XXXX高速铁路XXXX#墩桩基础加固计算书20160723

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。XXXX高速铁路XXXX#墩桩基础加固计算书20160723XXXX高速铁路XXXX#墩桩基础加固计算书20160723XXXXXXX铁路XXX#墩桩基础加固计算书XXXXXXXXX项目部2016年7月2目 录1、工程概况11.1、采用的主要规范及资料11.2、主要技术标准12、加固方案23、荷载分配系数24、荷载35、桩基础检算46、承台检算77、结论8101、工程概况XXXXXXX最高运行速度350km/h，环境类别为碳化环境，作用等级为T2，梁体结构设计使用寿命为100年#XXX墩里程XXXX，墩

2、高为10m，承台尺寸10.4*7m，其下10根桩，桩径1m，桩长15m。由于测量出现失误，#390桩基础整体向小里程方向偏移1m，造成左右两跨径不符合设计要求（32+32m变为31+33m），故采取按原设计位浇筑桥墩，同时加宽承台2.5m，下方补建2根桩，详见加固图纸。1.1、采用的主要规范及资料（1）高速铁路设计规范TB10621-2014（2）铁路桥涵工程施工安全技术规程TB10303-2009（3）铁路混凝土结构耐久性设计规范TB10005-2011（4）铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10415-2003（5）铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424-2010（6）铁路混凝土工程施

3、工技术指南铁建设（2010）241号（7）高速铁路桥涵工程施工技术规程Q/CR9603-2015（8）本线路相关图纸1.2、主要技术标准1.线路级别：高速铁路，双线，设计速度目标值350 km/h，线间距 5.0m。2.轨道标准：铺设无缝线路，钢轨60 kg/m。3.轨道类型及轨道高度：本桥采用CRTS型板式无砟轨道。4.地震基本烈度：8；5.地震动峰值加速度：0.2g；2、加固方案原承台尺寸10.4×7.0×2.5m，下设10根桩基础，单根长15m，由于测量失误，下方10根桩均偏离设计位1.0m，为保证该基础的安全，拟在线路方向新建2根桩，新建桩与旧桩尺寸布筋一致，将承台

4、宽度由7m扩大至9.5m，加固方案如下图：图1 加固方案布置图3、荷载分配系数原设计图纸中，由桥墩传递的荷载位于承台中央，由于原先10根桩向左偏离设计位1.0m，而桥墩及二级承台仍按设计图纸浇筑，新建2根桩基础及扩大承台后，荷载位置左右不对称，未处于承台中央位置，详见下图：图2 方案布置图为保证基础的安全性，需加固后各墩分配的轴力小于设计图布置形式下各墩分配的轴力。在承台中央施加F=1的单位力，计算原设计图下各桩基的受力，即荷载分配系数，再计算加固后各墩的荷载分配系数，相互比较可验算基础的安全性。4、荷载32m跨径梁，一跨316.1m3，重316.1×26=8218.6 KN；二期恒

5、载按施工图纸取140 KN/m，二期恒载为140×32=4480 KN桥墩高10m，体积139m3，139×26=3614 KN；依照高速铁路设计规范TB 10621-2014中要求，高速铁路列车设计活载应采用ZK活载。图3 ZK标准活载图示故活载为：4×200+25.6×64=2438.4 KN承台所受上部总荷载为1.2×（8218+4480+3614）+1.4×2438=22988 KN（承台及桩基自重由Midas自动计算）。5、桩基础检算有限元仿真采用Midas Civil软件进行模拟，由于承台尺寸为10.4×7.0&

6、#215;2.5m，无论是板壳单元还是梁单元，均无法准确模拟出实际中的荷载分配，故整个模型采用实体单元。原设计图模型共46299个节点，42480个实体单元；加固后模型共58619个节点，53800个实体单元。设计图模型 加固后模型图4 有限元仿真模型在承台顶施加F=1的单位力后，经有限元计算，各墩的荷载分配系数如下：设计图模型 加固后模型图5 荷载分配系数在承台顶施加F=22988KN荷载，Midas自动计算自重，各墩的荷载分配如下：设计模型 加固后模型图6 荷载分配值为方便数据对比，对各桩进行编号，如下图：.图7 桩基础编号图根据Midas计算的结果，结果如下表：表1 各墩分配荷载系数桩号

7、1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#设计分配系数0.0880.1100.1100.0880.1050.1050.0880.1100.1100.088加固后分配系数0.0670.0810.0810.0670.0880.0880.0810.1000.1000.0810.0840.084荷载降低百分比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：若不考虑承台加宽部分混凝土重量，只按荷载分配系数验算，原1#-10#桩加固后各桩分配系数均小于原设计分配系数，1#-6#分配荷载降幅较大，达16%-26%，7#

8、-10#桩降幅约8%，满足要求；新建11#、12#桩分配系数不是最大，故新建11#、12#也满足承载力要求；表2 各墩分配荷载值桩号1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#设计分配荷载(KN)2791.23299.03299.02791.23186.13186.12791.23299.03299.02791.2加固后分配荷载(KN)2264.92606.62606.62264.92844.32844.32738.63178.03178.02738.62880.22880.2荷载降低百分比18.9 %21.0 %21.0 %18.9 %10.7 %10.7 %1.9 %3.7 %3

9、.7 %1.9 %考虑加宽承台重量影响，按实际分配荷载验算，原1#-10#桩中，1#-6#桩分配的荷载降低了10%-21%，7#、8#、9#、10#桩基础与设计分配荷相差无几，满足要求；新建11#、12#桩分配荷载不是最大受力桩，故新建11#、12#桩也满足承载力要求；6、承台检算承台梁中心线偏移且承台加宽，承台受力位置发生了很大变化，故需对其进行检算，由于原设计与加固后承台的冲剪切破坏位置以及剪力未发生变化，故不再检算，检算内容为承台的受弯检算。二级承台作用于一级承台上，对其施加面均布荷载，承台受弯危险部位如下图（红色框位置）：（a）设计图 （b）加固后设计图图8 承台受弯检算部位由上图可看

10、出，桥墩中线向右偏移，但对竖向受弯危险区域荷载不变，横向受弯危险区域荷载反而变小，因此，认为加固后承台底部所受弯矩会变小，应力值降低，即配筋不变的情况下，承台也满足抗弯要求。通过有限元计算，也可验证上述结论，取承台最底部一层实体单元，读取单元应力值，设计模型承台底应力值为4.87Mpa，加固后模型承台底应力值为4.69Mpa（有限元模型中未考虑配筋，且忽略土对承台的支撑作用，故计算出承台底拉应力达到了4.87Mpa，但这里仅做原设计与加固后承台底的拉应力大小对比，以验证安全性），如下图：图9设计模型承台底应力图10加固后模型承台底应力从上表看出，加固后承台底应力值稍小于原设计承台应力值，数值相差不大，这也印证了前边分析的“加固后承台底部所受弯矩会变小，应力值降低”这一结论。7、结论该承台加固后，桩数由10根增加为12根，其总承载力得到提高。经计算，由桥墩中心线偏心引起的荷载重分配以及加宽承台引起的荷载增加，对桩基