沉管结构设计.docx

目录工程资料11工程概况12.场地地质及水文地质情况12.1地形地貌12.2地层构成12.3拟建场地水文地质条件2设计内容41.干坞开挖设计42管段结构的外轮廓尺寸设计42.1设计依据42.2设计内容43沉管的埋置深度及荷载计算63.1沉管埋置深度63.2沉管的荷载计算64结构内力计算84.1计算模型的简化85配筋的计算与布置115.1设计依据115.2侧板配筋计算125.3顶板配筋计算135.4底板配筋计算135.5纵筋的配置146变形缝与管段接头设计146.1变形缝设计146.2接头设计15参考文献16工程资料1工程概况工程名称：某公路过河隧道沉管结构设计工程地点：某东西走向河流沿岸 本工程场地位于某东西走向河流沿岸，河宽300m左右。本地属亚热带带气候，河流常年水深在10m左右，河道常年通行船舶。拟建工程位于市区周边，规划道路横穿河流，考虑到今后开发的需要，桥梁工程占地面积较大且对于城市建筑造成不利影响，拟采用河底隧道。由于盾构隧道工程量较大且施工难度较大，采用沉管隧道的形式。本工程场地位于市区苏家坨镇三星庄北，东西两侧均有公路通过，交通便利。拟建的隧道工程河流南侧拥有大片未占用土地，可用于沉管结构管段浇筑时开挖干坞。南北两侧河岸最高点距水面约2m左右，位置较好。拟建隧道垂直穿越河流，两岸经引道引入地下。2.场地地质及水文地质情况2.1地形地貌场地现状地形较平坦开阔，河岸两侧200m以内地表均为天然河岸土，无人工堆积及建筑垃圾。由于杂草及河水冲积，有机质成分较多，地面高程约为23.69～25.65m。2.2地层构成根据地层钻探结果，拟建场地30.00m深度范围内的地层主要为新近沉积层及一般第四纪沉积层构成。现根据现场钻探情况将场地地层自上而下分述如下：新近沉积层：① 淤泥质粘土：暗褐、灰褐、灰色，很湿，软塑～可塑，含氧化铁和云母，可见少量螺壳、姜石及有机质，属高压缩性土。② 砂质粉土：黄褐、黄灰、暗褐、灰褐色，很湿，密实，含氧化铁和云母，可见少量螺壳、姜石及有机质，属中高压缩性土。局部夹粉质粘土、重粉质粘土、粉砂、细砂薄层或透镜体。③河底淤泥：灰褐色、灰黑色，很湿，软塑，含大量的有机质及砂粒，属于高压缩性土。第四纪沉积层：④粉质粘土～重粉质粘土：黄褐、黄灰、灰黄色，很湿，软塑～可塑，氧化铁、云母。局部夹砂质粉土～粘质粉土薄层或透镜体，属中高压缩性土。⑤砾石：褐色、黑褐色，砾石磨圆性及分选性较好，粒径约为5～10mm,胶结较差，胶结物为钙质胶结，可塑性较差。属低压缩性土。表2—1 土体物理力学参数表层号土类名称层厚（）重度（）浮重度）粘聚力（KPa）内摩擦角（）淤泥质粘土3.620.0─20.012.0砂质粘土1320.010.026.020.0③河底淤泥3.520.010.020.012.0④粉质粘土7.120.010.025.020.0⑤砾石6.823.013.015.010.0 具体地层分布情况见附图2.2.3拟建场地水文地质条件2.3.1地下水分布情况勘察期间，在地表下30.00（）范围内实测到4层地下水见表2—2：表2—2 地下水分布情况表层数地下水类型水位埋深第一层上层滞水1.60～3.20m第二层潜水12.20～18.00m第三场微承压水21.00～26.50m2.3.2历年地下水位变化情况该地区历年（1959年）最高地下水位接近自然地表。据在该拟建场地附近的岩土工程勘察报告，拟建场地近3～5年最高地下水位（包括上层滞水）埋深约为1.00m。上层滞水的主要补给源以大气降水、农业灌溉等入渗为主，主要的排泄方式为大气蒸发；潜水的主要补给源主要为大气降水和地表水入渗及侧向径流补给，以径流方式排泄；微承压水及承压水，主要接受侧向径流补给，以径流方式排泄。地下水年变化幅度约为1.0m～2.0m。设计内容干坞开挖设计干坞是沉管管段的预制场地，本工程设计在河流南岸开挖，干坞边缘距离河岸的水平距离为10m,平面形状为矩形，南北长度为200m，东西宽度为150m，开挖深度为6m。开挖前地表与河流水面垂直距离为2m左右，管段制作完成后将河水引入干坞，干坞内水深可达4m左右，可满足管段浮运的需要。干坞边坡放坡坡度为1：3，边坡采用钢筋网喷砼支护，经验算，可满足稳定性要求。2管段结构的外轮廓尺寸设计2.1设计依据1．《公路桥涵设计规范》2.《混凝土结构设计规范》2.2设计内容根据使用要求，沉管隧道要求内净跨8m,内净高2.5m。采用双孔矩形钢筋混凝土管段，每节管段长度为100m。根据以往的工程经验并本着经济实用的原则，设计管段边墙及顶底板厚度均为0.5m,中间隔板宽度为1.0m，管段宽度为11.5m,高度为4m。具体尺寸参照附图1。如上图所示，路面结构为管段沉入水底后为满足抗浮要求而附加的自重。2.2.1沉管结构的浮力设计验算（应