防撞墩設(shè)計計算書

1、京杭運河特大橋防撞墩及助航設(shè)施施工圖設(shè)計計浙江交通勘察設(shè)計有限公司2010年1月京杭運河特大橋防撞墩及助航設(shè)施施工圖設(shè)計證書等級：工程設(shè)計甲級發(fā)證機關(guān)：中華人民共和國建設(shè)部證書編號：121186 Sj計算:復(fù)核：審核：浙江交通勘察設(shè)計有限公司2010年1月、工程背景京杭運河特大橋為寧杭高速鐵路浙江段中重要橋梁。京杭運河特大橋主橋為(84+152+84 )m雙薄壁連續(xù)剛構(gòu)橋，橋址位于京杭運 河崇賢港區(qū)附近，即杭州繞城高速公路京杭運河大橋北側(cè)約1公里處。由于受杭州市城市規(guī)劃所限，橋軸線與航道夾角35 °，雙薄壁墩置于河道內(nèi)，容易受到過往船只的碰撞，給鐵路正常運營帶來隱患。受寧杭高鐵有限公

2、司的委托，我公司對京杭運河特大橋主墩防撞 設(shè)施及助航設(shè)施進行設(shè)計。二、采用規(guī)范及設(shè)計依據(jù)2.1設(shè)計依據(jù)1、 京杭鐵路跨京杭運河防撞墩設(shè)施和導(dǎo)航助航設(shè)施設(shè)計合同 編號：2009-gl-24 ；2、寧杭鐵路(浙江段)京杭運河特大橋通航凈空尺度和技術(shù)要 求論證報告浙江省交通規(guī)劃設(shè)計研究院 2009年4月編制；3、關(guān)于寧杭鐵路（浙江段）京杭運河特大橋通航凈空尺度和技術(shù)要求論證報告的審查意見浙港航函【2008 74號文件；4、京杭運河特大橋防撞和助導(dǎo)航設(shè)施方案專家審查意見。2.2技術(shù)規(guī)范1、鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范TB10002.1-20052、 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范JTG D63-20073、公路橋

3、涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-20044、 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTGD62-2004三、計算程序本次計算采用橋梁博士 3.03分析軟件對局部沖刷線處樁的作用 效應(yīng)進行建模計算。四、防撞墩主體結(jié)構(gòu)設(shè)計要點防撞墩主體結(jié)構(gòu)采用群樁基礎(chǔ)加防撞承臺的形式。4.1設(shè)計原則1、遵照國家現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范和標準；2、在滿足防撞設(shè)施結(jié)構(gòu)安全的前提下，優(yōu)化防撞設(shè)施的尺寸，使其滿足皿級航道通行的要求，并對航運的影響最小化，使前期投入 和后期維護效益最大化。3、以沖刷線下樁基的最大彎矩為控制指標，確定樁基直徑及配 筋的數(shù)量，根據(jù)地質(zhì)情況及樁基承載力確定樁長。4、 此水域最高通航水位3.46m，最低通

4、航水位0.6m （85國家 高程）。5、京杭運河規(guī)劃為三級航道，選用1000t級機動駁船作為通航 的代表船型。6、承臺混凝土強度等級為 C30，承臺頂面高程控制為3.66m。4.2設(shè)計參數(shù)1、混凝土容重取26KN/m 3;'；-3 -2、撞擊點參見461圖示位置，撞擊角度按鐵路橋涵設(shè)計 基本規(guī)范推薦值a =20 °選用；3、沖刷下位置按河床面下2m選取。4.3計算船舶撞擊力F根據(jù)鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范撞擊力的計算方法及寧杭鐵路 京杭運河特大橋通航凈空尺度和技術(shù)要求論證報告 對代表性船只航 行速度的規(guī)定（10km/h ）。計算得船撞橋的撞擊力F動能折減系數(shù)，正撞取0.3，斜撞取0

5、.2 ；v 船舶撞擊時速率，10Km/h ；a 取 20 ° ；w 船只重；ci C2 船及墩臺變形系數(shù)，按規(guī)范選取計算得：1、 迎撞面處，船舶正面撞擊防撞設(shè)施時撞擊力F 1540KN ；2、 迎撞面處，船舶側(cè)面撞擊防撞設(shè)施時撞擊力F 1027KN ;4.4樁的計算寬度bid 1.0m 時，bi kkf(d 1)k b2S 平行于水平作用方向的樁間相互影響系數(shù)；0.6 h1b2 與平行水平力作用方向的一排樁的樁數(shù)n有關(guān)的系數(shù)；L1 平行于水平力作用方向的樁凈間距；h1 局部沖刷線以下樁的計算深度，本案取 3 (d 1) 6.6m ；kf樁形狀換算系數(shù)，本案取0.9，計算得b 1.54

6、8 m4.5樁基中樁變形系數(shù)am非巖石地基水平向抗力系數(shù)的比例系數(shù),El 0.8EJ 樁的抗彎剛度,Ec 樁的抗壓彈性模量，計算得a 0.2895942/ m判斷本工程樁基屬于彈性樁。4.6局部沖刷線處樁的作用效應(yīng) M。、Ho正面撞擊正面撞擊時，按三排，8根樁計算，第一排樁由23號樁組成， 第二排樁由1、4號樁組成，第三排樁由58號樁組成。計算得：沖刷線處的單樁彎矩、水平力M。、Ho分別為，205. 4KN。沖刷線下3m處彎矩最大，為，樁底彎矩零點位于沖刷線下22m。確定樁長為24.56m。<0刖遲I廠.1益；廠.樁基布置圖462側(cè)面撞擊側(cè)面撞擊時，設(shè)24 , 78號樁共5根樁受力，4號樁為第一 排樁，3、8號樁為第二排樁，2、7號樁為第三排樁。計算得：沖刷線處的單樁彎矩、水平力M。、Ho分別為602.4KN.m ，211.0KN沖刷線下4m處彎矩最大，為1064KN.M，樁底彎矩零點位于 沖刷線下20m。確定樁長為23.56m。4.7確定樁基相關(guān)參數(shù)根據(jù)4.6節(jié)計算所得局部沖刷線處樁的作用效應(yīng) M 0、Ho，確定設(shè) 計參數(shù)如下：1、 承臺按設(shè)計水位及構(gòu)造要求確定其厚度為3.0m （承臺頂高 于最咼通航水位 0.2m）；承臺頂標咼 3.66m，樁頂標咼為 0.66m。2、 樁基樁徑為1.2m ,樁長按正面撞擊時最不利效應(yīng)選取，