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1、B匝道下穿高铁段桥梁施工荷载对高铁桥桩基安全性影响评价报告1.桥梁结构概况B匝道于48#49#墩之间下穿京广高铁桥，下穿桥梁为47#49#两跨一联的 变宽现浇连续箱梁。跨径组合(30+31.84m),桥面宽度为11252217cm,下部结 构均为柱式桥墩。2 .施工方案为了减小施工荷载对原高铁桥梁桩基产生的不利影响，现采用“贝雷桁架+ 满堂支架”组合的施工方案对上部现浇结构进行浇筑：1) 靠近高铁桥墩(202#)处采用贝雷桁架临时支撑，确保高铁桥墩桩基5m 范围以内地面无承压。贝雷桁架支承范围为(24.1 lmx5m),基础到高铁桥桩基 的最小距离为5.13m。2) 上部现浇箱梁的其余部分仍用
2、传统的满堂支架方案进行支承。施工方案示意图如下所示。3184B匝道施工临时支架立面布置图3000x1500mmIfX/0630x1 OmmHfB匝道施工临时支架平面布置图3 .施工荷载3.1贝雷桁架部分上部结构按0.7m3/m2计算；贝雷桁架共8排，每排8片，每片重量270kg；每侧基础布置三根A630x 10mm支承钢管；承台尺寸5mxl.6mx0.8m,设置10cm 厚素混凝土垫层。上部结构重量:24.11*5*0.7*26=2194kN；贝雷梁片重量(钢板及工字形钢等重量考虑1.1系数)：270*8*8*1.l/100=190kN；钢管重量(柱高考虑10m,连接螺栓等重量考虑1.1系数)
3、：3.14*0.63*0.01 * 10*3*2*7850* 1. l/100=103kN；承台重量：(5* 1.6*0.8*26+5* 1.6*0.1 *25)*2=373kN。得单侧基础竖向压力 P1： (2194+190+103+373)/2=1430kNo承台底压强 pl： 1430/(5*1.6)=179kPa。3.2满堂支架部分上部结构按0,7m3/m2计算；满堂支架重力密度考虑为上部结构重量的25%。满堂支架处地面压强p2： 0.7*26*(l+0.25)=23kPa。4 .结构受力分析4.1受力模式及应力计算点选取以上荷载分析表明，施工荷载主要分为三个部分的均布力，分别是两个承
4、 台的承台底压强，与满堂支架处的地面压强。由以上的施工临时支架平面布置图可知，施工荷载主要位于202#墩的纵桥 向侧，且由202#墩的桩基分布可知，该基础的纵桥向刚度更低，纵桥向荷载作 用下受力状态更加不利，因此主要计算由施工荷载引起的纵桥向土压力。三个部分的均布力引起的承台处的竖向应力按最不利位置计算，其应力计 算点位置分别如下图所示。其中承台A的应力计算点为靠近承台A的角点，承 台B的应力计算点为靠近承台B的角点，满堂支架均布力范围考虑为长40m、 宽15m的矩形，应力计算点位于承台长边中心处。4000满堂支架均布力范围考虑面积及应力计算点示意图(单位：cm)4.2内力计算由建筑桩基技术规
5、范(JGJ94-2008)附录D查得矩形面积上均布荷载作 用下角点的附加应力系数a后，可求得各均布力作用下的竖向应力大小阪。则水平向 应力%= KoxqzKo=W(E式中Ko为侧压力系数，Ji为土的泊松比，取0.25,则Ko=0.333。高铁桥梁202#墩承台顶部标高为7.2m,承台高度为2.5m,地面标高为7.4m, 则承台中心埋深为(7.4-7.2+2.5/2)=1.45m。由此，可求得各均布力作用下，承台所收到的侧向土压力。承台A均布力引起的侧向压力计算表承台中心埋深1.45m贝雷基础R基底应力Pr179kpa面积A1矩形面积长116.1m矩形面积宽bl5.04m矩形面积长宽比nl1.2
6、1深宽比ml0.29角点下竖向应力系数al0.2459面积A2矩形面积长126.1m矩形面积宽b23.44m矩形面积长宽比n21.77深宽比m20.42角点下竖向应力系数a20.2427面积A3矩形面积长135.04m矩形面枳宽b31.1m矩形面积长宽比n34.58深宽比m31.32角点下竖向应力系数a30.1796面积A4矩形面积长143.44m矩形面积宽b41.1m矩形面积长宽比n43.13深宽比m41.32角点下竖向应力系数a40.1776角点下竖向应力系数a0.0012承台角点处竖向附加应力0.2148kpa侧压力系数K00.3333承台长11.4m宽8.4m局2.5m承台中心侧向压力
7、2.041kN承台B均布力引起的侧向压力计算表承台中心埋深1.45m贝雷基础R基底应力Pr179kpa面积Al矩形面积长115.66m矩形面积宽bl3.97m矩形面积长宽比nl1.43深宽比ml0.37角点下竖向应力系数al0.2439面积A2矩形面积长124.06m矩形面积宽b23.97m矩形面积长宽比n21.02深宽比m20.37角点下竖向应力系数a20.2415面积A3矩形面积长135.66m矩形面积宽b31.03m矩形面积长宽比n35.50深宽比m31.41角点下竖向应力系数a30.1733面积A4矩形面积长144.06m矩形面积宽b41.03m矩形面积长宽比n43.94深宽比m41.
8、41角点下竖向应力系数a40.1722角点下竖向应力系数a0.0035承台角点处竖向附加应力0.6265kpa侧压力系数K00.3333承台长11.4m宽8.4m高2.5m承台中心侧向压力5.952kN满堂支架均布力引起的侧向压力计算表承台中心埋深1.45m贝雷基础R基底应力Pr23kpa面积Al矩形面积长1120m矩形面积宽bl15m矩形面积长宽比nl1.33深宽比ml0.10角点下竖向应力系数al0.2495面积A2矩形面积长1212m矩形面积宽b25m矩形面积长宽比n22.40深宽比m20.29角点下竖向应力系数a20.2468面积A3矩形面积长1320m矩形面积宽b315m矩形面积长宽
9、比n31.33深宽比m30.10角点下竖向应力系数a30.2495面积A4矩形面积长1412m矩形面枳宽b45m矩形面积长宽比n42.40深宽比m40.29角点下竖向应力系数a40.2468角点下竖向应力系数a0.0054承台角点处竖向附加应力0.1242kpa侧压力系数K00.3333承台长11.4m宽8.4m高2.5m承台中心侧向压力1.180kN由以上计算结果，可得承台底的内力。Fx=2.041+5.952+1.180=9.172kNMy=9.172x(2.5/2)=11.465 kN.mtU 1J uo o oo oF oo o o承台底受力模式图示4.3桩基承载力验算由公路钢筋混凝土
10、及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)式 8.5.1,承台底内力引起的单桩竖向力如下。则 Nmax=11.465x3/(8x32)=0.5kNo原设计202#墩桩基容许承载力为4620kN,实际桩顶力4580kN,单桩竖向 力最大数值为4580+0.5=4580.5kNv4620kN,满足设计要求。4.4桩基位移及转角计算按m法计算弹性桩的位移及转角。临近地质钻孔如下图所示，基岩为微风化灰岩，故桩底按嵌岩桩考虑，桩底标高暂考虑为-23.00mo年代地层层底分层层底柱状地层描述成因编号深度厚度高程图例(m)(m)(m)1:300o -3 -6-912-1518 -2124 -27
11、 -30 -3336 -39 -42 -地质钻孔BZK50柱状图由m法计算可得，在附加应力作用下，引起的桩基纵桥向位移为Ux= 0.2542E-03 (m),转角 Sy=0.1287E03 (rad)。因此可以得出结论，根据附近钻孔资料及初步拟定的施工方案计算由附加 力引起的桩基竖向位移和转角非常微小，对结构安全造成影响较小。施工单位进Q 1_13. 00 3. 00 4. 333_57. 00 4. 00 0. 33 3_48.701.70-1.38七510.001.30二2, 686 4U.401.40-4.0814. 10 2. 70 -6. 786_721.00 6.90 -13.68
12、15D.20 21. 10 0. 1013.7815D_0425.20 4. 10 -17.88C|ds15D 2034. 80 9. 6027.4；咬 索填土：杂色，S呈，稍压实， 主要成分以建筑石块和粘粒为 二主，含少量细砂。中砂：灰黄色，饱和，中密，2分选性较差，主要成分以石英 颗粒为主，含大量粘粒。X 细砂：深灰色，饱和，中密，3 分选性较好，主要成分以石英/ 粒为主，含大景粘牲.上 中砂：灰黄色，饱和，中密，7分选性较差，主要成分以石英 :颗粒为主，含大量粘粒。一7细砂：深灰色，饱和.中密，.分选性较好，主要成分以石英颗粒为主，含大量粘粒。中砂：底黄色，饱和，中密，.分选性较差，主要
13、成分以石英.颗检为主，含大量粘粒。砾砂：灰黄色.饱和,密实，| 分选性差，主要成分以石英颗 粒为主，含较多粉、粘粒。微风化灰岩：灰色，隐晶质结, 构，块状构造，方解石踪充填1 ,节理裂隙发奇，岩芯较完整 ,岩芯呈柱状，节长不小于10 cm的岩芯约占85%,岩质较硬. 锤击声脆，溶蚀现象较发育。溶洞：串珠状.钻进时快时慢,粉质粘土充填。微晚化灰岩：灰色，隐晶届 构，块状构造，方解石脉充嫩 .节理裂隙发育，岩芯较完整 ,岩芯呈柱状、少量碎块状， 节长10-20cm,节长不小于10c m的岩芯约占70%,岩质坚硬， 锤击声脆。场后应根据需要进行地质资料补勘，并结合实际采用的支架现浇方案、施工荷载 等情况进行详细的验算并编制详细的施工组织方案报高铁审批。
