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连续板桥桥墩基础变更设计方案
  • 发布日期:2023-04-06 14:03:32
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  • 来源:灌浆料网

湖北SG胜游科技有限公司生产的CHIDGE系列灌浆料压浆剂是**目前**全面符合新桥规的产品,其产品通过交通部、铁道部联合检测认证,并通过ISO9001质量管理体系认证。

连续板桥桥墩基础变更设计方案

一流 2006.3.20

【内容摘要】根据实际地质情况,通过结构验算,将原设计桥墩挖孔灌注桩基础变更为明挖扩大基础,实践证明,有利于减少工期和节约工程成本。

【关键词】 挖孔灌注桩基础、明挖扩大基础

国道213线乐山沐川至宜宾新市镇段改造工程K45+246SG胜游原设计为4X16m钢筋混凝土连续板桥,桥墩基础为挖孔灌注桩基础。在1#墩桩基挖孔过程中发现该桥桩基所处地质情况与原设计有较大的差异,覆盖土层较薄,实测厚度仅为23m,如按原设计施工,挖孔桩因覆盖土层以下为坚硬的泥岩或砂岩,开挖较困难,施工进度较慢,为节约工期同时兼顾本工程的经济效益,通过变更设计计算和方案比较,对该桥2#3#墩基础采用明挖扩大基础施工方案。

一、原设计基本情况及相关参数:

1、结构布置:上部结构为4-16米钢筋混凝土连续板,下部结构采用双柱式墩、桩基础,重力式U型桥台、扩大基础。

2、设计荷载:汽车—20级,挂车—100,人群荷载-3.5KNm2。

3、地形地质:挖孔桩地处季节性溪流冲积而成的斜坡地带,地质层状分明,覆盖层为崩坡积块石土,厚24m,地基容许承载力[σ]=0.30.4Mpa,其次为粉砂质泥岩夹粉砂岩,强风化层厚25m,地基容许承载力[σ]=0.40.5Mpa,弱风化层地基容许承载力[σ]=1.02.0Mpa


4、原设计图详见《原设计桥型布置图》:

二、变更设计:

1、结构选型:根据实测地形地质状况,拟采用钢筋混凝土明挖扩大基础,基础为阶梯状,共2阶,底阶长9.4 m,宽4 m,高1.0 m;二阶长7.9 m,宽2.5 m,高1.0 m。基础底面高程为404.5 m。详图见《明挖扩大基础受力分析及结构简图》。

2、结构验算:

① 基本资料:

上部结构:钢筋砼连续板。

下部结构:钢筋砼双柱式桥墩,明挖扩大基础。

混凝土标号:C30混凝土。

桥面铺装:10cm40#钢纤维防水砼铺装。

设计荷载:汽车—20级,挂车—100,人群荷载-3.5KNm2。

桥面净空:净-7m行车道+2X0.75m安全带+平面加宽

地基容许承载力[σ]=0.42.0Mpa


2#3#墩支座反力计算:

计算简图:见《明挖扩大基础受力分析及结构简图》。

为简化计算,桥面按10m计。

将桥面铺装及安全带折算为连续板的容重,则:

每延米桥面安全带重=2X(0.0293+0.061+0.042+0.024+0.34)X262.5=9.9KN

(注:查安全带原设计图计算,每个预制安全带长2.5m)

每延米桥面铺装重=8.5X0.1X26=22.1KN

每延米连续板重=(10X0.7-1.8X0.85)X26=142.2KN

自重调整系数=(9.9+22.1+142.2)5.47X25=1.28

将结构离散后采用桥梁博士软件计算,结果数据详见附件。其中2#(节点17) 正常使用阶段支反力数据如下:

自重产生的支反力:N1=2622KN

汽车产生的**大支反力:N2=768.2KN

人群产生的**大支反力:N3=95.73KN

3#(节点25) 正常使用阶段支反力数据如下:

自重产生的支反力:N1=3164KN

汽车产生的**大支反力:N2=737.7KN

人群产生的**大支反力:N3=101.4KN


由以上数据可以看出,3#墩较2#墩更不利,因此仅对3#墩进行计算分析。

③ 水平制动力计算:

根据桥涵设计通用规范第2.3.3条规定,本桥制动力为布置在荷载长度内一行汽车车队总重力的10%,但不小于一辆重车的30%

因此制动力N=200+300+200+200X10%=90KN

同时,偏保守地计算,将墩台视为刚性,制动力按支座刚度分配,则3#墩制动力N=90X25X4525X45X3+20X40X2=20.35KN

④ 承载能力极限状态下基础内力计算及荷载组合:

3#墩自重G=8.58+13.69+57.35X25=1990.5KN

基础Nj=(1990.5+3164)X1.1+(737.7+101.4)X1.3=6760.78KN

基础Mj=20.35 X1.3 X 11.93=315.61KN.M

基础应力σ=NjA+MjSA为基底面积,S为基底面积距)

A=9.4X4X106=3.76X107(mm2)


S=(9.4X4312)2=25.07 m3=2.507X1010 mm3

σ=6760.78X1033.76X107+315.61X1062.507X1010=0.192Ma< [σ] 满足要求

若不考虑制动力,仅计自重、人群、汽车荷载,则:

Nj=(1990.5+3164)X1.2+(737.7+101.4)X1.4=7360.14KN

基础应力σ=NjA=7360.14X1033.76X107=0.196Ma<[σ] 满足要求

为满足正常使用极限状态的要求,基础承载力要求不得低于0.35 Ma,施工时基底必须置于弱风化基岩内,且须嵌入弱风化基岩不小于1.0m

⑤ 配筋:

由于基础主要受力为压应力,且应力较小,因此按构造配筋即可。

选用φ16螺纹钢筋,间距150X150mm,分上下两层布置在一、二阶基础底部,同时,墩柱钢筋深入二阶基础底部,具体布置详见《钢筋结构布置图》。

三、方案比较:

① 施工工艺、工序比较:

人工挖孔灌注桩施工工艺流程:

准备→修筑施工便道→平整施工场地→测量放样→挖孔(护壁)→浇筑→结束

钢筋加工→吊装


明挖扩大基础施工工艺流程:

准备→修筑施工便道→平整施工场地→测量放样→基槽开挖→钢筋制安→浇筑→回填→结束

由以上工艺流程可以看出:人工挖孔灌注桩施工前后均需要机械进行配合施工;覆盖土层以上部位桩孔需进行护壁,而覆盖土层以下部位桩孔为坚硬岩石,开挖较困难,施工进度缓慢;钢筋加工需较大的加工场地,钢筋笼入孔需要机械吊装,而现有施工场地狭小,施工操作不便;混凝土浇筑需设溜槽,浇筑速度较慢。

明挖扩大基础施工可以利用挖掘机修筑便道及平整场地后即进行基槽开挖,机械利用率高,施工进度快;钢筋结构简单,加工占地面积小,施工操作方便;混凝土浇筑直接入槽,施工简便,浇筑速度较快。

总而言之,明挖扩大基础施工方案工艺简单,操作方便,施工进度快。

② 工期比较:

挖孔灌注桩施工:根据1#桩基的实际施工进度计算,完成2#3#桩基的施工工期为50天。

明挖扩大基础施工:实际施工工期22天。

节约工期:28天。

③ 经济效益比较:

挖孔灌注桩施工估计工程费:

工程项目

工程量

单价(元)


金额(元)

φ1200挖孔灌注桩

68m

831.56

56546

系梁C30

5.74m3

305.85

1756

钢筋制安

7.1t


4500

31950

其它

10000

合计:100252

采用明挖扩大基础施工方案实际工程费:


工程项目

工程量

单价(元)

金额(元)

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