中铁四局集团有限公司科技项目立项申报表
新建宁波铁路北环线T梁预制工程
科研项目可行性研究报告
项目名称：软弱地质场地建造铁路T梁预制场综合技术研究主持单位：中铁四局集团第二工程有限公司
项目负责人：周恒
起止年限： 2010年 9 月～2013年 5月
新建宁波铁路北环线铁路T梁场地建设科研项目可行性研究报告
一、国内外现状
预应力后张法简支T梁施工工艺以及预制场地建设，在国内应用广泛，但在软弱地质条件下，如何合理规划、快速高效地建设一座大型现代化预制场，是摆在工程设计和施工人员面前的一个难点，在国内外甚至有失败的教训。特别是在宁波深层淤泥质这样自然条件差的地区，怎样安全、低成本、高质量的建设成预制场成为项目实施的难点。
根据收集的软弱地质场地建造铁路T梁预制场的资料可以看到，宁波铁路枢纽北环线简支T梁场建设在国内实属少见。
二、项目概况
2.1宁波梁场承担宁波铁路枢纽新建北环线工程1674孔T梁的预制任务，(桥梁全部采用2101系列梁)其中：32m直线梁918孔，曲线梁589孔，24m直线梁92孔，曲线梁75孔。根据宁波枢纽整体布置情况，梁场设定在宁波市江北区庄桥镇东邵村内，线路里程为:YDK0+ 431.565～YDK1+070.480,工程开工日期 2009年12月28日，竣工日期2013 年5月28日，总工期48个月。业主要求进场迅速，建场块，投产早，确保前方铺架供梁。
2.2水文条件场属地下水位埋深约在0.5m，场地浅部水质对砼结构有微腐蚀性，对钢筋砼中的钢筋在长期浸水情况下具微腐蚀性，干湿交替段具弱腐蚀性，水和土对钢筋结构具弱腐蚀性。
2.3 不良地质场区内不良地质主要为深厚层淤泥质软土（软土含水量高，空隙比大，高压缩性，具有触变、蠕变和流变等不良地质特征），工程地质条件很差，极易导致过量沉降和不均匀沉降。
2.4经浙江省地质勘察院现场补勘资料显示，地质状况分布如下：
各土层承载力参数表
三、立项的必要性和紧迫性
随着我国沿海及长江三角洲地区铁路建设市场的不断发展，大型T梁预制场地建设工程受到沿海地质和周边场地环境的限制因素日趋增加，因此遇到软土基地等自然条件差的预制场建设，施工难度不断加大且极其复杂，在复杂施工环境中施工大型桥梁预制场的建设及施工实体质量控制将成为研究的课题。
在设计阶段采用基地计算软件模拟出施工各个阶段的不均匀沉降等不利因素，及进行基地补勘和试桩等措施得出相应的基地基础施工参数，增加施工经验。为使场地建设状态达到最优，在施工过程中以控制沉降为目必须对软土基地的加固处理加以控制和调整，使制、存梁台座有足够的强度和刚度，满足、保证承载制、存所产生的所有荷载要求，存梁台座满足双层存梁要求，且满足以上要求的基础之上兼顾成本原则。
采用水泥搅拌桩加固软土基地的施工方式，是预制场建设时施工控制的难点，施工期间如何保证软土基地质量安全也是施工安全管理的又一个难点。目前，软土基地的大型铁路T梁预制场建设是一项还很不完善的施工工艺，进行深入的科研攻关不仅是施工现场的需要，还可以培养一批国内掌握先进施工技术的作业人员，形成集团公司内部人力资源优势，为集团公司开拓桥梁预制施工市场积累经验和提供有效参考。
四、项目主要关键技术及研究内容
1.制梁场设计原则及要点
①符合TB/3043-2005《预制后张法预应力砼铁路简支T梁技术条件》的要求。②根据场区地质条件，以控制沉降为目的进行基础设计，基地最终沉降量满足不超过10mm，不均匀沉降满足2mm。③制梁台座要有足够的刚度和强度，满足承载制、存梁所产生的所有荷载要求，存梁台座满足双层存梁要求。④在满足以上要求的基础上，兼顾成本原则。⑤根据地质补勘资料场地基础采用水泥搅拌桩形式，处理范围：制梁台座基础、存梁台座基础、85t龙门吊轨道基础底。
2.制梁台座基础设计
①制梁台座基础采用钢筋砼扩大基础，标号C30。②水泥搅拌桩形式：桩径为50cm,圆柱状，截面面积0.196㎡，桩周长1.57m，根据场地标高及基础底的间距，设计桩长为12m。③荷载：梁重1400KN,底模重量50KN,侧模重量450KN。④台座在梁体初张拉后基地受力，梁体上拱，计算考虑端部受力情况。
kN G G 43.9142
1400
1.1144.4321.1G 51=?+=+= 活载：
加顶梁的作业人员和设备荷载，按2.0kPa 考虑，则
kN P 0.200.245..2=??= 荷载组合：
kN F 32.1125204.143.9142.1P 4.1G 2.1=?+?=+= 顶梁时的偏心弯矩： m kN M ?=??
=5.19225.02
1400
.11 端部台座地基进行承载力验算，千斤顶起梁时的偏心距位于基础长边方向，基础底面的截面抵抗距为：
32
2667.66
45.26m bh W =?==
则偏心荷载作用下的基础底面压力为：
kPa f kPa W
M
A F p spk k k 76.1703.1422.12.166
.8341.141667.65.19245.232.1125max
min =?=<=±?=±=
3.存梁台座基础设计（以双层存梁为例）
①考虑双层存梁台座以竖向承载为主，考虑临时结构的经济性和施工方便，台座采用水泥搅拌桩加固地基，基础平面尺寸为 2.8×3.0m2，基础埋深0.60m ，基础下布置10根φ600水泥搅拌桩加固地基，加固深度16.0m ，桩顶铺垫0.30m 厚褥垫层，荷载单片梁重1400KN,双层存梁每端受力1400KN ，存梁间距2.8m 。
地基承载力特征值修正:基础埋置深度0.6m ，复合地基褥垫层厚0.3m ，水泥搅拌桩
加固深度16.0m ，按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）的5.2.4条规定对褥垫层底部和水泥搅拌桩桩端土层的承载力特征值进行修正。
褥垫层底部天然地基承载力修正:褥垫层底部天然地基的埋置深度为
0.90.5d m m =>，地基位于层1粘土层中，该层承载力特征值kPa f ak 60=，地基以上
土层重度3
m /3.18m kN =γ，查GB50007表5.2.4取0.1d
=η，则： ()()0.560 1.018.30.90.567.32a ak d m f f d kPa
ηγ=+-=+??-=
桩端土层天然地基承载力修正:桩端土层的埋置深度为160.916.9d m =+=，位于层4-1淤泥质粉质粘土层中，该层承载力特征值
55ak f kPa
=；
桩端以上各土层的平均重度：
3
m 18.3 1.017.38.918.4 3.717.9 3.3
17.72/16.9kN m γ?+?+?+?=
=，
查GB50007表5.2.4取
0.1d =η，则：
()()0.555 1.017.7216.90.5345.61a ak d m f f d kPa ηγ=+-=+??-=
4.提梁机基础设计（85t ）
承载力验算 荷载：单个龙门吊自重1020KN,最大吊重1400KN,跨度38m ，走形部长11.86m,水泥搅拌桩长12m/跟，双排布置，间距3m,龙门吊轨道基础
单侧轨道承载力2420KN ÷2﹦1210KN σ=F 端/BH=1210÷（1.5×11.86m ）=68Kpa 单桩承载力确定：Ra=σqpAp+Upqsili=227.4KN
部长范围内共计8跟桩共同承受227.4×8=1819.2KN ＞1210KN 复合基地承载力168.24 Kpa ＞68Kpa 满足要求！ 五、主要成果及应达到的技术指标