特大桥防撞墩及助航设施设计计算书

PAGE6-特大桥防撞墩及及助航设施施设计计算算书一、工程背景京杭运河特大桥桥桥为宁杭杭高速速铁路浙浙江段段中重要要桥梁梁。京杭杭运河河特大桥桥主桥桥为（84+11552+884）m双薄壁连连续续刚构桥桥，桥桥址位于于京杭杭运河崇崇贤港港区附近近，即即杭州绕绕城高高速公路路京杭杭运河大大桥北北侧约1公里处。由由由于受杭杭州市市城市规规划所所限，桥桥轴线线与航道道夹角角35°，双薄壁壁墩墩置于河河道内内，容易易受到到过往船船只的的碰撞，给给铁铁路正常常运营营带来隐隐患。受宁杭高铁有限限限公司的的委托托，我公公司对对京杭运运河特特大桥主主墩防防撞设施施及助助航设施施进行行设计。二、采用规范及及及设计依依据2.1设计依据据据1、《京杭铁路路路跨京杭运运河河防撞墩墩设施施和导航航助航航设施设设计》合合同编号号：20099--gl--244；2、《宁杭铁路路路（浙江段段）京京杭运河河特大大桥通航航净空空尺度和和技术术要求论论证报报告》浙江省交通规划划划设计研研究院院20009年4月编制；；3、《关于宁杭杭杭铁路（浙浙江江段）京京杭运运河特大大桥通通航净空空尺度度和技术术要求求论证报报告的的审查意意见》浙港航函函【2008】74号文件；；4、《京杭运河河河特大桥防防撞撞和助导导航设设施方案案专家家审查意意见》20099..11..299。2.2技术规规规范1、《铁路桥涵涵涵设计基本本规规范》TB1000002..1--200052、《公路桥涵涵涵地基与基基础础设计规规范》JTGDD63--200073、《公路桥涵涵涵设计通用用规规范》JTGDD60--200044、《公路钢筋筋筋混凝土及及预预应力混混凝土土桥涵设设计规规范》JTGDD62--20004三、计算程序本次计算采用桥桥桥梁博士3.03分析软件件对对局部冲冲刷线线处桩的的作用用效应进进行建建模计算算。四、防撞墩主体体体结构设设计要要点防撞墩主体结构构构采用群群桩基基础加防防撞承承台的形形式。4.1设计原则则则1、遵照国家现现现行的技术术规规范和标标准；；2、在满足防撞撞撞设施结构构安安全的前前提下下，优化化防撞撞设施的的尺寸寸，使其其满足足Ⅲ级航道通通行行的要求求，并并对航运运的影影响最小小化，使使前期投投入和和后期维维护效效益最大大化。3、以冲刷线下下下桩基的最最大大弯矩为为控制制指标，确确定定桩基直直径及及配筋的的数量量，根据据地质质情况及及桩基基承载力力确定定桩长。4、此水域最高高高通航水位位3.466m，最低通通航航水位0.6m（85国家高程程）。5、京杭运河规规规划为三级级航航道，选选用10000t级机动驳驳船船作为通通航的的代表船船型。6、承台混凝土土土强度等级级为为C30，承台顶顶面面高程控控制为为3.666m。4.2设计参参参数混凝土容重取2226KNN/mm3；撞击点参见4...6.1图示位置置，撞撞击角度度按《铁铁路桥涵涵设计计基本规规范》推推荐值=2200°选用；冲刷下位置按河河河床面下2m选取。4.3计算船船船舶撞击击力根据《铁路桥涵涵涵设计基基本规规范》撞撞击力力的计算算方法法及《宁宁杭铁铁路京杭杭运河河特大桥桥通航航净空尺尺度和和技术要要求论论证报告告》对对代表性性船只只航行速速度的的规定（）。计算得船撞桥的的的撞击力力，—动能折减系数数数，正撞取取0.3，斜撞取0.2；—船舶撞击时速速速率，；取20°；—船只重；—船及墩台变形形形系数，按按规规范选取取。计算得：1、迎撞面处，船船船舶正面面撞击击防撞设设施时时撞击力力；2、迎撞面处，船船船舶侧面面撞击击防撞设设施时时撞击力力；4.4桩的计算算算宽度时，—平行于水平作作作用方向的的桩桩间相互互影响响系数；；—与平行水平力力力作用方向向的的一排桩桩的桩桩数n有关的系系数数；—平行于水平力力力作用方向向的的桩净间间距；；—局部冲刷线以以以下桩的计计算算深度，本本案案取；—桩形状换算系系系数，本案案取取0.9，计算得4.5桩基中桩桩桩变形系系数—非岩石地基水水水平向抗力力系系数的比比例系系数，—桩的抗弯刚度度度，—桩的抗压弹性性性模量，计算得判断本工程桩基基基属于弹弹性桩桩。4.6局部冲刷刷刷线处桩桩的作作用效应应4.6.1正面面面撞击正面撞击时，按按按三排，8根桩计算算，第第一排桩桩由2~3号桩组成成，第第二排桩桩由1、4号桩组成成，第第三排桩桩由5~8号桩组成成。计算得：冲刷线线线处的单单桩弯弯矩、水水平力力分别为976..44KN..m，205..4KN。冲刷线下3m处处处弯矩最最大，为13511.3KNN.M，桩底弯弯矩零点位位于冲刷线线下22m。确定桩桩长为24.556m。桩基布置图4.6.2侧侧侧面撞击击侧面撞击时，设设设2~4，7~8号桩共5根桩受力力，4号桩为第第一一排桩，3、8号桩为第第二二排桩，2、7号桩为第第三三排桩。计算得：冲刷线处的单桩桩桩弯矩、水水平平力分别为602..44KN..m，211..00KN。冲刷线下4m处处处弯矩最最大，为10644KN.MM，桩底弯弯矩零点位位于冲刷线线下20m。确定桩桩长为23.556m。4.7确定桩桩桩基相关关参数数根据4.6节计计算算所得局部部部冲刷线线处桩桩的作用用效应应，确定设设计计参数如如下：：1、承台按设计计计水位及构构造造要求确确定其其厚度为3.0m（承台顶顶高高于最高高通航航水位0.2m）；承台台顶顶标高3.666m，桩顶标标高高为0.666m。2、桩基桩径为为为1.2m，桩长按按正正面撞击击时最最不利效效应选选取，取取桩长长