武廣客運(yùn)專(zhuān)線八公分特大橋跨谷孔畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 .PAGE83 / NUMPAGES95畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：武廣客運(yùn)專(zhuān)線八公分特大橋跨谷孔設(shè)計(jì) 題目類(lèi)型1 題目來(lái)源2畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）時(shí)間從 2008.2.25 至 2008.6.13 1畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）容要求：(1) 設(shè)計(jì)容 1) 擬定橋式方案,并對(duì)方案加以論述； 2) 跨谷孔橋墩與巖溶樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 3) 臺(tái)橋臺(tái)與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 4) 橋墩或基礎(chǔ)設(shè)計(jì)程序編制； 5) 巖溶樁基礎(chǔ)方案優(yōu)化； 6) 提出巖溶樁基礎(chǔ)施工方案和施工注意事項(xiàng)。(2) 提交的設(shè)計(jì)文件 1) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(附外文提要、文件目錄、參考資料)； 2) 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)(附電算程序)； 3) 設(shè)計(jì)圖紙(附工

2、程數(shù)量)： 全橋布置圖； 橋墩與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖； 橋臺(tái)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖；(3) 設(shè)計(jì)資料 1) 橋址概況 八公分特大橋位于省市高亭司，其中有機(jī)耕路與混凝土路面的村道連通省道，交通較為方便，該橋跨越一水溝，寬約58m，深13m，水深0.51.0m。 2) 線路資料 本橋位于直線、坡道上，雙線線間距5.0m，按國(guó)家客運(yùn)專(zhuān)線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，坡道坡率G6.8，在DK1825+000處的標(biāo)高為174.082m。 3) 水文資料 谷間小河，水量大，隨季節(jié)變化。 4) 氣象資料 設(shè)計(jì)風(fēng)速：45m/s。 5) 地質(zhì)與河床斷面資料河床斷面與地質(zhì)剖面圖見(jiàn)附圖。巖土物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)下表。 地層代號(hào)巖 土層 號(hào)巖土名稱(chēng)巖土狀態(tài)巖土力

3、學(xué)參數(shù)的建議取值C飽和抗壓強(qiáng)度基 本承載力(kPa)( )（MPa)(kPa)Q4pl+dl（1）2粉質(zhì)黏土硬塑-150（1）3粉質(zhì)黏土軟塑36.6610.87-80（1）4角礫土松散-180Q4el+dl（1）5粉質(zhì)黏土硬塑59.0716.6-180C2+3（2）1灰?guī)r弱風(fēng)化-34.841000場(chǎng)地不良地質(zhì)、特殊地質(zhì)評(píng)價(jià) 本場(chǎng)區(qū)屬淺覆蓋型巖溶區(qū)，灰?guī)r埋深018.2m，巖面位置兩側(cè)橋臺(tái)略低，谷地略高，鉆探揭露溶洞埋深2.5026.4m，頂板標(biāo)高142.71165.02m，洞高0.2017.8m，大小各異，局部呈串珠狀發(fā)育，根據(jù)鉆探分析，場(chǎng)區(qū)巖溶形態(tài)主要表現(xiàn)為充填、半充填或未充填的溶洞，充填物主

4、要為軟、流塑狀粉質(zhì)黏土、黏土，含少量灰?guī)r碎塊或砂類(lèi)土，多數(shù)為無(wú)充填溶洞。 橋地區(qū)基巖面起伏較大，部份溶洞頂板薄，由于地下水活動(dòng)攜帶覆蓋土流失形成土洞，如加上外力誘發(fā)，易引起地面塌陷。 6）水文地質(zhì) 地下水的主要有松散巖類(lèi)孔隙水和碳酸鹽巖類(lèi)巖溶水，根據(jù)地下水樣的分析結(jié)果，地下水屬HCO3Ca2+型水，根據(jù)鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)（TB102101-2001 J118-2001）的侵蝕性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)判斷：地下水與地表水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。 8) 建筑材料 砂、石料附近有產(chǎn)地； 水泥、鋼材和木料等，可根據(jù)需要供應(yīng)。 9) 其它 地震：該地區(qū)為輕微震區(qū)。地震基本烈度為六度。 機(jī)具設(shè)備：擁有直徑0.8m、

5、1.0m、1.25m、1.5m等各類(lèi)沖擊、旋轉(zhuǎn)造孔機(jī)具，和直徑1.25m以上的沖抓鉆機(jī)、震動(dòng)沉樁設(shè)備，以與空壓機(jī)、空氣吸泥機(jī)和其它常用施工機(jī)具等。 交通與電力供應(yīng)：兩橋址公路、鐵路交通方便，電力供應(yīng)充足。1題目類(lèi)型： = 1 * GB3 理論研究 = 2 * GB3 實(shí)驗(yàn)研究 = 3 * GB3 工程設(shè)計(jì) = 4 * GB3 工程技術(shù)研究 = 5 * GB3 軟件開(kāi)發(fā)2題目來(lái)源： = 1 * GB3 教師科研題 = 2 * GB3 生產(chǎn)實(shí)際題 = 3 * GB3 模擬或虛構(gòu)題 = 4 * GB3 學(xué)生自選題2主要參考資料客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)碴軌道鐵路設(shè)計(jì)指南（報(bào)批稿）.2005,7. 鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)

6、(TB10002.1-2005). 鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)(TB10002.5-2005). 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)(TB10002.3-2005). 客運(yùn)專(zhuān)線橋梁設(shè)計(jì)組設(shè)計(jì)參考補(bǔ)充資料. 鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)地基基礎(chǔ), :中國(guó)鐵道. 王承禮,徐名樞.鐵路橋梁.:中國(guó)鐵道,1990年. 胡人禮.橋梁樁基設(shè)計(jì).:中國(guó)鐵道,1976年. 黃中策.鐵路橋梁鉆(挖)孔灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工. 1986年. 何廣漢等. 鐵路鋼筋混凝土橋(上、下冊(cè)).:中國(guó)鐵道,1981. 客運(yùn)專(zhuān)線設(shè)計(jì)圖集. 橋臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)圖. 橋墩標(biāo)準(zhǔn)圖. 鐵道部鐵道工程預(yù)算定額第一、八冊(cè). 中國(guó)鐵道. LANK.LEE

7、/WWEKS. Geotechnical Engineering,1983. Joesph E.Bowles. Foundation Analysis and Design,1985. 中南大學(xué). 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作手冊(cè). 2007.3. 鐵道第四勘測(cè). 軟土地基路橋設(shè)計(jì)參數(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目橋梁試驗(yàn)實(shí)施細(xì)則. . 2003.3 中南大學(xué)鐵道學(xué)院. 軟土地基路橋設(shè)計(jì)參數(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目既有鐵路橋墩樁基礎(chǔ)基頂動(dòng)力測(cè)試研究報(bào)告. 2003.3. 麗敏,何群. 群樁基礎(chǔ)力與變位計(jì)算分析.1999.6 克釧,羅書(shū)學(xué). 基礎(chǔ)工程. :中國(guó)鐵道,2000.12. 樁基工程手冊(cè)編寫(xiě)委員會(huì). 樁基工程手冊(cè). :出社. 199

8、5.9.3畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排階段階 段 容起止時(shí)間橋式方案擬定(1.0周)收集資料、文獻(xiàn)閱讀2.253.01橋式方案擬定手算階段(4.0周)外文翻譯3.023.05橋墩與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算3.063.22橋臺(tái)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算3.233.29電算階段(3.0周)橋墩或基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算程序編制3.304.12程序調(diào)試與驗(yàn)證4.134.19方案比選階段(1.0周)方案比選與推薦4.204.26實(shí)習(xí)階段(3.0周)畢業(yè)實(shí)習(xí)4.275.17綜合提高階段(4.0周)文整、繪圖5.186.07交流、提高、答辯6.086.14注：設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)隨設(shè)計(jì)進(jìn)程整理；畢業(yè)實(shí)習(xí)的具體實(shí)習(xí)時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系情況可進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。指導(dǎo)老

9、師（簽名） 時(shí)間：教研室（所）主任（簽名） 時(shí)間：主管院長(zhǎng)（簽名） 時(shí)間：畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)1 前言畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃中最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程師基本訓(xùn)練的最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。每個(gè)學(xué)生都必須以嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度，充分發(fā)揮創(chuàng)意性，獨(dú)立地進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的1.鞏固學(xué)生幾年來(lái)所學(xué)的主要基礎(chǔ)理論的專(zhuān)業(yè)知識(shí)；2.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力；3.樹(shù)立學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想、政策觀點(diǎn)，發(fā)揮理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)，增強(qiáng)工作責(zé)任感；4.培養(yǎng)學(xué)生閱讀和使用工具書(shū)、參考書(shū)的能力；5.初步熟悉有關(guān)的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)；6.充分運(yùn)算、繪圖與文字表達(dá)能力。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)1.首先要明確

10、設(shè)計(jì)任務(wù)，在熟悉原始資料、已有條件和具體要求之后，擬出詳細(xì)的設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃；2.根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)和下發(fā)的客運(yùn)專(zhuān)線鐵路橋梁設(shè)計(jì)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)注意其設(shè)計(jì)說(shuō)明，了解其設(shè)計(jì)原則與意圖，以便正確選用；3.按照任務(wù)書(shū)給定的條件，考慮設(shè)計(jì)中的技術(shù)問(wèn)題，并提出技術(shù)措施。4.設(shè)計(jì)文件應(yīng)采用一般慣用的形式和規(guī)格；5.提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)符合中南大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作手冊(cè)要求；6.設(shè)計(jì)時(shí)，在參照其它文件和資料時(shí)，應(yīng)采用分析吸取的態(tài)度，不要盲目抄襲；7.應(yīng)抓緊時(shí)間，按時(shí)、按質(zhì)、獨(dú)立完成。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)步驟和方法學(xué)生在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，必須認(rèn)真地研究任務(wù)書(shū)與指標(biāo)書(shū)，明確自己所做設(shè)計(jì)的容、要求和步驟； 1.閱讀有

11、關(guān)文獻(xiàn)和參考資料，了解目前武廣客運(yùn)專(zhuān)線的主要結(jié)構(gòu)型式、主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征、使用條件和設(shè)計(jì)計(jì)算理論，為設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備；2.根據(jù)已有的資料和要求，擬定橋式方案，并附主要的圖、文說(shuō)明之；進(jìn)行臺(tái)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，并附主要的圖、文說(shuō)明之；3.文整、繪圖；4.交流提高；5.準(zhǔn)備答辯提綱和評(píng)、閱卷；6.答辯。2 擬定橋式方案一、橋位和橋式方案的擬定容包括：1.確定橋位（里程）；2.確定橋長(zhǎng)（起止里程）和高度（標(biāo)高），并分跨；除了注意滿足水文計(jì)算要求以外，還應(yīng)考慮地形地貌和施工條件、將來(lái)河道的通航以與與兩岸公路交通的立體交叉要求等。3.選擇經(jīng)濟(jì)合理的橋跨類(lèi)型；4.選擇橋墩和基礎(chǔ)的類(lèi)型與施工方案；5.選擇橋

12、臺(tái)和基礎(chǔ)的類(lèi)型與施工方案；6.軟弱地基加固處理的意見(jiàn)。二、方案比較與推薦1.進(jìn)行橋式方案布置（采用標(biāo)準(zhǔn)梁）；2.提交橋式方案布置圖；3.進(jìn)行橋式方案比選。三、按標(biāo)準(zhǔn)方案進(jìn)行施工設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，同學(xué)擬出的方案可由指導(dǎo)教師審查，并按教師建議的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。3 墩、臺(tái)與其基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算一、橋墩與其基礎(chǔ)尺寸的擬定二、橋臺(tái)與其基礎(chǔ)尺寸的擬定三、支座類(lèi)型與其布置；四、橋墩的計(jì)算1.荷載計(jì)算；2.墩身截面的偏心檢算3.墩身截面的壓應(yīng)力檢算；4.墩身縱向彎曲穩(wěn)定性檢算5.橋墩本身的彈性變形計(jì)算（用于檢算墩頂水平位移）。五、橋臺(tái)的計(jì)算1.荷載計(jì)算2.臺(tái)身截面的強(qiáng)度和偏心檢算；3.臺(tái)頂水平位移檢算；必要時(shí)，

13、進(jìn)行其它有關(guān)容檢算。六、墩、臺(tái)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.鉆孔灌注樁基礎(chǔ) 基樁的力和變位計(jì)算（用“m”法） 單樁軸向承載力檢算； 單樁配筋與其計(jì)算； 基樁裂縫寬度的檢算 群樁基礎(chǔ)承載力檢算 墩頂水平位移檢算必要時(shí)，進(jìn)行樁側(cè)土的橫向抗力、樁基沉降和軟弱下臥層檢算。2.管柱基礎(chǔ) 管柱基礎(chǔ)的力和變位計(jì)算（用“m”法） 單樁軸向承載力檢算； 管柱鉆巖深度的計(jì)算； 管柱截面強(qiáng)度計(jì)算 ：按穩(wěn)定性檢算 按材料強(qiáng)度檢算 裂縫計(jì)算 柱群基礎(chǔ)的承載力檢算 墩頂水平位移檢算 管柱在起吊時(shí)的受力計(jì)算； 管柱在震動(dòng)下沉?xí)r的受力計(jì)算 ：振動(dòng)荷載計(jì)算 管壁強(qiáng)度與抗裂性計(jì)算 管柱截面變形計(jì)算 吸泥下沉?xí)r，管柱的受力計(jì)算（管壁強(qiáng)度計(jì)算）

14、；必要時(shí)，進(jìn)行其它最不利受力檢算。3.承臺(tái)座板強(qiáng)度檢算 單根樁、柱對(duì)承臺(tái)的直接剪力檢算； 懸臂段樁、柱對(duì)承臺(tái)的主拉應(yīng)力檢算； 承臺(tái)受彎強(qiáng)度檢算。4.淺基礎(chǔ) 地基承載力檢算； 地基承載力計(jì)算； 基底偏心檢算； 基礎(chǔ)傾覆和滑動(dòng)穩(wěn)定檢算；4 橋墩或基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)一、編制橋墩或基礎(chǔ)的計(jì)算程序；二、核對(duì)電算、手動(dòng)結(jié)果，確保所編程序的正確性；三、利用所編程序，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。5 巖溶樁基工作性狀研究每個(gè)同學(xué)根據(jù)自己的興趣特長(zhǎng)，選做以下容，也可自己擬定相關(guān)容，報(bào)請(qǐng)知道老師批準(zhǔn)。溶洞大小、分布形式、空間位置對(duì)基樁和樁基工作性狀的影響。溶洞大小、填充情況對(duì)基樁穩(wěn)定性的影響。不同施工方案（如全套管施工和拋填片石

15、）的對(duì)比分析。巖溶注漿的可行性分析。6 設(shè)計(jì)文件的編制畢業(yè)設(shè)計(jì)文件包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)和設(shè)計(jì)圖。一、說(shuō)明書(shū)容包括對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的簡(jiǎn)要說(shuō)明，引用資料和設(shè)計(jì)方法的必要說(shuō)明和理論分析，隨著設(shè)計(jì)過(guò)程，應(yīng)陸續(xù)寫(xiě)出說(shuō)明書(shū)的初稿，以免積壓和遺漏。說(shuō)明書(shū)要寫(xiě)的全面、扼要、系統(tǒng)、連貫，每個(gè)章節(jié)要緊緊地圍繞設(shè)計(jì)主題，互相呼應(yīng)，并有充分的說(shuō)服力。說(shuō)明書(shū)的文字要簡(jiǎn)練流暢，不要抄寫(xiě)書(shū)本或規(guī)中冗長(zhǎng)的原文。設(shè)計(jì)中所采用的特殊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)字，應(yīng)注明來(lái)源（包括書(shū)刊名稱(chēng)、作者、出版單位、出版時(shí)間與頁(yè)碼）二、計(jì)算書(shū)計(jì)算書(shū)要求正確無(wú)誤，盡量利用表格計(jì)算。示意圖和插圖要工整、清晰。圖表要統(tǒng)一編號(hào)。三、設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)圖的圖幅、圖式、圖例與

16、比例尺等，應(yīng)符合有關(guān)部門(mén)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)文件按下列次序裝訂成冊(cè)；封面，外文提要，目錄，任務(wù)書(shū)，說(shuō)明書(shū)，計(jì)算書(shū)，參考文獻(xiàn)表，封底。并將全都頁(yè)次順序編號(hào)。目錄中應(yīng)列明說(shuō)明書(shū)、計(jì)算書(shū)個(gè)章節(jié)的題目與頁(yè)次，并附設(shè)計(jì)圖的目錄。參考文獻(xiàn)應(yīng)列明文獻(xiàn)名稱(chēng)、作（譯）者，出版單位與日期，標(biāo)注格式詳見(jiàn)參考資料。目 錄中英文摘要1緒論4第1章 方案比選61.1 文獻(xiàn)資料閱讀整理61.2 擬定方案10 1.3 方案比選與推薦101.4 設(shè)計(jì)說(shuō)明11第2章 2#墩設(shè)計(jì)與計(jì)算132.1 基本設(shè)計(jì)資料132.2 尺寸初步擬定13 2.3 設(shè)計(jì)荷載142.4 墩身檢算18第3章 2#墩樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)檢算243.1 設(shè)計(jì)資料243.2

17、 設(shè)計(jì)荷載243.3 設(shè)計(jì)計(jì)算24第4章 橋臺(tái)設(shè)計(jì)與計(jì)算374.1 橋臺(tái)形式與尺寸擬定374.2 橋臺(tái)受力計(jì)算384.3 基底截面檢算454.4 擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算47第5章 2#墩電算檢算515.1 編制程序的意義與容515.2 程序驗(yàn)證51結(jié)束語(yǔ)57致58參考文獻(xiàn)59附錄：編程檢算單樁承載力源程序60附錄：（1）外文文獻(xiàn)原文71（2）外文文獻(xiàn)譯文77設(shè)計(jì)圖紙（7幅）（1）2#橋墩頂帽與托盤(pán)詳圖（2）2#橋墩頂帽與托盤(pán)配筋圖（3）2#橋墩樁基礎(chǔ)詳圖（4）2#橋墩樁基礎(chǔ)配筋圖（5）2#橋墩總圖（6）0#橋臺(tái)總圖（7）全橋布置圖摘 要本設(shè)計(jì)是根據(jù)鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)（TB10002.1-2005），

18、鐵路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)（TB10002.5-2005），客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道鐵路設(shè)計(jì)指南（報(bào)批稿），并結(jié)合武廣客專(zhuān)的新技術(shù)進(jìn)行的。設(shè)計(jì)容包括兩部分：第一部分為設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，包括橋式方案比選、橋墩與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、橋臺(tái)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)優(yōu)化等；第二部分為附錄，包括源程序、程序運(yùn)行結(jié)果以與英文翻譯等。擬定橋式方案為：932.7m等跨簡(jiǎn)支梁橋，全長(zhǎng)294.3m。采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱型預(yù)制梁。橋墩采用矩形重力式橋墩；橋臺(tái)采用雙T臺(tái)并置；基礎(chǔ)分別采用鉆孔灌注端承樁和明挖擴(kuò)大淺基礎(chǔ)。橋址區(qū)巖溶地質(zhì)發(fā)育，先采用拋填片石或灌漿的方法將其填充，再使用鉆孔灌注端承樁穿過(guò)巖溶區(qū)段，以加大安全系數(shù)。設(shè)計(jì)中，橋墩與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分別采用手

19、算與電算兩種方式進(jìn)行，編制了橋墩和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算程序。在驗(yàn)證程序設(shè)計(jì)正確后，利用該程序?qū)A(chǔ)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并得到了一些有益的結(jié)論。在本次設(shè)計(jì)中，了解了客運(yùn)專(zhuān)線的新技術(shù)，以與巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)的一般處理方法，最重要的是學(xué)會(huì)了編制程序來(lái)解決一些實(shí)際問(wèn)題。關(guān)鍵詞：鐵路橋；巖溶樁基；橋墩；橋臺(tái)；設(shè)計(jì)AbstractThis design is based on Fundamental code for design on railway bridge and culvert(TB10002.1-2005),Code for design on subsoil and foundation of rail

20、way bridge and culvert(TB10002.5-2005),Ballastless track design guide for passenger dedicated railway(a draft to be approved),and also include some new technique used in the special line for passenger transport from Wuhan to Guangzhou. Two parts are involved. Oneis the main body of the calculations

21、including the choosing of the bridge schemes,the designs of the piers with their groundworks,the designs of the abutments with their fondations,the optimizing of the scheme etc. The other part is the appendix,showing the soruce program with the result run and translation of the English literature. T

22、he bridge scheme is 932.7m with total length 294.3m. All beams are prestressed concrete box girders,with rectangle-shape entity pier and double appositional T-shape abutment. The foundation of the piers and abutments are different,the former are drilling and for the pile-reperfusion,while the latter

23、 are excavated widen shallow foundation. The location of the bridge has developed caverns.the solution is that firstly filling it with slice rock or grouting,and then drilling though it with piles,so as to increase the safe factor.In the design,the count is realized in two ways,one is hand calculati

24、ng and the other is operated by the program. Program is written for pier and foundation design. After validating the exactitude of the program,optimizing the foundation is done. And some useful conclusion comes out during this period. In this design,I not only acquainted myself with some new techniq

25、ue in the special railway line for passenger transport and the common dispose of the pile foundation in the cavern area,but also learned how to program to solve some practical problem.Key words: railway bridge; pile foundation above caverns; pier; abutment; design緒 論 本設(shè)計(jì)為武廣客運(yùn)專(zhuān)線八公分大橋設(shè)計(jì)，橋址起止里程為DK1825+

26、104.97DK1825+399.27，全長(zhǎng)294.3m。橋址地區(qū)巖溶地質(zhì)發(fā)育，需要進(jìn)行相關(guān)處理。本設(shè)計(jì)原始資料來(lái)源于指導(dǎo)老師研究課題。要求對(duì)全橋進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，包括橋跨布置，橋梁墩臺(tái)設(shè)計(jì)檢算，墩臺(tái)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)檢算，并編制相關(guān)程序，對(duì)橋墩和基礎(chǔ)的方案進(jìn)行優(yōu)化。由于武廣客運(yùn)專(zhuān)線行車(chē)速度較高，采用全封閉行車(chē)模式，線路平縱面參數(shù)限制嚴(yán)格，要求軌道具有較高平順性。橋梁的主要功能是為高速列車(chē)提供平順、穩(wěn)定的橋上線路，確保運(yùn)營(yíng)安全和乘坐舒適。高速鐵路橋梁應(yīng)具備的性能為：足夠大的豎向剛度、橫向剛度和抗扭剛度；橋梁墩臺(tái)應(yīng)具有足夠大的縱向剛度。例如：以往的鐵路橋梁一般限制墩頂縱向位移在客運(yùn)專(zhuān)線設(shè)計(jì)中是不足的，故根

27、據(jù)客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道鐵路設(shè)計(jì)指南（報(bào)批稿）規(guī)定，簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)中改為限制橋墩的最小水平剛度的方法控制設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的基本資料中，包括了設(shè)計(jì)線路的基本地形地質(zhì)情況，線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，縱斷面圖，各土層參數(shù)，代表性斷面。這些資料為設(shè)計(jì)任務(wù)的順利完成提供了基本的技術(shù)條件。在設(shè)計(jì)中，橋墩與橋墩基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)分別采用手算與電算兩種方式進(jìn)行，利用FORTRAN編制了橋墩與其樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)檢算程序，橋臺(tái)由于采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，不另行編程。在通過(guò)對(duì)比手算與電算結(jié)果后，確認(rèn)程序設(shè)計(jì)的正確性，并利用該程序?qū)痘A(chǔ)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，然后利用該程序?qū)θ珮虻臉蚨张c其基礎(chǔ)進(jìn)行了設(shè)計(jì)檢算。設(shè)計(jì)的基本步驟為：1、明確設(shè)計(jì)任務(wù)，熟悉原始資料，閱讀并整理了

28、一些文獻(xiàn)和參考資料，了解了目前橋梁、墩臺(tái)、基礎(chǔ)，尤其是巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)的主要結(jié)構(gòu)形式、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征、適用條件、設(shè)計(jì)計(jì)算理論和施工方法與問(wèn)題處理，為設(shè)計(jì)作好前期準(zhǔn)備；2、根據(jù)已有的資料和要求，擬定橋式方案，進(jìn)行墩臺(tái)與其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)檢算；3、編制橋墩與其基礎(chǔ)的電算程序，電算和手算的結(jié)果對(duì)比以驗(yàn)證程序的正確性；4、利用編制的程序?qū)蚨张c其基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并籍此對(duì)樁長(zhǎng)、樁徑和樁間距對(duì)設(shè)計(jì)的影響進(jìn)行了探討；5、繪制設(shè)計(jì)圖紙，包括全橋布置圖、橋墩與其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖和橋臺(tái)設(shè)計(jì)圖。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，鞏固了大學(xué)四年來(lái)所學(xué)的主要基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，尤其是有關(guān)橋梁和基礎(chǔ)方面的相關(guān)容。培養(yǎng)了自己運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決工程實(shí)

29、際問(wèn)題的能力。提升了閱讀和使用工具書(shū)的能力。初步熟悉了有關(guān)設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)規(guī)，尤其是客運(yùn)專(zhuān)線采用的新的技術(shù)要求。提高了運(yùn)算、繪圖和文字表達(dá)能力。了解了在工程實(shí)際中，巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)施工常用方法，以與實(shí)際問(wèn)題的解決方案。第1章 方案比選1.1文獻(xiàn)資料閱讀整理本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱資料，了解到了很多巖溶方面知識(shí)，以與在巖溶地區(qū)進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工的方法和措施，現(xiàn)將其整理如下：1.1.1溶洞處理溶洞處理總的來(lái)說(shuō)分為鉆孔樁施工之前的預(yù)先處理和鉆孔樁施工過(guò)程中處理。分析樁位處溶洞的分布、大小、類(lèi)型、走向和地下水位特征，結(jié)合周邊相關(guān)單位對(duì)溶洞處理采取的方法，溶洞處理采取以下4種方法：壓力灌注水泥漿，適宜洞

30、高小于4m的有填充物溶洞；壓力灌注水泥砂漿，適宜洞高小于2m的有填充物溶洞；灌注C15混凝土，適宜洞高小于4m的無(wú)填物溶洞；鋼護(hù)筒跟進(jìn)法進(jìn)，適宜洞高大于4m的溶洞或上下串珠狀溶洞；鉆孔樁鉆孔過(guò)程中拋填片石和粘土反復(fù)沖孔法，適宜洞高小于2m的溶洞或預(yù)先處理。1.1.2灌注水泥砂漿工藝將直徑70mm鋼管插入下層溶洞，水泥砂漿在水泥漿拌合機(jī)中攪拌，按順序在水泥漿拌合機(jī)中投砂子、水泥和水，開(kāi)動(dòng)拌合機(jī)攪拌3min；然后將攪拌好的水泥砂漿放入儲(chǔ)漿池中，開(kāi)啟高壓砂漿泵將水泥砂漿從儲(chǔ)漿池過(guò)鋼管壓入溶洞；為防止洞高壓阻止灌水泥砂漿，利用鄰近的地質(zhì)鉆孔作為減壓孔。為防止?jié){液流失太遠(yuǎn)造成浪費(fèi)，采用間歇注漿方式，間歇

31、時(shí)間4h，并在漿液中摻水泥量1%2%的水玻璃速凝劑，使得先注入的漿液與填充物初步達(dá)到膠結(jié)后再注漿，循環(huán)注漿多次，直至達(dá)到規(guī)定最小注漿量和注漿壓力控制值為止。灌注時(shí)先灌注下層溶洞，后灌注上層溶洞。利用相鄰鉆孔觀察溶洞水泥砂漿的充填情況。砂漿灌注過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員與時(shí)填寫(xiě)灌注記錄表，以確定灌注量和耗時(shí)。水泥砂漿配合比(重量比)：水：水泥：砂=1.0：0.8：0.3，配合比可根據(jù)實(shí)際具體情況適當(dāng)調(diào)整，通過(guò)試驗(yàn)確定最佳配合比。注水泥砂漿的終止條件：?jiǎn)蝹€(gè)溶洞水泥砂漿壓入總量預(yù)估溶洞水泥砂漿壓入總量時(shí)停止注漿；終壓力0.6MPa。效果檢驗(yàn)：在鉆孔樁邊緣0.5m處鉆一個(gè)取芯孔，通過(guò)芯樣直觀判斷水泥砂漿灌注

32、的效果。1.1.3灌注混凝土工藝在樁位中心處鉆一個(gè)直徑200mm的大孔，將直徑150mm的鋼管插入至溶洞底，從溶洞底向上分層灌注C15號(hào)快凝性素混凝土，每方混凝土材料用量（重量比）：水泥：砂：碎石（5mm20mm）：水=280：700：1240：230，并適當(dāng)加入速凝劑，將混凝土初凝時(shí)間控制在1h，混凝土坍落度控制在22cm25cm，保證混凝土高流動(dòng)性。在灌注混凝土的過(guò)程中，每次提升鋼管0.5m，間歇式灌注，間歇時(shí)間應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定，既要確保溶洞的加固半徑又要節(jié)約材料。為防止洞高壓阻止灌混凝土，利用鄰近的地質(zhì)鉆孔作為減壓孔。效果檢驗(yàn)：在距離孔壁0.5m處鉆芯取樣，通過(guò)實(shí)物直觀判定溶洞處理效果。1

33、.1.4壓注水泥砂漿工藝?yán)靡延械牡刭|(zhì)鉆孔壓注水泥漿。溶洞注漿設(shè)備采用UBJ1.8高壓注漿泵，水泥采用P32.5R級(jí)普通硅酸鹽水泥。注漿管直徑70mm，溶洞注漿工藝如下：按順序在泥漿拌合機(jī)中投入水和水泥，開(kāi)動(dòng)拌合機(jī)攪拌3min，然后將攪拌好的水泥砂漿放入儲(chǔ)漿池中，開(kāi)啟UBJ1.8高壓注漿泵將水泥漿從儲(chǔ)漿池過(guò)鋼管壓入溶洞。為防止洞高壓阻止壓漿進(jìn)入，利用鄰近的地質(zhì)鉆孔作為減壓孔；為防止?jié){液流失太遠(yuǎn)造成浪費(fèi)，采用間歇注漿方式，間歇時(shí)間4h，使得先注入的漿液與填充物初步達(dá)到膠結(jié)后再注漿，循環(huán)注漿多次，直至達(dá)到規(guī)定最小注漿量和注漿壓力控制值為止。注漿管采用單花管，一端封閉，單頭花管段長(zhǎng)度為100cm，孔

34、眼直徑10mm，間距20cm，梅花形布置。 當(dāng)頂部返漿后，上拔注漿鉆桿，直至結(jié)束。注漿主要技術(shù)參數(shù)如下：注漿壓力：0.2MPa0.3MPa注漿流量：15L/min20L/min漿液配比（重量比）：水：水泥：水玻璃 =1.00.80.008漿液配合比可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整，通過(guò)試驗(yàn)確定最佳配合比。終止條件：水泥漿壓入總量預(yù)估溶洞水泥漿壓入總量時(shí)停止注漿；終壓力0.3MPa。效果檢驗(yàn)：同“水泥砂漿灌注方法”的檢驗(yàn)。1.1.5護(hù)筒跟進(jìn)工藝對(duì)高度大于4m的溶洞采用護(hù)筒跟進(jìn)法施工，鋼護(hù)筒壁厚10mm，具體施工方法如下：對(duì)于覆蓋層大于20m，護(hù)筒按一般鉆孔樁要求埋設(shè)；對(duì)于覆蓋層小于20m，采用DZ-150

35、振動(dòng)打樁機(jī)，護(hù)筒跟進(jìn)至第一巖層面；然后，鉆機(jī)就位，小沖程擊穿溶洞頂板，提出鉆頭，下第二個(gè)套筒至第一個(gè)溶洞底；同樣方法將第三個(gè)護(hù)筒下至第二個(gè)溶洞底，依次類(lèi)推將溶洞處理完。鉆孔樁護(hù)筒直徑根據(jù)施工規(guī)要求，考慮相鄰護(hù)筒直徑級(jí)差10cm，提前加工備料。鋼護(hù)筒每節(jié)2m，焊接連接。施工時(shí)嚴(yán)格控制護(hù)筒的垂直度，其偏差控制在鉆孔樁豎直度允許偏差圍。1.1.6溶洞地區(qū)樁基施工難點(diǎn)由于溶洞的復(fù)雜性，溶洞的處理往往存在一定的局限性。在鉆孔樁基礎(chǔ)施工時(shí)仍可能出現(xiàn)沒(méi)有探明的溶洞，因而，施工中會(huì)出現(xiàn)坍孔、漏漿、卡鉆、地表塌陷等事故。下面就武廣客專(zhuān)線新站試驗(yàn)段新街河特大橋溶洞地區(qū)鉆孔樁施工的工程實(shí)踐中出現(xiàn)的問(wèn)題和處理措施進(jìn)行

36、總結(jié)。1.1.6.1坍孔漏漿泥漿緩慢滲漏時(shí)，投入適當(dāng)優(yōu)質(zhì)粘土，低沖程反復(fù)沖擊將粘土擠入以防滲漏，增加泥漿的比重和粘度，保持孔壁穩(wěn)定。鉆遇破碎嚴(yán)重地層、溶洞和基巖面，發(fā)現(xiàn)有坍孔漏漿的跡象時(shí)，向孔投入粘土、碎石、片石、水泥、稻草等混合物，或直接投入袋裝水泥和粘土，反復(fù)沖擊擠壓。1.1.6.2卡錘發(fā)生卡錘，當(dāng)錘頭可以上下活動(dòng)時(shí)，利用鉆機(jī)上下提動(dòng)錘頭，并撥動(dòng)大繩使錘頭旋轉(zhuǎn)、慢慢試探提升。溶洞卡住鉆頭時(shí)，用漏斗形鋼套管順著大繩下入至鉆頭頂，導(dǎo)出鉆頭，或用“一”字型或半月形小鉆頭沿孔壁障礙物處沖擊，將障礙物擊破或擠走提出鉆頭。1.1.6.3地表塌陷該項(xiàng)目在施工過(guò)程中，目前出現(xiàn)了3次地表塌陷，其中有一次鉆孔

37、樁剛灌注完畢，地表突然塌陷，灌注的混凝土全部消失。當(dāng)?shù)乇硖粐?yán)重時(shí)，在孔口重新埋設(shè)比設(shè)計(jì)孔徑大23級(jí)的護(hù)筒，周?chē)盟嗨槭潭?。較嚴(yán)重時(shí)，用粘土、水泥、碎石等回填至孔口并夯實(shí)，采用低沖程重新施工。必要時(shí)，鋼護(hù)筒跟進(jìn)。1.1.6.4斜孔發(fā)現(xiàn)偏孔時(shí)，立即進(jìn)行處理，回填片石，采用低檔慢速、優(yōu)質(zhì)泥漿、大泵量的方法鉆進(jìn)糾偏。偏孔嚴(yán)重或上述方法不能解決時(shí)，采用反向沖擊或水下灌注高強(qiáng)混凝土后再進(jìn)行沖擊鉆進(jìn)。1.2擬定方案方案一：1616.7 西臺(tái)（T形臺(tái)，樁基）+墩（1#15#，重力式、樁基礎(chǔ)、管樁）+東臺(tái)（T形臺(tái)，樁基） 支座選型：盆式橡膠支座，縱向活動(dòng)支座TPZ5000-ZX 910720173mm，

38、固定支座TPZ5000-GD 780610138mm。梁底至墩頂0.32m（支座高0.17m，墊石高0.15m）。固定支座布置于較低端（方向）。方案二：1424.7 西臺(tái)（T形臺(tái)，樁基）+墩（1#13#，重力式、樁基礎(chǔ)、管樁）+東臺(tái)（T形臺(tái)，樁基） 支座選型：同方案一。方案三：932.7 西臺(tái)（T形臺(tái)，樁基）+墩（1#8#，重力式、樁基礎(chǔ)、管樁）+東臺(tái)（T形臺(tái)，樁基） 支座選型：同方案一。1.3方案比選與推薦方案一和方案二均采用較小跨度，不能有效跨越水溝，而且跨度太小，導(dǎo)致需要施工的墩臺(tái)數(shù)量過(guò)多，施工繁瑣，工程量較大；方案三跨度適中，而且有效跨越了水溝，工程量也有明顯減少，因此在方案比選中選擇

39、了第三套方案：932.7 西臺(tái)（T形臺(tái)，樁基）+墩（1#8#，重力式、樁基礎(chǔ)、管樁）+東臺(tái)（T形臺(tái)，樁基）。盆式橡膠支座，縱向活動(dòng)支座TPZ5000-ZX 910720173mm，固定支座TPZ5000-GD 780610138mm。梁底至墩頂0.32m（支座高0.17m，墊石高0.15m）。見(jiàn)下表：表1 推薦方案匯總表部位里程形式基礎(chǔ)形式0#橋臺(tái)DK1825+104.97T形臺(tái)擴(kuò)大基礎(chǔ)2#橋墩DK1825+137.67矩形重力式樁基礎(chǔ)3#橋墩DK1825+170.37矩形重力式樁基礎(chǔ)4#橋墩DK1825+203.07矩形重力式樁基礎(chǔ)5#橋墩DK1825+235.77矩形重力式樁基礎(chǔ)6#橋墩D

40、K1825+268.47矩形重力式樁基礎(chǔ)7#橋墩DK1825+301.17矩形重力式樁基礎(chǔ)8#橋墩DK1825+333.87矩形重力式樁基礎(chǔ)9#橋墩DK1825+366.57矩形重力式樁基礎(chǔ)10#橋墩DK1825+399.27T形臺(tái)擴(kuò)大基礎(chǔ)1.4設(shè)計(jì)說(shuō)明在地形允許的情況下盡量采用橋梁廠的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制簡(jiǎn)支梁，在橋梁廠的梁不便運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，可考慮采用移動(dòng)模架法或者滿堂支架法現(xiàn)澆混凝土梁。之所以優(yōu)先采用預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)梁，是因?yàn)闃蛄簭S預(yù)制比現(xiàn)澆具有更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，施工質(zhì)量能夠得到有效保證，而且較為經(jīng)濟(jì)。武廣客運(yùn)專(zhuān)線由于各項(xiàng)技術(shù)要求較高，例如設(shè)計(jì)時(shí)速較高，工后沉降控制較嚴(yán)格，故各項(xiàng)施工設(shè)計(jì)必須要得到有效保證，

41、設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮一定的安全儲(chǔ)備和結(jié)構(gòu)耐久性，施工時(shí)要嚴(yán)格把關(guān)。本設(shè)計(jì)主要考慮巖溶地區(qū)的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工。巖溶為一種不良地質(zhì)現(xiàn)象。在巖溶地區(qū)修建橋梁，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工處理不當(dāng)將威脅橋梁在使用過(guò)程中的穩(wěn)定和安全。對(duì)巖溶地區(qū)橋基設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)巖溶發(fā)育程度與墩臺(tái)荷載大小，河流水文條件等因素，結(jié)合施工的具體情況，因地制宜，設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，一般有以下幾種類(lèi)型：明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)、鉆孔樁基礎(chǔ)。在巖溶發(fā)育、有多層溶洞并且每層溶洞頂板厚度不均勻的地基，大多采用鉆孔樁基礎(chǔ)，使鉆孔樁穿過(guò)多層溶洞，樁底置于基巖或有足夠厚度的溶洞頂板之上。目前鉆孔樁基已成為解決多層巖溶發(fā)育地區(qū)橋梁基礎(chǔ)的一種行之有效，施工有把握，穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)

42、形式。對(duì)樁身較長(zhǎng)的基礎(chǔ)考慮到施工的難度，鉆孔樁的孔徑宜不小于1.25m。否則施工難度較大，出現(xiàn)卡鉆、埋鉆、漏漿等現(xiàn)象時(shí)難以處理。第2章 2#橋墩設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1基本設(shè)計(jì)資料：橋跨結(jié)構(gòu)采用等跨L=32m無(wú)砟橋面預(yù)應(yīng)力混凝土梁，梁全長(zhǎng)32.6m，梁縫0.1m，梁高3m，梁寬13.4m，每孔梁重8530kN，簡(jiǎn)支箱梁支座中心距梁端距離0.75m，同一橋墩相鄰梁支座間距1.6m。軌底至梁底高度3.7m，采用盆式橡膠支座：縱向活動(dòng)支座TPZ5000-ZX 910720173mm，固定支座TPZ5000-GD 780610138mm。軌道結(jié)構(gòu)采用鋼軌無(wú)砟與雙側(cè)有1.7m寬人行道，其重量為44.4kN/m。

43、一級(jí)線路，雙線，設(shè)計(jì)行車(chē)速度350km/h，無(wú)流水，無(wú)冰凍。橋墩建筑材料：墩身采用C30混凝土，支承墊石、頂帽、托盤(pán)采用C40混凝土，樁身采用C25混凝土?？v斷面處于6.8的上坡段。2.2尺寸初步擬定：2.2.1頂帽尺寸：等跨橋梁，相鄰支座間的順橋方向中心距離：式中： 為支座地板縱向尺寸，取0.49m；為支座中心至梁端距離，取0.75m；為梁端縫，取0.1m；則： 圖1 頂帽尺寸擬定圖頂帽縱向尺寸為： 取A=3.6m頂帽橫向尺寸為： 取B=7.5m頂帽厚度暫取0.5m，支承墊石高出頂帽上端0.35m。2.2.2墩身尺寸：墩高較低，不設(shè)托盤(pán)，考慮墩身尺寸要大于相應(yīng)方向的支座外邊緣間距，根據(jù)構(gòu)造要

44、求，墩身尺寸為3.27.1m。由于墩身較低（4.6m），為了方便施工，墩身不放坡。2.3設(shè)計(jì)荷載：2.3.1荷載組合：線路位于直線上，其組合為：主力：恒載+活載主力+縱向附加力：恒載+活載+一線制動(dòng)力+縱向風(fēng)力主力+橫向附加力：恒載+活載+橫向風(fēng)力2.3.2恒載：（1）由橋跨結(jié)構(gòu)傳來(lái)的恒載壓力對(duì)于等跨的橋墩，由橋跨結(jié)構(gòu)傳給橋墩的恒載壓力為一孔梁重以與左右孔梁跨中間梁上線路設(shè)備和人行道重，即：=8530+44.432.7=9981.88kN（2）頂帽與墩身重頂帽重：=3.67.50.525=337.5kN墩身重：=7.13.24.623=2058.6kN墩底截面以上橋墩自重：=337.5+205

45、8.6=2396.1kN2.3.3活載：列車(chē)豎向活載采用ZK活載，應(yīng)按每一條線路作用ZK活載設(shè)計(jì)。可任意截取計(jì)算，取最不利情況。（1）單孔輕載：圖2 單孔輕載示意圖靜活載反力：=42002.4+6426.3（31.90-26.3/2）/31.1=1076.53kN靜活載反力對(duì)橋墩中心的縱向偏心力彎矩為：=0.8=0.81076.53=861.22kNm制動(dòng)力： =（4200+6426.3）0.1=248.32kN制動(dòng)力作用在支座中心處，支座中心至橋墩底的距離為：c=0.32+5.1=5.42m制動(dòng)力對(duì)墩身底部截面的彎矩為：=c=248.325.42=1345.89kNm（2）雙孔重載：圖3 雙

46、孔重載示意圖由等跨橋梁，可得： 4200+（26.3-x）64=31.964 解得：x=6.9m靜活載反力=4200（6.9+2.4）+19.8564（32.35-19.85/2）/32 =1122.77kN=（6432.3532.35/2）/32=1046.52kN+ =2169.29kN靜活載反力對(duì)橋墩中心的縱向偏心力彎矩為：=0.8（）=0.8（1122.77-1046.52）=26.69kNm制動(dòng)力：通過(guò)固定支座傳遞的制動(dòng)力：=0.1（4200+19.8564）100%=207.04kN通過(guò)滑動(dòng)支座傳遞的制動(dòng)力：=0.16432.3525%=51.76kN合計(jì)： =207.04+51.

47、76=258.8kN大于單孔重載的制動(dòng)力，故雙孔重在制動(dòng)力采用=258.8kN制動(dòng)力對(duì)墩身底部截面的彎矩為：=c=258.85.42=1402.7kNm2.3.4風(fēng)力：縱向風(fēng)力：基本風(fēng)壓值為： 風(fēng)荷載強(qiáng)度按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求采用，有車(chē)時(shí)風(fēng)荷載強(qiáng)度為：kPa式中： 風(fēng)荷載體型系數(shù)，根據(jù)橋墩長(zhǎng)邊迎風(fēng)的矩形截面與l/b=5.9/3.2=1.81.5,由橋規(guī)查表得其值為1.3；風(fēng)壓高度變化系數(shù)，根據(jù)軌底離地面高度由橋規(guī)查表得其值為1.0a、頂帽風(fēng)力： =7.50.51.3=4.8kN 對(duì)墩底彎矩為：=4.8（5.1-0.5/2）=23.28kNmb、墩身風(fēng)力： =7.14.61.3=35.91kN 對(duì)墩底彎

48、矩為：=35.914.6/2=84.37 kNm合計(jì)：橋墩底風(fēng)力：=4.8+35.91=40.7kN 橋墩底彎矩：=23.28+84.37=107.65 kNm（2）橫向風(fēng)力：無(wú)車(chē)時(shí)：kPa有車(chē)時(shí)：kPaa、頂帽風(fēng)力： =3.60.50.91=1.64kN 對(duì)墩底彎矩為：=1.644.85=7.95 kNmb、墩身風(fēng)力： =3.24.60.91=5.39kN 對(duì)墩底彎矩為：=5.392.3=14.81 kNm合計(jì)：橋墩底風(fēng)力：=1.64+5.39=7.0kN 橋墩底彎矩：=7.95+14.81=22.8 kNmc、列車(chē)風(fēng)力： 雙孔重載時(shí)，按兩孔滿布列車(chē)計(jì)算風(fēng)力。列車(chē)按3m高的長(zhǎng)方帶受風(fēng)計(jì)算，作

49、用點(diǎn)在軌頂向上2m處。列車(chē)風(fēng)力： =332.71.18=115.76kN對(duì)墩底彎矩為：=115.76（2+3.7+0.32+5.1）=1287.25 kNmd、梁上風(fēng)力： 軌底至梁底高度為3.7m，鋼軌高0.15m。 梁上風(fēng)力： =（3.7+0.15）32.71.18=148.56kN對(duì)墩底彎矩為：=148.56（3.85/2+0.32+5.1）=1091.17 kNm2.4墩身檢算：2.4.1墩身縱橫向整體穩(wěn)定性檢算(雙孔重載)：表2 順橋方向計(jì)算合力匯總表活載情況一孔輕載雙孔重載力與力矩N（kN）M(kNM)N（kN）M(kNM)橋跨恒載N19981.889981.88活載反力R1081.

50、50865.202169.2926.69墩身合力N0M011063.38865.2026153.6026.69墩身合力偏心矩e00.0340.001墩身截面積A018.88墩身截面慣性矩I016.11變截面影響系數(shù)m2.47計(jì)算長(zhǎng)度l04.60E03.01070.630.66871615.40428498.70445368.18144518.01146388.11主力22126.7652307.02主力1.181.56主力+附加力17701.4141846.14主力+附加力1.141.40表3 橫橋方向計(jì)算合力匯總表活載情況雙孔重載（主力）雙孔重載（主力+附加力）力與力矩N（kN）M(kNM)

51、N（kN）M(kNM)橋跨恒載N19981.889981.88活載反力R2169.292169.29列車(chē)風(fēng)力1287.25梁上風(fēng)力1091.17墩身合力N0M012151.17012151.172378.42墩身截面積A018.88墩身截面慣性矩I054.77計(jì)算長(zhǎng)度l04.60E03.01070.630.66871615.40428498.70445368.18144518.01146388.1122126.76（）17701.41（）1.181.042.4.2合力偏心檢算：對(duì)于矩形橋墩，在滿足橫向與縱向偏心后，斜向不控制設(shè)計(jì)，故不檢算斜向合力偏心矩。（1）縱向合力偏心檢算：縱向合力偏心檢算

52、時(shí)的最不利荷載組合為：?jiǎn)慰字剌d+制動(dòng)力+縱向風(fēng)力。=9981.88+2396.1+1081.50=13459.48kN=251.2+40.7=291.9kN=865.20+1361.5+107.65=2334.35 kNm=1.142334.35/13459.48=0.20 0.33.2=0.96，可以。橫向合力偏心檢算：橫向合力偏心檢算時(shí)的最不利荷載組合為：雙孔重載+橫向風(fēng)力。kNkN kNm 0.35.9=1.77，可以2.4.3壓應(yīng)力檢算：壓應(yīng)力最不利荷載組合為：雙孔重載+制動(dòng)力+縱向風(fēng)力。kNkN kNm 3.2/6=0.533 5.9/6=0.983故不需要考慮應(yīng)力重分布。取墩底截面

53、檢算：MPa MPa,合格。2.4.4墩身水平位移和轉(zhuǎn)角：將整個(gè)橋墩分為三個(gè)部分計(jì)算。頂帽為第一部分，墩身均分為兩端分段。墩頂合力：=251.2kN頂帽風(fēng)力：H=1.26567.50.5=4.75kN墩身一段：H=1.26567.12.3=20.66kN墩身二段：H=1.26567.12.3=20.66kN彎矩：=251.20.32=80.38kNm=80.38+251.20.5+4.750.25 =207.17kNm=207.17+（251.2+4.75）2.3+20.66 1.15=819.58 kNm 圖4 2#墩風(fēng)荷載分段圖=819.58+（251.2+4.75+20.66）2.3+2

54、0.661.15=1479.54 kNm第一部分水平位移： kNmm其他部分計(jì)算見(jiàn)下表：表4 2#墩各段位移計(jì)算表一段143.7729.160.50.7250.570.41二段513.3719.382.32.1261.974.19三段1149.5619.382.34.7614.272.03合計(jì)2.45計(jì)算得墩身水平位移為： m第3章 2#橋墩樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)檢算3.1設(shè)計(jì)資料：線路為雙線，直線橋梁，縱斷面處于坡度為6.8的上坡段。橋跨結(jié)構(gòu)采用等跨L=32m無(wú)砟橋面預(yù)應(yīng)力混凝土梁，梁全場(chǎng)32.6m，梁縫0.1m，梁高3m，梁寬13.4m，每孔梁重8530kN。成孔機(jī)具：直徑1.25m旋轉(zhuǎn)鉆孔機(jī)。3.2

55、設(shè)計(jì)荷載：（1）承臺(tái)底外力荷載：縱向：一孔重載：kNkNkNm 兩孔重載：kNkNkNm橫向：直線橋僅有風(fēng)力：（2）墩臺(tái)頂外力荷載：縱向：一孔重載：kNkNkNm 兩孔重載：kNkNkNm橫向：主力+風(fēng)力：3.3設(shè)計(jì)計(jì)算：3.3.1擬定尺寸：樁身混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C25，彈性模量3.00MPa，設(shè)計(jì)樁徑d=1.25m，按端承樁設(shè)計(jì)計(jì)算，初估樁長(zhǎng)25m。巖溶區(qū)域施工處理采用拋填片石的方法，計(jì)算時(shí)，溶洞區(qū)域的摩擦力忽略不計(jì)，以取得較大的安全系數(shù)。在鉆孔樁施工前先進(jìn)行回填大量粘土預(yù)處理，施工過(guò)程中溶洞漏漿時(shí)采用拋填袋裝粘土和水泥固結(jié)溶洞填充物，或用此法填滿溶洞，在固結(jié)體達(dá)到一定強(qiáng)度以后再鉆孔施工。按端

56、承樁進(jìn)行設(shè)計(jì)，不考慮樁與溶洞頂板之間的摩擦阻力作用，僅將這種摩擦阻力作用視作安全儲(chǔ)備。地質(zhì)情況見(jiàn)下表：表5 2#墩地層情況表標(biāo)高地質(zhì)情況厚度（m）165.41-159.44粉質(zhì)粘土，硬塑，基本承載力150kPa5.97159.44-152.92灰?guī)r，弱風(fēng)化，飽和抗壓34.84MPa6.52152.92-149.72溶洞3.2149.72-136.16灰?guī)r，弱風(fēng)化，基本承載力1000kPa13.56土層平均重度取土層摩擦角取承臺(tái)厚為2.5m，臺(tái)底標(biāo)高：162.25地下水水位標(biāo)高：160.58確定樁的容許承載力：=1.25m地基基本承載力=1000kPa查表得：，鉆孔灌注樁樁底支承力折減系數(shù)=0.

57、4則，樁周土質(zhì)較好，不易坍塌，清底良好，查表得： ； =1.25+0.05=1.30m 圖5 土層柱狀圖mm2kPamkPa（2）確定樁數(shù)：取，由雙孔重載估算得：取整，n=63.3.2確定承臺(tái)尺寸與布樁：根據(jù)規(guī)要求，d1m時(shí)，最外一排樁至承臺(tái)底板邊緣凈距不得小于0.3d，且不得小于0.5m，鉆孔灌注樁中心間距不應(yīng)小于2.5d。據(jù)此粗定承臺(tái)尺寸為1120700250cm，布樁見(jiàn)下圖：圖6 2#橋墩布樁圖3.3.3樁的變形與位移：（1）樁的計(jì)算寬度：因?yàn)槭菆A形截面樁，因?yàn)椋钥扇?.75又因?yàn)椋?，且取?.6所以：則：m變形系數(shù)：m地面以下4.5m處為粉質(zhì)粘土，硬塑性，查規(guī)，取MN/m4規(guī)要求，

58、樁身砼模量常乘以系數(shù)0.8來(lái)使用，故MPa m4kNmm-125m樁扣除溶洞部分長(zhǎng)度后計(jì)算樁長(zhǎng)為：m，故屬于彈性樁，按彈性樁進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算、：其中，取=0.5，=0，=21.8m查表得：kN/m3=1.25m，m2所以，kN/m ，查表得：=1.064，=0.985，=1.484 kN/m kN/m kN/rad計(jì)算承臺(tái)剛度系數(shù)： kN/m kN/m kN/rad kN/rad 承臺(tái)計(jì)算寬度：m 承臺(tái)處土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，查表得 MN/m4， 承臺(tái)底面的地基系數(shù)MN/m3 kN/m kN/rad kN/rad計(jì)算承臺(tái)底面a、b、： 荷載采用一孔重載，解答典型方程 得：mmrad荷載采用雙孔重載，解

59、答典型方程 得：mmrad樁在土面處位移檢算：m 可以。3.3.4墩頂位移檢算： 已算得： ， 則：根據(jù)規(guī)定，武廣客專(zhuān)32m簡(jiǎn)支梁墩頂最小水平線剛度的限制為400kN/cm。計(jì)算墩臺(tái)頂水平線剛度為：則， 可以。3.3.5單樁承載力檢算：（雙線，縱向，一孔重載）kN樁身自重：kN/m3kN與樁等體積土重： kN/m3kNkNkPa 可以。（雙線，縱向，雙孔重載）kN樁身自重：kN/m3kN與樁等體積土重： kN/m3kNkNkPa 可以。3.3.6樁身彎矩計(jì)算：（雙線，縱向，一孔重載）kNkNm系數(shù)、值可根據(jù)值與從系數(shù)表中查出，則：于是可得臺(tái)底以下任一深度z處的值，列表如下：表6 樁身彎矩計(jì)算表

60、azzAMBM87.45AM5.01BMMz0.0 0.000 0.000 1.000 0.000 5.010 5.010 0.20.5260.1970.99817.228 5.000 22.228 0.41.0520.3770.98632.969 4.940 37.909 0.61.5780.5290.95946.261 4.805 51.066 0.82.1040.6460.91356.493 4.574 61.067 1.0 2.630 0.7230.85163.226 4.264 67.490 1.23.1560.7620.77466.637 3.878 70.515 1.43.682