料、法、環(huán)五個(gè)方面進(jìn)行原因分析，并找出末端因素14個(gè)。圖9 影響樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬周期因素分析因果圖制圖：時(shí)洪斌 日期：2011年11月15日七、要因確定根據(jù)“因果圖”分析的末端因素，運(yùn)用要因驗(yàn)證計(jì)劃表，針對(duì)末端因素逐一確定驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)及制定驗(yàn)證方法，進(jìn)行要因確認(rèn)。要因確定見表4。表4 要因驗(yàn)證計(jì)劃表要因驗(yàn)證計(jì)劃表序號(hào)末端因素驗(yàn)證方法驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人

16、驗(yàn)證時(shí)間1缺少軟件培訓(xùn)調(diào)查分析所有設(shè)計(jì)人員熟練掌握數(shù)值模擬軟件，考核結(jié)果優(yōu)秀率80%。時(shí)洪斌2011.11.162無技術(shù)要求書調(diào)查分析數(shù)值模擬前有詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)要求。時(shí)洪斌2011.11.203無現(xiàn)場施工概念現(xiàn)場驗(yàn)證設(shè)計(jì)人員對(duì)模型有空間概念，并知曉施工完后的結(jié)構(gòu)形態(tài)。時(shí)洪斌2011.11.254模擬軟件不當(dāng)現(xiàn)場測試軟件應(yīng)能全面分析結(jié)構(gòu)的主要受力狀態(tài)，并能進(jìn)行不同工況受力分析，前后處理方便，且計(jì)算速度較快。軟件綜合評(píng)分15分。黃微2011.11.305電腦配置低現(xiàn)場測試滿足計(jì)算和圖形顯示要求。黃微2011.11.186無對(duì)應(yīng)模擬軟件數(shù)據(jù)接口現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)處理軟件和數(shù)值模擬軟件有接口，可以直接讀

17、取。張貴財(cái)2011.12.157地勘資料不詳盡調(diào)查分析滿足結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)要求，參數(shù)可靠詳盡。設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)定90分以上。張貴財(cái)2011.12.98線路平縱資料表達(dá)不清晰調(diào)查分析平縱斷面能夠清晰標(biāo)示結(jié)構(gòu)所處線路位置、線間距及軌道標(biāo)高。劉婷2011.12.209限界資料不完整調(diào)查分析滿足地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，能夠清晰標(biāo)示結(jié)構(gòu)物周邊已有或已規(guī)劃的結(jié)構(gòu)物的限界條件。劉婷2011.12.2210規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)參考不當(dāng)調(diào)查分析規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)適用樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。劉婷2011.12.1011設(shè)計(jì)方法不當(dāng)現(xiàn)場測試設(shè)計(jì)方法適用樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。與鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程要求一致。冷長明2011.11.2012參數(shù)選取方法不當(dāng)現(xiàn)場測試參數(shù)

18、選取應(yīng)涵蓋多種組合工況，對(duì)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行比選，對(duì)具體幾何參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合評(píng)分8分。冷長明2011.12.1213缺少咨詢條件調(diào)查分析在數(shù)值模擬遇到困難時(shí)能夠得到有利的咨詢。項(xiàng)目例會(huì)能達(dá)到每月1次。莫萬遠(yuǎn)2011.12.2514與外院技術(shù)交流欠缺調(diào)查分析與其他有相似設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)院人員保持聯(lián)系，及時(shí)交流設(shè)計(jì)中遇到的問題。每月例會(huì)不少于1次。莫萬遠(yuǎn)2011.12.18制表：時(shí)洪斌 制表日期：2011.11.16末端因素1：缺少軟件培訓(xùn) 序號(hào)末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人確認(rèn)時(shí)間1缺少軟件培訓(xùn)調(diào)查分析所有設(shè)計(jì)人員應(yīng)該熟練掌握數(shù)值模擬軟件，考核結(jié)果優(yōu)秀率80%。時(shí)洪斌2011.11.16確認(rèn)過

19、程：初步設(shè)計(jì)后對(duì)8名設(shè)計(jì)人員進(jìn)行數(shù)值軟件主要功能掌握程度測試，統(tǒng)計(jì)分析測試結(jié)果如下表：表5 設(shè)計(jì)人員培訓(xùn)考核表姓名時(shí)洪斌黃微劉婷張貴財(cái)莫萬遠(yuǎn)冷長明董艷輝張文博得分9265687385809088考核結(jié)果優(yōu)秀及格及格良好良好良好優(yōu)秀良好優(yōu)秀率25%注：不及格（60），及格（6069分），良好（7089分），優(yōu)秀（90100分）制表：時(shí)洪斌 制表日期：2011.11.16確認(rèn)結(jié)論：經(jīng)確認(rèn)考核結(jié)果優(yōu)秀率25%，達(dá)不到確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)80%，因此是要因。末端因素2：無技術(shù)要求書 序號(hào)末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人確認(rèn)時(shí)間2無技術(shù)要求書調(diào)查分析數(shù)值模擬前有詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)要求。時(shí)洪斌2011.11.20確認(rèn)過

20、程：經(jīng)過調(diào)查分析，數(shù)值模擬前有詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)要求。如下：成都地鐵路基樁板結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足一期獨(dú)立墩柱式樁板結(jié)構(gòu)、U型槽結(jié)構(gòu)、明挖段圍護(hù)結(jié)構(gòu)及地下隧道結(jié)構(gòu)等不同類型結(jié)構(gòu)的限界要求，與既有結(jié)構(gòu)物良好銜接。另外還應(yīng)滿足如下量化目標(biāo)要求：表6 設(shè)計(jì)技術(shù)要求位移目標(biāo)強(qiáng)度檢算目標(biāo)裂縫檢算目標(biāo)樁基均勻沉降量15mm差異沉降量5mm裂縫寬度0.2mm托梁裂縫寬度0.2mm承載板豎向撓跨比1/1455板端豎向轉(zhuǎn)角小于1.5（rad）裂縫寬度0.2mm技術(shù)要求書如圖10所示。另外，還有項(xiàng)目設(shè)計(jì)事前指導(dǎo)書和設(shè)計(jì)原則（圖11）。圖10 初步設(shè)計(jì)技術(shù)要求圖11 初步設(shè)計(jì)事前指導(dǎo)書和設(shè)計(jì)原則 確認(rèn)結(jié)論：數(shù)值模擬前有詳細(xì)的結(jié)

21、構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)要求，非要因。末端因素3：無現(xiàn)場施工概念 序號(hào)末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人確認(rèn)時(shí)間3無現(xiàn)場施工概念現(xiàn)場驗(yàn)證設(shè)計(jì)人員對(duì)模型有空間概念，并知曉施工完后的結(jié)構(gòu)形態(tài)。時(shí)洪斌2011.11.25確認(rèn)過程：由于設(shè)計(jì)人員對(duì)樁板結(jié)構(gòu)路基現(xiàn)場沒有太多概念，現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，已向設(shè)計(jì)人員提供了帶有工程實(shí)例的相關(guān)書籍（圖12）、施工現(xiàn)場位置的圖片（圖13）及參考模型（圖14）。參考書籍： 圖12 參考書籍現(xiàn)場照片：工程位置圖13 現(xiàn)場照片參考模型圖：圖14 樁板結(jié)構(gòu)Midas Civil計(jì)算模型確認(rèn)結(jié)論：設(shè)計(jì)人員對(duì)模型建立了空間概念，并知曉實(shí)地位置及施工完后的結(jié)構(gòu)形態(tài)，非要因。末端因素4：模擬軟件不當(dāng) 序號(hào)

22、末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人確認(rèn)時(shí)間4模擬軟件不當(dāng)現(xiàn)場測試軟件應(yīng)能全面分析結(jié)構(gòu)的主要受力狀態(tài)，并能進(jìn)行不同工況受力分析，前后處理方便，且計(jì)算速度較快。軟件綜合評(píng)分15分。黃微2011.11.30確認(rèn)過程：樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬可采用三種計(jì)算方法： 基于平面應(yīng)力條件的力矩傳遞法； 基于平面應(yīng)力條件的結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算法（SM solver）； 基于橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算有限元軟件Ansys 分析法 。 現(xiàn)場從有效性、實(shí)用性、誤差大小、可操作性四個(gè)方面來評(píng)價(jià)基于上述三種方法的三種模擬軟件如表7所示。表7 模擬軟件分析評(píng)價(jià)表方法名稱性能類別力矩傳遞法SM solverAnsys有效性實(shí)用性誤差大小可操作性綜合得分

23、101014*備注：5分，3分，1分制表：黃微 制表時(shí)間：2011.11.30通過對(duì)三種模擬分析軟件進(jìn)行評(píng)價(jià)， 之前采用的Ansys得分最高為14分，力矩傳遞法和SM solver都為10分。無論哪種軟件綜合得分都小于15分，說明目前用到的軟件在進(jìn)行樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬方面都不是最優(yōu)的。模擬軟件的選擇，影響設(shè)計(jì)效率和周期。目前使用的Ansys軟件在前處理和邊界條件設(shè)置上不容易上手，設(shè)計(jì)人員不容易掌握，易導(dǎo)致數(shù)值模型的錯(cuò)誤，影響后續(xù)設(shè)計(jì)計(jì)算。確認(rèn)結(jié)論：軟件綜合得分都小于15分，缺少更加有效的分析軟件來提高數(shù)值模擬效率，是要因。末端因素5：電腦配置低 序號(hào)末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人確認(rèn)時(shí)間5電腦配

24、置低現(xiàn)場測試滿足計(jì)算和圖形顯示要求。黃微2011.11.18確認(rèn)過程：數(shù)值模擬所用電腦都為奔騰雙核E5800聯(lián)想揚(yáng)天系列商用電腦，計(jì)算和圖形顯示性能優(yōu)良，在處理樁板結(jié)構(gòu)模型上配置足夠。后期處理較大數(shù)值模型時(shí)，對(duì)顯示較慢的電腦還可以通過增加內(nèi)存、升級(jí)顯卡得到解決。設(shè)計(jì)人員使用的兩款電腦聯(lián)想揚(yáng)天M6600N和聯(lián)想揚(yáng)天A4600K詳細(xì)配置如圖15和圖16。 圖15 聯(lián)想揚(yáng)天M6600N配置 圖16 聯(lián)想揚(yáng)天A4600K配置確認(rèn)結(jié)論：數(shù)值模擬所用電腦都為主流配置商用電腦，可以滿足計(jì)算和圖形顯示要求，對(duì)設(shè)計(jì)周期不起決定性作用，非要因。末端因素6：無對(duì)應(yīng)模擬軟件數(shù)據(jù)接口 序號(hào)末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人

25、確認(rèn)時(shí)間6無對(duì)應(yīng)模擬軟件數(shù)據(jù)接口現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)處理軟件和數(shù)值模擬軟件有接口，可以直接讀取。張貴財(cái)2011.12.15確認(rèn)過程：現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，不論Ansys還是Midas Civil軟件，都有強(qiáng)大的圖形和數(shù)據(jù)接口（圖17和圖18），可以與其他主流前后處理軟件對(duì)接；即便是非主流小軟件處理的數(shù)據(jù)格式，也可以通過編寫程序進(jìn)行數(shù)據(jù)提取及格式轉(zhuǎn)換，為數(shù)值模擬直接提供輸入數(shù)據(jù)。圖17 Ansys圖形和數(shù)據(jù)接口菜單圖18 Midas Civil圖形和數(shù)據(jù)接口菜單確認(rèn)結(jié)論：數(shù)據(jù)處理軟件和數(shù)值模擬軟件接口豐富，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、輸入和輸出方便。非要因。末端因素7：地勘資料不詳盡 序號(hào)末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人確認(rèn)時(shí)間7

26、地勘資料不詳盡調(diào)查分析滿足結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)要求，參數(shù)可靠詳盡。設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)定90分以上。張貴財(cái)2011.12.9確認(rèn)過程：調(diào)查分析地勘資料發(fā)現(xiàn)，大部分關(guān)鍵樁基位置都有鉆孔圖。結(jié)合一期工程的地勘資料，可以保證水文地質(zhì)情況的可靠性。地勘資料滿足設(shè)計(jì)要求。地勘報(bào)告如圖19所示，設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)定如圖20所示，總平均分為94.6分90分，地勘資料評(píng)定為優(yōu)秀。圖19 樁板結(jié)構(gòu)段路基地勘報(bào)告圖20 設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)定卡確認(rèn)結(jié)論：地勘資料比較詳盡，滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)定94.6分90分。非要因。末端因素8：線路平縱資料表達(dá)不清晰 序號(hào)末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人確認(rèn)時(shí)間8線路平縱資料表達(dá)不清晰調(diào)查分析平縱斷面能夠清晰標(biāo)

27、示結(jié)構(gòu)所處線路位置、線間距及軌道標(biāo)高。劉婷2011.12.20確認(rèn)過程：調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，總體院開放的線路平縱表達(dá)方式容易引起誤解，且沒有提供線間距資料。在多方協(xié)調(diào)下，線路專業(yè)提供了線間距表，認(rèn)為是可以解決線路數(shù)據(jù)問題的。線路和軌道專業(yè)聯(lián)系單如圖21所示，線路資料問題容易解決不構(gòu)成控制性因素，不影響結(jié)構(gòu)受力條件的輸入。 圖21 線路和軌道專業(yè)聯(lián)系單確認(rèn)結(jié)論：現(xiàn)場通過聯(lián)系單互提資料，可以明確樁板位置線路和軌道技術(shù)要求，非要因。末端因素9：限界資料不完整 序號(hào)末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人確認(rèn)時(shí)間9限界資料不完整調(diào)查分析滿足地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，能夠清晰標(biāo)示結(jié)構(gòu)物周邊已有或已規(guī)劃的結(jié)構(gòu)物的限界條件。劉

28、婷2011.12.22確認(rèn)過程：調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，如路基樁板結(jié)構(gòu)現(xiàn)場位置圖所示（圖22），限界資料涉及既有一期結(jié)構(gòu)物、新增疏散平臺(tái)、漏纜護(hù)墩和接觸網(wǎng)基礎(chǔ)等，限界資料直接影響了路基面的設(shè)計(jì)寬度，及結(jié)構(gòu)的受力分析。設(shè)計(jì)過程中各專業(yè)限界資料不完整，部分預(yù)留結(jié)構(gòu)及既有結(jié)構(gòu)具體位置沒有實(shí)測具體值，只能估算，不滿足地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。不能夠清晰標(biāo)示結(jié)構(gòu)物周邊已有或已規(guī)劃的結(jié)構(gòu)物的限界條件，影響建模，對(duì)數(shù)值模擬起控制作用。圖22 路基樁板結(jié)構(gòu)現(xiàn)場位置圖確認(rèn)結(jié)論：通過調(diào)查分析，未滿足地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，達(dá)不到確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，是要因。末端因素10：規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)參考不當(dāng) 序號(hào)末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人確認(rèn)時(shí)間10規(guī)范標(biāo)

29、準(zhǔn)參考不當(dāng)調(diào)查分析參考規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)適用樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。劉婷2011.12.10確認(rèn)過程：經(jīng)調(diào)查分析，樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考規(guī)范主要有鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.5-2005 J464-2005）、鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程（TB10106-2010 J1078-2010）、鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.3-2005 J462-2005）、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）等。依據(jù)高速鐵路路基非埋式樁板結(jié)構(gòu)理論與實(shí)踐和高速鐵路無砟軌道樁板結(jié)構(gòu)路基理論與實(shí)踐兩本專著，樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要參考橋梁相關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)，現(xiàn)采用的主要規(guī)范可以滿足樁板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。確認(rèn)

30、結(jié)論：參考規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)明確，適用于樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，非要因。末端因素11：設(shè)計(jì)方法不當(dāng) 序號(hào)末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人確認(rèn)時(shí)間11設(shè)計(jì)方法不當(dāng)現(xiàn)場測試設(shè)計(jì)方法適用樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。與鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程要求一致。冷長明2011.11.20確認(rèn)過程：目前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常采用的有兩種理論體系：一是鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范采用的容許應(yīng)力法；二是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范等大多數(shù)規(guī)范采用的概率極限狀態(tài)法。理論上采用極限狀態(tài)法對(duì)樁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)較容許應(yīng)力法更為經(jīng)濟(jì)、合理。鑒于鐵路列車荷載具有特殊性，對(duì)列車活載的動(dòng)力特性認(rèn)識(shí)局限性，列車與樁板結(jié)構(gòu)路基系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)問題涉及到機(jī)車車輛、軌道結(jié)構(gòu)和樁

31、板結(jié)構(gòu)等各部件的基本力學(xué)參數(shù)和幾何參數(shù)，計(jì)算理論和計(jì)算過程均非常復(fù)雜，此外，鐵路工程結(jié)構(gòu)的可靠度設(shè)計(jì)理論還不成熟，雖然目前國內(nèi)已取得了一些研究成果，但這些成果發(fā)展到實(shí)用階段還有相當(dāng)大的工作量。因此，目前樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍宜采用容許應(yīng)力法。確認(rèn)結(jié)論：地鐵樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法采用容許應(yīng)力法，與規(guī)范一致，非要因。末端因素12：參數(shù)選取方法不當(dāng) 序號(hào)末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人確認(rèn)時(shí)間12參數(shù)選取方法不當(dāng)調(diào)查分析參數(shù)選取應(yīng)涵蓋多種組合工況，對(duì)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行比選，對(duì)具體幾何參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合評(píng)分8分。冷長明2011.12.12確認(rèn)過程：經(jīng)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，目前樁板結(jié)構(gòu)方案對(duì)比只采用了幾個(gè)選定的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)

32、行對(duì)比分析，參數(shù)的選取只依靠鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程（TB10106-2010 J1078-2010）16.2.4的建議值和經(jīng)驗(yàn)參考值來選?。▓D23），沒有采取科學(xué)有效的參數(shù)選取方法，也沒有采用技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)價(jià)。參數(shù)選取方法直接影響數(shù)值模擬比較方案的設(shè)計(jì)效率，起控制作用。圖23鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程的參數(shù)建議值確認(rèn)結(jié)論：參數(shù)選擇具有改進(jìn)空間，沒有進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，影響模型的建模和計(jì)算分析，是要因。末端因素13：缺少咨詢條件 序號(hào)末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人確認(rèn)時(shí)間13缺少咨詢條件調(diào)查分析在數(shù)值模擬遇到困難時(shí)能夠得到有利的咨詢。項(xiàng)目例會(huì)能達(dá)到每月1次。莫萬遠(yuǎn)2011.12.25確認(rèn)過程：通過調(diào)

33、查分析可知，當(dāng)數(shù)值模擬過程中遇到困難時(shí)，只能求助書本和軟件相關(guān)案例及說明書，解決問題帶有盲目性。但可以通過院內(nèi)專業(yè)間協(xié)調(diào)，請(qǐng)求橋梁專業(yè)協(xié)助解決Midas Civil數(shù)值模擬過程中遇到的難題；而且項(xiàng)目例會(huì)達(dá)到了每月一次，起到了很好的技術(shù)交流作用（圖24）。圖24 項(xiàng)目例會(huì)記錄表確認(rèn)結(jié)論：項(xiàng)目例會(huì)達(dá)到了每月1次，解決了技術(shù)交流和咨詢問題，非要因。末端因素14：與外院技術(shù)交流欠缺 序號(hào)末端因素確認(rèn)方法確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人確認(rèn)時(shí)間14與外院技術(shù)交流欠缺調(diào)查分析與其他有相似設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)院人員保持聯(lián)系，及時(shí)交流設(shè)計(jì)中遇到的問題。每月例會(huì)不少于1次。莫萬遠(yuǎn)2011.12.18確認(rèn)過程：經(jīng)調(diào)查分析，院內(nèi)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)經(jīng)

34、驗(yàn)有限，接觸樁板結(jié)構(gòu)較少，和其他鐵路設(shè)計(jì)院間的相關(guān)交流較少。但通過各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及專業(yè)總工的協(xié)助疏通，就專業(yè)技術(shù)問題在設(shè)計(jì)院間的交流合作是可以實(shí)現(xiàn)的。另外，成都地鐵監(jiān)理設(shè)計(jì)院每兩周召開一次項(xiàng)目例會(huì)（圖25），由總體院和各工點(diǎn)院參加，也為項(xiàng)目組與外院的技術(shù)交流提供了便利條件。圖25 成都地鐵例會(huì)會(huì)議紀(jì)要確認(rèn)結(jié)論：每月2次的例會(huì)，可以提供與外院技術(shù)交流的機(jī)會(huì)。非要因。通過上述分析，得出：影響樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬周期的要因如圖26。影響樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬周期的主要原因圖26 影響樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬周期的要因分析圖八、制定對(duì)策根據(jù)以上要因確認(rèn)，小組根據(jù)5W1H的原則，進(jìn)一步研究對(duì)策，采取切實(shí)可行的措施，并明確專人負(fù)

35、責(zé)實(shí)施，具體對(duì)策如下表： 表8 對(duì)策實(shí)施表 序號(hào)要因?qū)Σ撸╓hat）目標(biāo)（Why）措施（How）地點(diǎn)（Where）責(zé)任人（Who）完成時(shí)間（When）缺少軟件培訓(xùn)對(duì)軟件使用進(jìn)行集中培訓(xùn)所有設(shè)計(jì)人員應(yīng)該熟練掌握數(shù)值模擬軟件，考核結(jié)果優(yōu)秀率80%。制定培訓(xùn)計(jì)劃表進(jìn)行集中培訓(xùn)，課程結(jié)束后進(jìn)行考核。辦公室時(shí)洪斌唐沛鄧文慶2012.1.161.26模擬軟件不當(dāng)找到最適合樁板結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬軟件軟件應(yīng)能全面分析結(jié)構(gòu)的主要受力狀態(tài)，并能進(jìn)行不同工況受力分析，前后處理方便，且計(jì)算速度較快。軟件綜合評(píng)分15分。從有效性、實(shí)用性、誤差大小、可操作性四個(gè)方面來評(píng)價(jià)基于平面應(yīng)力條件的模擬方法（力矩傳遞法和SM solv

36、er），Ansys和Midas Civil三維求解器方法，確定最優(yōu)模擬軟件。辦公室張貴財(cái)劉婷丁新紅2012.1.182.15限界資料不完整明確樁板結(jié)構(gòu)的限界條件滿足地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，能夠清晰標(biāo)示結(jié)構(gòu)物周邊已有或已規(guī)劃的結(jié)構(gòu)物的限界條件。（1）收集、整理影響路基樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的限界條件。（2）依據(jù)限界條件確定樁板結(jié)構(gòu)的幾何尺寸，確定數(shù)值模擬幾何模型、類別。施工現(xiàn)場辦公室黃微冷長明2012.1.202.20參數(shù)選取方法不當(dāng)對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合參數(shù)選取應(yīng)涵蓋多種組合工況，對(duì)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行比選，對(duì)具體幾何參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合評(píng)分8分。（1）對(duì)比確定樁板結(jié)構(gòu)的基本形式。（2）對(duì)幾何參數(shù)進(jìn)行多因素

37、多水平的正交試驗(yàn)，確定參數(shù)最優(yōu)組合，形成對(duì)比方案。施工現(xiàn)場辦公室劉婷莫萬遠(yuǎn) 2012.2.12.28制表：劉婷 制表時(shí)間：2012.1.15 PAGE 43九、實(shí)施對(duì)策實(shí)施對(duì)策一：對(duì)軟件使用進(jìn)行集中培訓(xùn) 負(fù)責(zé)人：時(shí)洪斌 日期：2012.1.161.26措施：針對(duì)設(shè)計(jì)人員對(duì)Midas Civil軟件使用不熟練的問題，進(jìn)行集中培訓(xùn)，培訓(xùn)主要涉及樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬的如下方面：1. CAD中明確模型的幾何尺寸，邊界條件。2. 定義模型特征值（材料、截面等）3. 建模：先建立節(jié)點(diǎn)后建立單元（復(fù)制、平移、切割等）4. 連接邊界條件：確定模型構(gòu)件間建立連接（一般彈性連接、剛性連接等）5. 支承邊界條件：確定支

38、承類型6. 建立靜力荷載工況（自重、軌道重、收縮徐變、整體升溫、整體降溫、頂板升溫、橫向搖擺力、制動(dòng)力或牽引力、離心力、短軌力或伸縮力）7. 移動(dòng)荷載分析（移動(dòng)荷載規(guī)范-車道-車輛-車輛荷載組-移動(dòng)荷載工況）8. 輸出分析模擬結(jié)構(gòu)圖27 Midas Civil軟件界面對(duì)樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬過程中涉及的軟件功能，有針對(duì)性地制定軟件培訓(xùn)計(jì)劃，如表9所示，并在培訓(xùn)結(jié)束后進(jìn)行總結(jié)與考核。表9 軟件培訓(xùn)計(jì)劃表時(shí)間地點(diǎn)培訓(xùn)內(nèi)容主講人2012.1.18上午路基所329midas Civil有限元分析的基本過程橋梁專業(yè)下午路基所330midas Civil建模功能橋梁專業(yè)1.19上午路基所329邊界條件橋梁專業(yè)下

39、午路基所330荷載與分析控制橋梁專業(yè)1.20上午路基所329結(jié)果與輸出橋梁專業(yè)下午路基所330midas Civil配套軟件介紹橋梁專業(yè)1.21上午路基所329橋梁移動(dòng)荷載分析北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司下午路基所330施工過程分析北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司1.22上午路基所329溫度問題北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司下午路基所330結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司1.23上午路基所329結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司下午路基所330抗震分析北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司1.24上午路基所會(huì)議室總結(jié)與考核北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司制表：時(shí)洪斌 制表時(shí)間：2012.1.17實(shí)施效果：通過對(duì)軟件使用集中培訓(xùn)后，再次對(duì)設(shè)計(jì)

40、人員進(jìn)行考核，評(píng)分結(jié)果如下：表10 集中培訓(xùn)后設(shè)計(jì)人員考核表姓名時(shí)洪斌黃微劉婷張貴財(cái)莫萬遠(yuǎn)冷長明董艷輝張文博得分9585929095939590考核結(jié)果優(yōu)秀良好優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀率87.5%注：不及格（60），及格（6069分），良好（7089分），優(yōu)秀（90100分）制表：時(shí)洪斌 制表時(shí)間：2012.1.24考核結(jié)果表明：所有設(shè)計(jì)人員都能熟練使用Midas Civil軟件進(jìn)行樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬分析，考核結(jié)果優(yōu)秀率為87.5%。小目標(biāo)驗(yàn)證：通過集中培訓(xùn)，軟件使用考核優(yōu)秀率提高到了87.5%，大于80%，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)！ 實(shí)施對(duì)策二: 找到最適合樁板結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬軟件 負(fù)責(zé)人：張貴財(cái) 日期：2

41、012.1.182.15措施：采用三種計(jì)算方法： = 1 * GB3 基于平面應(yīng)力條件的力矩傳遞法（圖28）； = 2 * GB3 基于平面應(yīng)力條件的結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算法（SM solver）（圖29）； = 3 * GB3 基于橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算有限元軟件Ansys或Midas Civil 分析法（圖32）。通過上述三種方法對(duì)比分析相互驗(yàn)證，得出樁板結(jié)構(gòu)內(nèi)力。計(jì)算出樁板結(jié)構(gòu)的內(nèi)力包括：樁基的軸力、彎矩、剪力；頂板的橫向彎矩、縱向彎矩，為樁和頂板的配筋提供依據(jù)。在完成樁板結(jié)構(gòu)內(nèi)力檢算的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步驗(yàn)算，樁基抗壓、抗彎強(qiáng)度，相應(yīng)的樁基配筋；板的抗彎、抗沖切、抗剪強(qiáng)度，相應(yīng)的頂板配筋。計(jì)算結(jié)果顯示前兩

42、種方法計(jì)算的彎矩相差較大，這是因?yàn)镾M solver未考慮結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng)，將整個(gè)空間結(jié)構(gòu)簡化成平面應(yīng)力計(jì)算，尤其是在樁與板的結(jié)合處這種簡化方式將導(dǎo)致樁板分擔(dān)彎矩失真，不易采用；而結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算的過程中按照樁板的面積比進(jìn)行剛度的調(diào)整之后更接近于實(shí)際情況，但是上述兩種方法都無法求解樁板結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng)，所以需要引入Ansys或Midas Civil等三維求解器進(jìn)行求解。采用有限元軟件對(duì)樁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示較接近實(shí)際情況，可以指導(dǎo)實(shí)際工程設(shè)計(jì)?，F(xiàn)將模擬方法按照平面二維和空間三維分述如下：1.基于平面應(yīng)力條件的模擬方法（力矩傳遞法和SM solver）圖28 力矩分配法計(jì)算示意圖圖29 SM Sol

43、ver結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器樁板結(jié)構(gòu)為多自由度超靜定結(jié)構(gòu)，受力分析時(shí)不僅要考慮樁土間的相互作用，還要考慮溫度應(yīng)力以及樁基不均勻沉降等的影響，分析過程較為復(fù)雜。對(duì)樁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)計(jì)算前可以加以簡化，用一個(gè)簡化的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型來代替實(shí)際結(jié)構(gòu)。按等剛度原則，把空間的樁板結(jié)構(gòu)分別按縱向、橫向轉(zhuǎn)化為平面框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，同時(shí)結(jié)構(gòu)自重恒載與列車活載簡化為均布荷載作用在平面桿件上。（1）縱向：對(duì)承臺(tái)板受力、變形以及樁的縱向受力、變形進(jìn)行分析（圖30）；（2）橫向：對(duì)托梁受力、變形以及樁橫向受力、變形進(jìn)行分析（圖31）。圖30 縱斷面計(jì)算簡圖及荷載分布示意圖圖31 橫斷面計(jì)算簡圖及荷載分布示意圖先分析縱向體系，得到承臺(tái)

44、板的內(nèi)力和樁頂?shù)目v向彎矩、縱向力；根據(jù)承臺(tái)板支座處的豎向力，計(jì)算出托梁的荷載，然后分析橫向體系；根據(jù)縱向體系和橫向體系的分析結(jié)果可求得樁頂荷載，對(duì)受力狀態(tài)下的樁基進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。2.Ansys和Midas Civil三維求解器方法圖32 ANSYS和Midas Civil軟件界面采用Ansys或Midas Civil有限元軟件以梁單元建立四跨一聯(lián)樁板結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算模型（圖33），為消除邊界影響，計(jì)算模型為三聯(lián)，選取中間聯(lián)為研究對(duì)象；計(jì)算模型中不考慮地基土對(duì)托梁及承載板的支承作用。采用“m”法計(jì)算樁基礎(chǔ)的等效剛度矩陣，并通過一般彈性支承（模擬基礎(chǔ)彈性）在樁梁固接處施加托梁邊界條件；托梁及承載板采用空

45、間梁單元模擬，樁頭與承載板或托梁連接支點(diǎn)位置采用一般彈性支承，承載板、托梁及樁剛性連接位置采用剛性彈性連接模擬，搭接位置采用一般彈性連接模擬。為考慮地震力影響，模型中添加反應(yīng)譜分析。樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算流程：首先建立樁、托梁、承載板整體三維數(shù)值模型，添加邊界條件及荷載，運(yùn)行有限元分析后得到樁頂縱向力和縱向彎矩，據(jù)此結(jié)合鉆孔灌注樁的容許承載力確定各段樁基長度；然后依據(jù)各段地層情況采用Pile軟件計(jì)算樁基礎(chǔ)的等效剛度矩陣，代替數(shù)值模型中的樁基礎(chǔ)，模型簡化為板梁結(jié)構(gòu)；再計(jì)算樁頭最大軸力、最大彎矩，承載板最大軸力、最大彎矩、最大剪力，依據(jù)容許應(yīng)力法對(duì)樁基和承載板進(jìn)行強(qiáng)度配筋和裂隙檢算；最后進(jìn)行位移和變形分

46、析。圖33 樁-托梁-板結(jié)構(gòu)三維數(shù)值模型實(shí)施效果：從有效性、實(shí)用性、誤差大小、可操作性四個(gè)方面來評(píng)價(jià)基于上述三種方法的四種模擬工具如表11所示。表11 模擬工具分析評(píng)價(jià)表方法名稱性能類別力矩傳遞法SM solverAnsysMidas Civil有效性實(shí)用性誤差大小可操作性綜合得分10101418選定方法否否否是 *備注：5分，3分，1分，根據(jù)綜合得分來選定方案。制表：張貴財(cái) 制表時(shí)間：2012.1.20通過對(duì)四種模擬分析工具進(jìn)行評(píng)價(jià)，Midas Civil的綜合得分最高為18分，Ansys為14分，力矩傳遞法和SM solver都為10分。小目標(biāo)驗(yàn)證：通過不同軟件的對(duì)比分析，進(jìn)行綜合評(píng)分，結(jié)

47、果只有Midas Civil的綜合得分（18分）15分，所以優(yōu)選Midas Civil為數(shù)值模擬軟件。目標(biāo)實(shí)現(xiàn)！ 實(shí)施對(duì)策三: 明確樁板結(jié)構(gòu)的限界條件 負(fù)責(zé)人：黃微 日期：2012.1.202.20措施：（1）收集、整理影響路基樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的限界條件。樁板結(jié)構(gòu)的幾何模型除滿足鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求外，還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況滿足各種限界要求。如圖3437各專業(yè)限界要求主要以聯(lián)系單和會(huì)議紀(jì)要形式提供，限界資料整理如下：圖34 漏纜護(hù)墩基礎(chǔ)限界資料圖35 接觸網(wǎng)基礎(chǔ)限界資料圖36 疏散平臺(tái)基礎(chǔ)限界資料圖37 一期工程基礎(chǔ)限界資料（2）依據(jù)限界條件確定樁板結(jié)構(gòu)的幾何尺寸，確定數(shù)值模擬幾何模型、類別。根據(jù)一

48、期邊坡情況、漏纜護(hù)墩和接觸網(wǎng)限界資料，樁板結(jié)構(gòu)外側(cè)半寬確定為2.1m。另據(jù)內(nèi)側(cè)一期結(jié)構(gòu)物和疏散平臺(tái)限界要求，樁板結(jié)構(gòu)ZDK44+400+424，YDK44+350+374段內(nèi)側(cè)半寬確定為2.1m，不設(shè)置疏散平臺(tái)，為異形板；其余段落內(nèi)側(cè)半寬為2.6m，為標(biāo)準(zhǔn)板。樁板結(jié)構(gòu)橫斷面如圖38所示。圖38 路基斷面圖實(shí)施效果：將各專業(yè)對(duì)路基樁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的限界要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，繪制路基結(jié)構(gòu)斷面圖，確定路基面寬度，承臺(tái)板寬度，最終確定了樁板結(jié)構(gòu)整體邊界尺寸，異形板位置。結(jié)構(gòu)限界分析評(píng)價(jià)如表12所示，樁板結(jié)構(gòu)邊界尺寸考慮了各種限界條件，并滿足地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。表12 結(jié)構(gòu)限界分析評(píng)價(jià)表限界條件規(guī)范要求漏纜護(hù)

49、墩基礎(chǔ)限界接觸網(wǎng)基礎(chǔ)限界疏散平臺(tái)基礎(chǔ)限界一期工程基礎(chǔ)限界地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)制表：黃微 制表時(shí)間：2012.2.20小目標(biāo)驗(yàn)證：通過搜集整理各專業(yè)和現(xiàn)場限界條件，確定了樁板結(jié)構(gòu)整體邊界，并滿足地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。目標(biāo)實(shí)現(xiàn)！ 實(shí)施對(duì)策四: 對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合 負(fù)責(zé)人：劉婷 日期：2012.2.12.28措施：1. 確定結(jié)構(gòu)形式（1）樁基依據(jù)鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，鉆孔灌注樁的中心距不應(yīng)小于2倍成孔樁徑；承載板邊緣至最外一排樁的凈距，當(dāng)設(shè)計(jì)樁徑d1m時(shí)，不得小于0.3d，且不得小于0.5m。綜合考慮，樁基沿線路中心對(duì)稱雙排布置方式不滿足要求，宜采用沿線路中心單排布置，間距67m。（2）托梁獨(dú)立墩柱式（

50、圖39-a）：無托梁，樁基與承載板直接相連接，承載板直接固接于樁上。托梁式（圖39-b）：中支點(diǎn)處樁基鋼筋穿過托梁錨固于承載板中，使得樁基、托梁及承載板在樁基位置處三者固接；邊支點(diǎn)處樁基與托梁固接，板梁間搭接。復(fù)合式（圖39-c）：中跨采用獨(dú)立墩柱式，邊跨為托梁式。三種構(gòu)造形式的樁板結(jié)構(gòu)具有共性又各有其特點(diǎn)，其中，獨(dú)立墩柱式板體為雙向板，視支撐情況可以任意方向共同受力，邊支點(diǎn)處宜設(shè)計(jì)成懸臂，長期活載作用下在邊支點(diǎn)懸臂處易產(chǎn)生較大折角，對(duì)鋼軌受力不利，并影響行車平順性；由于托梁的存在，托梁式和復(fù)合式樁板結(jié)構(gòu)極大簡化了承載板受力，降低了樁基與承載板連接處的應(yīng)力集中，另外由于托梁的橫向連接作用，也增

51、強(qiáng)了樁板結(jié)構(gòu)的橫向剛度與抵抗不均勻沉降的能力。綜合分析，復(fù)合式樁板結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，受力明確，運(yùn)營性能好。 （a）獨(dú)立墩柱式 （b）托梁式（c）復(fù)合式圖39 樁板結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)形式（3）承載板連續(xù)式：連續(xù)式承載板的構(gòu)造措施中不設(shè)置溫度縫和沉降縫，一聯(lián)結(jié)構(gòu)的跨數(shù)可超過100跨，長度超過千米（圖40）。分聯(lián)式：分聯(lián)式承載板結(jié)構(gòu)一聯(lián)36跨，聯(lián)與聯(lián)之間設(shè)構(gòu)造縫，減少溫度變化和樁基不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)的影響（圖41）。 圖40 連續(xù)式樁板結(jié)構(gòu) 圖41 分聯(lián)式樁板結(jié)構(gòu)樁板結(jié)構(gòu)最終結(jié)構(gòu)形式如表13所示，確定單排分聯(lián)復(fù)合式樁板結(jié)構(gòu)為優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式。表13 樁板結(jié)構(gòu)形式確認(rèn)表項(xiàng)目方案方案分析結(jié)論結(jié)構(gòu)形式樁基布置1.雙排布置

52、（線路中心對(duì)稱）（矩形布置，三角形布置）2.單排布置（沿線路中心）托梁布置1.獨(dú)立墩柱式樁基與承載板直接相連接，承載板直接固接于樁上。2.托梁式中支點(diǎn)處樁基鋼筋穿過托梁錨固于承載板中，使得樁基、托梁及承載板在樁基位置處三者固接；邊支點(diǎn)處樁基與托梁固接，板梁間搭接。3.復(fù)合式中跨采用獨(dú)立墩柱式，邊跨為托梁式。承載板布置1.連續(xù)式（不設(shè)置溫度縫和沉降縫）2.分聯(lián)式（一聯(lián)36跨，聯(lián)與聯(lián)之間設(shè)構(gòu)造縫，減少溫度變化和樁基不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)的影響）制表：張文博 制表時(shí)間：2012.2.52.幾何參數(shù)優(yōu)化對(duì)承臺(tái)板跨度L、承臺(tái)板高度H和托梁高度h進(jìn)行正交試驗(yàn)尺寸優(yōu)化，構(gòu)建三水平三因素正交試驗(yàn)表。 采用技術(shù)指標(biāo)（

53、承載板最大正彎矩、負(fù)彎矩，托梁最大正彎矩、負(fù)彎矩）和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（混凝土、鋼筋用量、總造價(jià)）作為目標(biāo)函數(shù)。正交試驗(yàn)表如表14：表14 正交實(shí)驗(yàn)表因素LHh水平160.61.0280.81.23101.01.5計(jì)算方案111121223133421252236231731383219332制表：張文博 制表時(shí)間：2012.2.10實(shí)施效果：如表15所示，對(duì)9個(gè)計(jì)算方案分別建模分析對(duì)比目標(biāo)函數(shù)并評(píng)分，確定計(jì)算方案3技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性綜合得分最高為10分，為最優(yōu)方案。最終承臺(tái)板跨度L=6m、承臺(tái)板高度H=1.0m和托梁高度h=1.5m。優(yōu)化后的幾何參數(shù)如圖42所示。表15 正交試驗(yàn)方案分析評(píng)價(jià)表計(jì)算方案目標(biāo)

54、函數(shù)123456789技術(shù)性經(jīng)濟(jì)性綜合得分6810686648選定方法否否是否否否否否否*備注：5分，3分，1分，根據(jù)綜合得分來選定方案。制表：張文博 制表時(shí)間：2012.2.12a. A-A剖面b. B-B剖面c. C-C剖面 d. D-D剖面 圖42 樁板結(jié)構(gòu)幾何模型（單位：m）小目標(biāo)驗(yàn)證：通過正交試驗(yàn)方法對(duì)復(fù)合式樁板結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，所選參數(shù)達(dá)到了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)最優(yōu)，綜合得分為10分8分。目標(biāo)實(shí)現(xiàn)！ 十、效果檢查1. 活動(dòng)后的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)情況對(duì)影響樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬周期的要因進(jìn)行了對(duì)策實(shí)施后，在此基礎(chǔ)上2012年3月3日開始了樁板結(jié)構(gòu)的施工圖設(shè)計(jì)，實(shí)際2012年6月25日完成了樁板結(jié)構(gòu)施工圖各階段設(shè)計(jì)工作，共計(jì)115天。詳細(xì)各階段周期統(tǒng)計(jì)如表