中山小榄特大桥桥墩围堰设计报告简化版.docVIP

广珠城际快速轨道小榄特大桥196＃、197＃桥墩钢板桩围堰设计报告 中铁三局广珠城际轨道交通 二00六年十二月  目 录 1．工程概况 1 1.1 工程概况 1 1.2工程地质条件概况 2 1.3 钢板桩围堰分析计算模式 2 2、196＃桥墩钢板桩围堰分析计算 5 2.1工程地质条件 5 2.2钢板桩围堰布置 5 2.3 钢板桩围堰设计计算分析 6 2.4稳定性及强度校核 8 2.5小结 11 2.6 附图 12 3、 197＃桥墩钢板桩围堰分析计算 17 3.1工程地质条件 17 3.2钢板桩围堰布置 17 3.3 钢板桩围堰设计计算分析 18 3.4稳定性及强度校核 20 3.5小结 23 3.6 附图 24 1、前　言 1.1 工程概况 拟建广珠城际快速轨道小榄特大桥北侧起点位于中山市东凤镇永益村，跨小榄水道进入中山市小榄镇。大桥近南北走向，设计起点里程DK42+807.57，设计终点里程DK43+229.27，全长422m。 根据施工场地现场观测，小榄水道近期水位范围在0.49m～1.8m（本报告中所有高程均采用85黄海高程），本设计中设计水位采用2.0m，又根据该场地附近横海水闸的水文资料，其五年一遇水位为4.48m，所以在设计中采用4.5m水位时作为校核工况。 广珠城际快速轨道小榄特大桥水上桥墩2座（196#和197#），桥墩承台高6m，承台底面高程均为-4.413m，下铺一层0.3m垫层，垫层底标高-4.713m。 为完成承台施工任务，必须修筑围堰，将水位降至承台底面以下。根据地质情况、现场环境及工期要求，设计采用钢板桩+钢支撑支护体系。该桥所在处河床面以下的主要地层为淤泥及部分粉砂质淤泥，淤泥层较厚，平均厚度为13.4米，场地淤泥层质软，强度不高；同时，由于围堰位于水道中，必须考虑水位涨落、水流冲击、施工船只对围堰体系的撞击等不利因素的影响，如何保证整个围堰体系的强度及变形稳定，这是本工程要解决的主要问题。 1.2工程地质条件概况 根据《广珠城际快速轨道小榄特大桥围堰工程岩土勘察报告》的勘察结果（该报告中共提供两个钻孔资料，其中196＃墩场地处对应ZK2钻孔，197＃墩场地处对应ZK1钻孔），场地属于珠江三角洲海陆交互相堆积平原地貌，地层为第四纪海陆交互相堆积层，岩土分层特征自上而下简述如下： 1.细砂 场地分布广泛，各孔均揭露到，厚度较小。最薄处为0.90米，见于ZK1号孔；最厚处为1.7米，见于ZK2号孔；平均厚度为1.30米，层面最高处标高为－3.60米，见于ZK2号孔；层面最低处标高为－4.70米，见于ZK1号孔，平均标高为－4.15米。 呈灰浅色，灰黄色，砂粒成份为石英，亚圆形，级配较好，稍密状，饱和，顶部含少量粘性土胶结。 2. 淤泥质土 全场分布广泛，各孔均揭露到，厚度较大，ZK2孔未揭穿。最薄处为8.30米，见于ZK1号孔；最厚处为18.50米，见于ZK2号孔；平均厚度为13.40米，层面最高处标高为－5.30米，见于ZK2号孔；层面最低处标高为－5.60米，见于ZK1号孔，平均标高为－5.45米。 呈深灰色，灰黑色，流塑状，饱和，土质较均匀，含腐殖质及大量贝克碎屑，局部呈淤泥质粉砂或淤泥出现。 3. 粉质粘土 仅ZK1揭露到，厚度较大，未揭穿。顶板埋深19.90米，揭露层厚10.90米。呈土黄色，灰黄色，可塑状，湿～很湿，土质较均匀，含中细砂。 上述岩土层埋深分布特征详见附图部分的钻孔柱状图及工程地质剖面图。 1.3 钢板桩围堰分析计算模式 1.3.1 钢板桩内力变形计算方法 设计计算时假定的水位为2.0m。计算中所取的土层工程性质指标值基于《广珠城际快速轨道小榄特大桥围堰工程岩土勘察报告》并结合以前在该地区所做类似工程的经验确定，具体的值见后面设计说明中。 计算以陆培炎的“横向荷载作用下桩土共同作用的简化法”方法为基础，以加虚拟拉力的全量方法模拟施工中加支撑的过程。 土弹簧的刚度由土的变形模量和泊松比μ确定；被动土压力以土的有效重度γ、内摩擦角、凝聚力确定；当土弹簧的受力大于相应位置土能够提供的最大抗力即被动土压力时取被动土压力。 若某个支撑设置前，支撑点已发生位移s0，设置后继续开挖，位移为s，支撑刚度为k，则支撑轴力为F =k(s-s0)，将虚拟拉力ks0加在支撑点，用全量方法计算可得ks，进而算出s与F。 1.3.2 支撑稳定性及强度计算方法 由1.3.1的计算结果可以得到围檩上的均布荷载，整个支护体系各个部分的内力可以按照弹性支座连续梁进行计算。 1.3.3 钢板桩、支撑材料参数及强度分析 以上的计算的结果与下面确定的材料的强度及稳定标准进行比较，以确定方案的安全性、合理性。 1) 钢板桩 采用FSPⅢ钢板桩，钢板桩参数由厂家提供，其截面及强度设计见表1.1： 表1.1 FS