1、下穿鐵路工程中樁板結構的設計和應用 【摘要】鐵路工程下穿客運專線，采用樁板結構通過下穿區域，防止新建鐵路荷載對既有鐵路橋墩造成影響。樁板結構形式靈活，結果計算復雜，介紹和探討樁板結構的設計和計算方法，為樁板結構提供了設計參考和實踐經驗。 【關鍵詞：】下穿鐵路；樁板結構；結構分析 1、工程概況 某新建國鐵i級單線以淺挖路塹下穿既有秦沈客運鐵路專線的橋梁工程，既有橋梁為明挖基礎，埋深較淺。新建鐵路距既有鐵路橋梁基礎較近，中心線距既有鐵路基礎2.17m。為防止新建鐵路荷載對既有鐵路橋墩造成影響，本處設置樁板結構通過下穿區域，并沿線路縱向在樁板結構兩側設置素混凝土過渡段，減少不均勻沉降。 2、樁板結構

2、的設計 2.1結構選型 樁板結構是一種較為靈活的結構，分為樁基與承臺板直接剛性連接的獨立墩柱式；樁基與托梁剛性連接，托梁連接橫向樁基，其上再與承臺板相連，承臺板與托梁固接或鉸接的托梁式樁板結構；還有獨立墩柱式和托梁式組合的復合式樁板結構。 本工程頂部為既有橋梁工程，凈空受限，宜將道碴和軌道結構直接作用于承臺板上，沿線路縱向單排布置樁基，四跨一聯，中間跨樁與承臺板間不設托梁，直接剛性連接，兩端邊跨端部設置托梁，樁與托梁剛性連接，板與托梁搭接，采用復合式樁板結構。標準承載板長18m，厚1.0m，寬3.9m，樁縱向跨距4.5m， 承載板底采用鋼筋混凝土灌注樁。每聯布置5根c40鋼筋混凝土鉆孔樁，樁徑

3、1.25m。根據地質情況，樁基嵌入基底強風化巖層中。 2.2結構計算 2.2.1設計荷載 作用在樁板結構上的荷載分為恒載、活載、附加力和特殊力。恒載主要為結構構件及軌道結構自重、混凝土收縮及徐變影響。本工程承載板埋深淺，需要考慮列車活載作用較多，如列車豎向靜活載、列車豎向動力作用、橫向搖擺力、離心力。作用在結構上的附加力主要為制動力和牽引力。結構在實際使用過程中，各種荷載并非同時作用于結構上，應按荷載可能出現的最不利組合情況進行計算。荷載計算參考鐵路橋涵設計基本規范進行計算。 2.2.2計算方法 樁板結構為超靜定結構，結構形式較為復雜，計算時以下假設為基礎：（1）結構各構件本身軸力方向為剛體，

4、忽略構件軸向變形以及剪切變形對內力的影響。（2）列車活載重復作用下時，承臺板與板底土體完全脫離，不考慮土體對承臺板的支撐作用。（3）土體為地基系數隨深度增長的彈性變形介質。 計算過程中，將樁板結構簡化為平面桁架結構，將樁板結構的縱橫向分開考慮，承臺板當做梁考慮，不考慮扭矩影響。采用地基系數法來考慮樁土相互作用。本工程利用midas civil建立樁板結構模型進行有限元分析計算，結構模型如圖3：由midas civil模擬結果見表1： 當計算不滿足上式要求是，應修改截面尺寸或提高混凝土強度等級，滿足建筑樁基技術規范、混凝土結構設計規范等規范要求。 本工程樁采用均勻配筋，主筋選用18根hrb400

5、25鋼筋。板受拉和受壓區采用相同配筋，主筋選用28根hrb40025鋼筋，間距13.8cm。均滿足強度要求和0.2mm裂縫寬度要求。承載板滿足抗剪切和20mm沉降要求，及撓度不大于l/1800的要求。 3、樁板結構的一般構造要求 （1）承臺板及托梁的混凝土強度不宜低于c35，樁基的混凝土強度等級不宜低于c30，當地下水有侵蝕性時，結構耐久性設計應滿足有關要求。 （2）承臺板及托梁與土接觸面最外層鋼筋的保護層厚度不宜小于70mm，當有防墊層或保護層時，最外層鋼筋凈保護層不宜小于50mm。鉆孔灌注樁主筋凈保護層厚度不宜小于60mm，且須滿足鐵路混凝土結構耐久性設計的要求。 （3）承臺板（托梁）底宜

6、設置10cm厚素混凝土或灰土工作墊層。 （4）樁板結構的承臺板、托梁與樁基的剛性連接處，宜設置鋼筋網、抗剪彎筋和加密箍筋等構造措施，以抵抗沖切作用和防止局部應力集中。 （5）樁基樁頂與托梁或承臺板聯結時，樁身伸入承臺板或托梁內的長度不宜小于10cm。 4、結論 樁板結構具有整體性能好、剛度大、變形小的特點，可有效的應用于下穿鐵路工程中，防止新建鐵路荷載對既有鐵路橋墩造成影響。樁板結構形式靈活，結構計算復雜，主要為超靜定結構，可利用有限元方法行仿真模擬分析。本文介紹和探討樁板結構的設計和計算方法，為樁板結構提供了設計參考和實踐經驗。 參考文獻 1羅照新 客運專線樁板結構設計方法和探討 鐵道工程學報，2008，（8） 2陳忠漢，黃書，程麗萍 深基坑工程 （第二版 ） m . 北京：機械工業出版社，200