1、XXXXXXX鐵路XXX#墩樁基礎加固計算書XXXXXXXXX項目部2016年7月目 錄1、工程概況11.1、采用的主要規范及資料11.2、主要技術標準12、加固方案23、荷載分配系數24、荷載35、有限元仿真46、結論71、工程概況XXXXXXX最高運行速度350km/h，環境類別為碳化環境，作用等級為T2，梁體結構設計使用壽命為100年#XXX墩里程XXXX，墩高為10m，承臺尺寸10.4*7m，其下10根樁，樁徑1m，樁長15m。由于測量出現失誤，#390樁基礎整體向小里程方向偏移1m，造成左右兩跨徑不符合設計要求（32+32m變為31+33m），故采取按原設計位澆筑橋墩，同時加寬承臺2

2、.5m，下方補建2根樁，詳見加固圖紙。1.1、采用的主要規范及資料（1）高速鐵路設計規范TB10621-2014（2）鐵路橋涵工程施工安全技術規程TB10303-2009（3）鐵路混凝土結構耐久性設計規范TB10005-2011（4）鐵路橋涵工程施工質量驗收標準TB10415-2003（5）鐵路混凝土工程施工質量驗收標準TB10424-2010（6）鐵路混凝土工程施工技術指南鐵建設（2010）241號（7）高速鐵路橋涵工程施工技術規程Q/CR9603-2015（8）本線路相關圖紙1.2、主要技術標準1.線路級別：高速鐵路，雙線，設計速度目標值350 km/h，線間距 5.0m。2.軌道標準：鋪

3、設無縫線路，鋼軌60 kg/m。3.軌道類型及軌道高度：本橋采用CRTS型板式無砟軌道。4.地震基本烈度：8；5.地震動峰值加速度：0.2g；2、加固方案原承臺尺寸10.4×7.0×2.5m，下設10根樁基礎，單根長15m，由于測量失誤，下方10根樁均偏離設計位1.0m，為保證該基礎的安全，擬在線路方向新建2根樁，新建樁與舊樁尺寸布筋一致，將承臺寬度由7m擴大至9.5m，加固方案如下圖：圖1 加固方案布置圖3、荷載分配系數原設計圖紙中，由橋墩傳遞的荷載位于承臺中央，由于原先10根樁向左偏離設計位1.0m，而橋墩及二級承臺仍按設計圖紙澆筑，新建2根樁基礎及擴大承臺后，荷載位置

4、左右不對稱，未處于承臺中央位置，詳見下圖：圖2 方案布置圖為保證基礎的安全性，需加固后各墩分配的軸力小于設計圖布置形式下各墩分配的軸力。在承臺中央施加F=1的單位力，計算原設計圖下各樁基的受力，即荷載分配系數，再計算加固后各墩的荷載分配系數，相互比較可驗算基礎的安全性。4、荷載32m跨徑梁，一跨316.1m3，重316.1×26=8218.6 KN；二期恒載按施工圖紙取140 KN/m，二期恒載為140×32=4480 KN橋墩高10m，體積139m3，139×26=3614 KN；依照高速鐵路設計規范TB 10621-2014中要求，高速鐵路列車設計活載應采用Z

5、K活載。圖3 ZK標準活載圖示故活載為：4×200+25.6×64=2438.4 KN承臺所受上部總荷載為1.2×（8218+4480+3614）+1.4×2438=22988 KN（承臺及樁基自重由Midas自動計算）。5、樁基礎檢算有限元仿真采用Midas Civil軟件進行模擬，由于承臺尺寸為10.4×7.0×2.5m，無論是板殼單元還是梁單元，均無法準確模擬出實際中的荷載分配，故整個模型采用實體單元。原設計圖模型共46299個節點，42480個實體單元；加固后模型共58619個節點，53800個實體單元。設計圖模型 加固后模型

6、圖4 有限元仿真模型在承臺頂施加F=1的單位力后，經有限元計算，各墩的荷載分配系數如下：設計圖模型 加固后模型圖5 荷載分配系數在承臺頂施加F=22988KN荷載，Midas自動計算自重，各墩的荷載分配如下：設計模型 加固后模型圖6 荷載分配值為方便數據對比，對各樁進行編號，如下圖：.圖7 樁基礎編號圖根據Midas計算的結果，結果如下表：表1 各墩分配荷載系數樁號1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#設計分配系數0.0880.1100.1100.0880.1050.1050.0880.1100.1100.088加固后分配系數0.0670.0810.0810.0670.0880

7、.0880.0810.1000.1000.0810.0840.084荷載降低百分比23.9 %26.4 %26.4 %23.9 %16.2 %16.2 %8.0 %9.1 %9.1 %8.0 %由上表可看出：若不考慮承臺加寬部分混凝土重量，只按荷載分配系數驗算，原1#-10#樁加固后各樁分配系數均小于原設計分配系數，1#-6#分配荷載降幅較大，達16%-26%，7#-10#樁降幅約8%，滿足要求；新建11#、12#樁分配系數不是最大，故新建11#、12#也滿足承載力要求；表2 各墩分配荷載值樁號1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#設計分配荷載(KN)2791.23299.03

8、299.02791.23186.13186.12791.23299.03299.02791.2加固后分配荷載(KN)2264.92606.62606.62264.92844.32844.32738.63178.03178.02738.62880.22880.2荷載降低百分比18.9 %21.0 %21.0 %18.9 %10.7 %10.7 %1.9 %3.7 %3.7 %1.9 %考慮加寬承臺重量影響，按實際分配荷載驗算，原1#-10#樁中，1#-6#樁分配的荷載降低了10%-21%，7#、8#、9#、10#樁基礎與設計分配荷相差無幾，滿足要求；新建11#、12#樁分配荷載不是最大受力樁，故

9、新建11#、12#樁也滿足承載力要求；6、承臺檢算承臺梁中心線偏移且承臺加寬，承臺受力位置發生了很大變化，故需對其進行檢算，由于原設計與加固后承臺的沖剪切破壞位置以及剪力未發生變化，故不再檢算，檢算內容為承臺的受彎檢算。二級承臺作用于一級承臺上，對其施加面均布荷載，承臺受彎危險部位如下圖（紅色框位置）：（a）設計圖 （b）加固后設計圖圖8 承臺受彎檢算部位由上圖可看出，橋墩中線向右偏移，但對豎向受彎危險區域荷載不變，橫向受彎危險區域荷載反而變小，因此，認為加固后承臺底部所受彎矩會變小，應力值降低，即配筋不變的情況下，承臺也滿足抗彎要求。通過有限元計算，也可驗證上述結論，取承臺最底部一層實體單元

10、，讀取單元應力值，設計模型承臺底應力值為4.87Mpa，加固后模型承臺底應力值為4.69Mpa（有限元模型中未考慮配筋，且忽略土對承臺的支撐作用，故計算出承臺底拉應力達到了4.87Mpa，但這里僅做原設計與加固后承臺底的拉應力大小對比，以驗證安全性），如下圖：圖9設計模型承臺底應力圖10加固后模型承臺底應力從上表看出，加固后承臺底應力值稍小于原設計承臺應力值，數值相差不大，這也印證了前邊分析的“加固后承臺底部所受彎矩會變小，應力值降低”這一結論。7、結論該承臺加固后，樁數由10根增加為12根，其總承載力得到提高。經計算，由橋墩中心線偏心引起的荷載重分配以及加寬承臺引起的荷載增加，對樁基礎影響不大，