空心高墩施工工藝2.docVIP

1.概述 赣龙铁路16标段松头江特大桥、芋子英特大桥及森坑1号大桥设计有50m以上空心高墩13个，其中最大墩身高96.9m，最大墩径达13.2m，累计墩身高度1074.1m，混凝土方量达3万多方。墩身设计采用C20-25钢筋砼，墩身外坡为40：1，内坡为59：1，结构要求最小墩身厚度不小于50cm。 1.1高墩的设计 1.1.1设计荷载 ①活载 设计活载采用铁路标准活载，即“中—活载”。 ②其它荷载 a、风压强度：按有车和无车两种情况根据《铁路桥涵设计基本规范》计算风压强度。 b、离心力：按《铁路桥涵设计基本规范》第4.3.6条计算。 c、制动力或牵引力：按《铁路桥涵设计基本规范》第4.3.7条规定为竖向静活载的10%，当与离心力或冲击力同时计算时，制动力或牵引力按竖向静活载的7%计算。 d、冲击力：顶帽设计时考虑活载冲击力，冲击系数采用1.194。 1.1.2设计与计算 ⑴墩身结构尺寸的确定： 空心墩内外边坡的选择，除与各种荷载有关外，还受墩顶尺寸及墩顶壁厚的影响。本设计墩顶壁厚最小采用0.5m，墩底处壁厚在0.87～1.84m之间，考虑施工要求，内外坡率不小于40：1，在满足墩顶应力、墩顶位移和截面尺寸的前提下，确定经济、合理的墩身边坡 顶帽纵横向尺寸满足《铁路桥涵设计基本规范》第5.3.6条、第5.3.8条和第5.3.9条。托盘下配筋计算：按均匀荷载作用下环形简支薄板或双向简支薄板计算。 ⑵桥墩的计算 ①墩身计算 截面上合力偏心距，主力+附加力时，圆形截面，e≤0.5S； 墩身整体稳定性检算按《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》第5.1.2条计算。 局部稳定由结构尺寸控制。根据铁路工程设计技术手册《桥梁墩台》，当最小壁厚t满足下式： t≥(0.067～0.1)R(R为墩身半径)时，可不检算局部稳定性。 墩身强度按《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》第5.1.3条计算。 ②墩顶弹性水平位移计算 墩顶位移由三部分组成，即墩身弹性位移、日照位移、基础弹性变形产生的位移。 a荷载引起的弹性水平位移，按下端固结的悬臂梁计算，设计时采用弹性荷载法简化计算： 式中： Si——i至(i-1)点的距离 Si+1——i至(i+1)点的距离 Mi-1——所有荷载对(i-1)点截面所产生的弯矩，kN·m Mi——所有荷载对i点截面所产生的弯矩，kN·m Mi+1——所有荷载对(i+1)点截面所产生的弯矩，kN·m E——墩身材料弹性模量，kPa I——墩身截面惯性矩，m4 hi——各点至墩顶距离，m b日照温差引起的墩顶偏移 ΔR=2 (h2+h3+…+hn)/h1+2 (h3+h4+…+hn)/h2+2Δn-1hn/hn-1+Δ1+Δ2+…+Δn 式中： h1、h2、h3…hn——墩身分段高度，m Δ2、…Δn——分段按Δi=hi2/(2Rc)式计算，m Rc——受日照温差而产生的桥墩曲率半径。 c明挖扩大基础地基不均匀压缩产生的墩顶位移，明挖扩大基础不均匀压缩产生的桥墩墩顶水平位移：Δd=Hω。 d桥墩墩顶位移 桥上有车时，墩顶处的弹性水平位移应符合下列规定： 纵向：Δx≤0.5 =28.3mm 横向：Δy≤0.5 =28.3mm 在计算时，对于较高的桥墩，桥上无车时，风压很大，考虑风振作用后，部分墩顶位移超出了容许值，考虑到《铁路桥涵设计基本规范》规定墩顶位移的限值，是为了行车平稳，保证行车的舒畅，因此桥上无车时，墩顶位移超过允许值少许，也不再加大墩身尺寸。 ③自振周期计算 按柔度矩阵法计算，将桥墩简化成多质点体系，墩顶处放一换算质量，仍按悬臂杆计算。 基本周期的限值，按下式计算：T1=0.25 式中：T1——桥墩自振周期，s； H——桥墩墩顶至基础顶面的距离，m 固端干扰应力计算： 按乘以增大系数的简化方法求局部应力。 式中：∑N——实体段顶面以上的竖直力总和，以负值代入，kN； ∑M——实体段顶面以上横向水平力所引起的弯矩，kN·m； Me——实体段顶面以上总竖直力因偏心产生的弯矩，kN·m； A0——实体段顶面处墩身截面面积，m2； W0——实体段顶面处墩身截面抵抗矩，m3。 ④倾覆稳定性检算 按《铁路桥涵地基和基础设计规范》第3.1.1条计算。 ⑤滑动稳定性检算 按《铁路桥涵地基和基础设计规范》第3.1.2条计算。 ⑥墩身混凝土弹性模量Eh的采用： 周期计算、墩顶弹性位移计算、日照位移计算、纵向稳定性检算、强度检算等E=Eh(Eh为混凝土的受压弹性模量) 1.1.3构造及配筋 ⑴墩身 ①为方便施工，墩身尺寸不考虑托盘颈缩，采用一坡到底的形式。墩顶、墩底均设置一定高度的实体段。 ②曲线墩设置0.5m的预偏心。 ③墩身内不设置纵横隔板。 ④实体段及墩身壁厚按《铁路桥涵设计基本规范》第5.3.13条及第5.3.14条