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1、京杭運河特大橋防撞墩及助航設施施工圖設計計算書浙江交通勘察設計有限公司2010年1月京杭運河特大橋防撞墩及助航設施施工圖設計證書等級：工程設計甲級發證機關：中華人民共和國建設部證書編號：121186Sj 計算： 復核： 審核：浙江交通勘察設計有限公司2010年1月一、工程背景京杭運河特大橋為寧杭高速鐵路浙江段中重要橋梁。京杭運河特大橋主橋為（84+152+84）m雙薄壁連續剛構橋，橋址位于京杭運河崇賢港區附近，即杭州繞城高速公路京杭運河大橋北側約1公里處。由于受杭州市城市規劃所限，橋軸線與航道夾角35，雙薄壁墩置于河道內，容易受到過往船只的碰撞，給鐵路正常運營帶來隱患。受寧杭高鐵有限公司的委托2、，我公司對京杭運河特大橋主墩防撞設施及助航設施進行設計。二、采用規范及設計依據2.1 設計依據1、京杭鐵路跨京杭運河防撞墩設施和導航助航設施設計合同編號：2009-gl-24；2、寧杭鐵路（浙江段）京杭運河特大橋通航凈空尺度和技術要求論證報告浙江省交通規劃設計研究院 2009年4月編制；3、關于寧杭鐵路（浙江段）京杭運河特大橋通航凈空尺度和技術要求論證報告的審查意見 浙港航函【2008】74號文件；4、京杭運河特大橋防撞和助導航設施方案專家審查意見2009.11.29。2.2 技術規范1、鐵路橋涵設計基本規范TB10002.1-20052、公路橋涵地基與基礎設計規范JTG D63-20073、3、公路橋涵設計通用規范JTG D60-20044、公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范JTG D62-2004三、計算程序本次計算采用橋梁博士3.03分析軟件對局部沖刷線處樁的作用效應進行建模計算。四、防撞墩主體結構設計要點防撞墩主體結構采用群樁基礎加防撞承臺的形式。4.1設計原則1、遵照國家現行的技術規范和標準；2、在滿足防撞設施結構安全的前提下，優化防撞設施的尺寸，使其滿足級航道通行的要求，并對航運的影響最小化，使前期投入和后期維護效益最大化。3、以沖刷線下樁基的最大彎矩為控制指標，確定樁基直徑及配筋的數量，根據地質情況及樁基承載力確定樁長。4、此水域最高通航水位3.46m，最低通航水位4、0.6m（85國家高程）。5、京杭運河規劃為三級航道，選用1000t級機動駁船作為通航的代表船型。 6、承臺混凝土強度等級為C30，承臺頂面高程控制為3.66m。 4.2 設計參數1、 混凝土容重取26KN/m3；2、 撞擊點參見4.6.1圖示位置，撞擊角度按鐵路橋涵設計基本規范推薦值=20選用；3、 沖刷下位置按河床面下2m選取。4.3 計算船舶撞擊力根據鐵路橋涵設計基本規范撞擊力的計算方法及寧杭鐵路京杭運河特大橋通航凈空尺度和技術要求論證報告對代表性船只航行速度的規定（）。計算得船撞橋的撞擊力，動能折減系數，正撞取0.3，斜撞取0.2；船舶撞擊時速率，；取20；船只重；船及墩臺變形系數，按5、規范選取。計算得：1、迎撞面處，船舶正面撞擊防撞設施時撞擊力；2、迎撞面處，船舶側面撞擊防撞設施時撞擊力；4.4樁的計算寬度時， 平行于水平作用方向的樁間相互影響系數；與平行水平力作用方向的一排樁的樁數n有關的系數；平行于水平力作用方向的樁凈間距；局部沖刷線以下樁的計算深度，本案取；樁形狀換算系數，本案取0.9，計算得 4.5樁基中樁變形系數非巖石地基水平向抗力系數的比例系數，樁的抗彎剛度，樁的抗壓彈性模量，計算得 判斷本工程樁基屬于彈性樁。4.6局部沖刷線處樁的作用效應4.6.1正面撞擊正面撞擊時，按三排，8根樁計算，第一排樁由23號樁組成，第二排樁由1、4號樁組成，第三排樁由58號樁組成。6、計算得：沖刷線處的單樁彎矩、水平力分別為976.4KN.m，205. 4KN。沖刷線下3m處彎矩最大，為1351.3KN.M，樁底彎矩零點位于沖刷線下22m。確定樁長為24.56m。樁基布置圖4.6.2 側面撞擊側面撞擊時，設24，78號樁共5根樁受力，4號樁為第一排樁，3、8號樁為第二排樁，2、7號樁為第三排樁。計算得：沖刷線處的單樁彎矩、水平力分別為602.4KN.m，211.0KN。沖刷線下4m處彎矩最大，為1064KN.M，樁底彎矩零點位于沖刷線下20m。確定樁長為23.56m。4.7 確定樁基相關參數根據4.6節計算所得局部沖刷線處樁的作用效應，確定設計參數如下：1、承臺按設計水位及構造要求確定其厚度為3.0m（承臺頂高于最高通航水位0.2m）；承臺頂標高3.66m，樁頂標高為0.66m。2、樁基樁徑為1.2m，樁長按正面撞擊時最不利效應選取，取樁長25m。3、樁基鋼筋配置12根25HRB335通長鋼筋，12根25HRB335截斷鋼筋。樁基的實際抗彎承載能力為1864KN.m，樁基設計最大彎矩值為1351.3KN.m。安全度為138%。- 6 -