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正文內(nèi)容

武廣客運(yùn)專線八公分特大橋跨谷孔設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)

2024-07-27 12:01 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ,既要確保溶洞的加固半徑又要節(jié)約材料。為防止洞內(nèi)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):,通過實(shí)物直觀判定溶洞處理效果。利用已有的地質(zhì)鉆孔壓注水泥漿。注漿管直徑φ70mm,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。為防止洞內(nèi)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:~注漿流量:15L/min~20L/min漿液配比(重量比):水:水泥:水玻璃 =∶∶漿液配合比可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整,通過試驗(yàn)確定最佳配合比。終止條件:①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;②終壓力≥。效果檢驗(yàn):同“水泥砂漿灌注方法”的檢驗(yàn)。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DZ150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,依次類推將溶洞處理完。鉆孔樁護(hù)筒直徑根據(jù)施工規(guī)范要求,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范圍內(nèi)。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。下面就武廣客專線新廣州站試驗(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)的問題和處理措施進(jìn)行總結(jié)。①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。②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),向孔內(nèi)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。②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。該項(xiàng)目在施工過程中,目前出現(xiàn)了3次地表塌陷,其中有一次鉆孔樁剛灌注完畢,地表突然塌陷,灌注的混凝土全部消失。①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2~3級(jí)的護(hù)筒,周圍用水泥碎石固定。②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。③必要時(shí),鋼護(hù)筒跟進(jìn)。①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。②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)。方案一: 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TPZ5000ZX 910720173mm,固定支座TPZ5000GD 780610138mm。(,)。固定支座布置于較低端(武漢方向)。方案二: 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。方案三:9 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。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了第三套方案:9 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TPZ5000ZX 910720173mm,固定支座TPZ5000GD 780610138mm。(,)。見下表: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+T形臺(tái)擴(kuò)大基礎(chǔ)2橋墩DK1825+矩形重力式樁基礎(chǔ)3橋墩DK1825+矩形重力式樁基礎(chǔ)4橋墩DK1825+矩形重力式樁基礎(chǔ)5橋墩DK1825+矩形重力式樁基礎(chǔ)6橋墩DK1825+矩形重力式樁基礎(chǔ)7橋墩DK1825+矩形重力式樁基礎(chǔ)8橋墩DK1825+矩形重力式樁基礎(chǔ)9橋墩DK1825+矩形重力式樁基礎(chǔ)10橋墩DK1825+T形臺(tái)擴(kuò)大基礎(chǔ)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,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)育程度及墩臺(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)形式。對(duì)樁身較長(zhǎng)的基礎(chǔ)考慮到施工的難度。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:橋跨結(jié)構(gòu)采用等跨L=32m無砟橋面預(yù)應(yīng)力混凝土梁,,梁高3m,每孔梁重8530kN。,采用盆式橡膠支座:縱向活動(dòng)支座TPZ5000ZX 910720173mm,固定支座TPZ5000GD 780610138mm。一級(jí)線路,雙線,設(shè)計(jì)行車速度350km/h,無流水,無冰凍。橋墩建筑材料:墩身采用C30混凝土,支承墊石、頂帽、托盤采用C40混凝土,樁身采用C25混凝土?!氲纳掀露巍#海旱瓤鐦蛄?,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,; 為支座中心至梁端距離,; 為梁端縫,;則: 圖1 頂帽尺寸擬定圖頂帽縱向尺寸為: 取A=頂帽橫向尺寸為: 取B=。:墩高較低,不設(shè)托盤,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)造要求。由于墩身較低(),為了方便施工,墩身不放坡。::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:(1)由橋跨結(jié)構(gòu)傳來的恒載壓力對(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及左右孔梁跨中間梁上線路設(shè)備和人行道重,即:=8530+=(2)頂帽及墩身重頂帽重:=25=墩身重:=23=墩底截面以上橋墩自重:=+=:列車豎向活載采用ZK活載,應(yīng)按每一條線路作用ZK活載設(shè)計(jì)??扇我饨厝∮?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:=[4200+64()]/=靜活載反力對(duì)橋墩中心的縱向偏心力彎矩為: ===m制動(dòng)力: =(4200+64)=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=+=制動(dòng)力對(duì)墩身底部截面的彎矩為: =c==m(2)雙孔重載:圖3 雙孔重載示意圖由等跨橋梁,可得: 4200+()64=64 解得:x=靜活載反力=[4200(+)+64()]/32 = =(64)/32= + =靜活載反力對(duì)橋墩中心的縱向偏心力彎矩為: =()=()=m制動(dòng)力:通過固定支座傳遞的制動(dòng)力: =(4200+64)100%=通過滑動(dòng)支座傳遞的制動(dòng)力: =6425%=合計(jì): =+=大于單孔重載的制動(dòng)力,故雙孔重在制動(dòng)力采用=制動(dòng)力對(duì)墩身底部截面的彎矩為: =c==m:(1) 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)的矩形截面及l(fā)/b=,由《橋規(guī)》; ——風(fēng)壓高度變化系數(shù),根據(jù)軌底離地面高度由《橋規(guī)》a、頂帽風(fēng)力: == 對(duì)墩底彎矩為:=()=mb、墩身風(fēng)力: == 對(duì)墩底彎矩為:=m合計(jì):橋墩底風(fēng)力:=+= 橋墩底彎矩:=+= kNm(2)橫向風(fēng)力:無車時(shí): kPa有車時(shí):kPaa、頂帽風(fēng)力: == 對(duì)墩底彎矩為:== kNmb、墩身風(fēng)力: == 對(duì)墩底彎矩為:== kNm合計(jì):橋墩底風(fēng)力:=+= 橋墩底彎矩:=+= kNmc、列車風(fēng)力: 雙孔重載時(shí),按兩孔滿布列車計(jì)算風(fēng)力。列車按3m高的長(zhǎng)方帶受風(fēng)計(jì)算,作用點(diǎn)在軌頂向上2m處。列車風(fēng)力: =3=對(duì)墩底彎矩為:=(2+++)= kNmd、梁上風(fēng)力: 。 梁上風(fēng)力: =(+)=對(duì)墩底彎矩為:=(++)= kNm:(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及力矩N(kN)M(kNM)N(kN)M(kNM)橋跨恒載N1————活載反力R墩身合力N0M0墩身合力偏心矩e0墩身截面積A0墩身截面慣性矩I0變截面影響系數(shù)m計(jì)算長(zhǎng)度l0E0107主力主力主力+附加力主力+附加力表3 橫橋方向計(jì)算合力匯總表活載情況雙孔重載?。ㄖ髁Γ╇p孔重載(主力+附加力)力及力矩N(kN)M(kNM)N(kN)M(kNM)橋跨恒載N1————活載反力R————列車風(fēng)力——————梁上風(fēng)力——————墩身合力N0M00墩身截面積A0墩身截面慣性矩I0計(jì)算長(zhǎng)度l0E0107()():對(duì)于矩形橋墩,在滿足橫向及縱向偏心后,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。=++==+==++= kNm= =,可以。(2) 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 =,可以: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 故不需要考慮應(yīng)力重分布。取墩底截面檢算: MPa MPa,合格。: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:=頂帽風(fēng)力:H==墩身一段:H==墩身二段:H==彎矩:==m=++ =m=+(+)+ = kNm 圖4 2墩風(fēng)荷載分段圖=+(++)+= kNm第一部分水平位移: kNmm其他部分計(jì)算見下表:表4 2墩各段位移計(jì)算表一段二段三段合計(jì)——————————計(jì)算得墩
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