一、工程概況
K277+734.838**路鋼筋混凝土框架橋是根據(jù)與**市**新區(qū)協(xié)議設(shè)計為(10+12+12+10)m的分離式鋼筋砼框架橋。根據(jù)協(xié)議,本橋鐵路部門
只負(fù)責(zé)框架橋主體、出入口翼墻,中央防撞墻、橋下路面的施工,出入口以外引道、排水、照明設(shè)備均不在本施工范圍內(nèi)。本框架橋跨越**市規(guī)劃**路,鐵路與公路斜交0°48′35″。
橋址位于**電氣化鐵路馬尚站東咽喉,線路里程K277+734.838處,橋上線路涉及5股線路,分別為上行正線、下行正線遷出線及二條岔線。影響6組道岔,其中3組SC325型提速道岔分別為上行線上的8#、18#兩組P60-1/12提速道岔和下行線上的10#一組P60-1/12提速道岔,3組為遷出線和岔線上的普通木枕道岔,14#、16#為P50-1/9,12#為P43-1/12。
箱橋延線路方向總長51.46m,總高8.3米,因箱橋處于站場咽喉區(qū),故設(shè)計將箱體橫向長度按臺階狀設(shè)置,其橫向長度由站外向站內(nèi)依次為第一孔15.22m, 第二孔16.62m, 第三孔18.12m, 第四孔20.32m。
本框架橋采用頂進(jìn)法施工,采用縱橫抬梁法加固線路,箱體單孔設(shè)計最大頂力1410t,鋼軌樁后背52m,按8根/m布置。
橋址處框架基底置于粉質(zhì)粘土上,地基允許承載力[σ]=150kPa, 框架基底承載力不小于150kPa。
二、施工組織
1、本工程由**鐵路工程有限公司**分公司組織施工,成立:**鐵路
工程有限公司**電氣化平改立項目部,施工組織機(jī)構(gòu)詳見下圖《施工組 織機(jī)構(gòu)框圖》
2、施工任務(wù)劃分:
根據(jù)本工程的施工內(nèi)容及工作量,項目部設(shè)4個作業(yè)隊,具體施工任務(wù)劃分見下表。
三、施工方案
(一)總體安排
1、開工前對施工地點的地形、地質(zhì)水文、地上設(shè)施、地下建筑物(如地下管線、其他障礙物)等情況進(jìn)行周密調(diào)查。聯(lián)系建設(shè)單位及時與工務(wù)、電務(wù)、鐵通簽定施工安全配合協(xié)議,改移橋上電纜,將地下管、線、障礙物予以必要的遷移和架空防護(hù)。
2、本橋采取現(xiàn)場預(yù)制,要點頂進(jìn)施工方案。在**線北側(cè)引道位預(yù)制箱體,用縱橫抬梁法加固線路,利用慢行點將頂進(jìn)箱體。
3、與工務(wù)段簽定無縫線路應(yīng)力放散協(xié)議,向路局提出施工要點申請計劃。
4、箱體施工方法采用原施工方案;主體基坑開挖以機(jī)械為主,人工輔助施工,土方采用自卸汽車運輸。砼制備:箱橋施工采用商品混凝土。
施工組織機(jī)構(gòu)框圖
(二)線路加固方法
1、線路加固重點及難點
線路加固采用橫抬梁法結(jié)合吊軌梁加固線路。箱橋頂進(jìn)中,橋頂面范圍內(nèi)影響線路有四股分別為上、下行正線及遷出線、岔線。箱體在頂進(jìn)中兩邊側(cè)路基塌陷影響線路時,箱體青島方需加固三股道,**方需加固五股道。影響道岔6組,其中3組SC325提速道岔,3組為普通木枕道岔,見《**路箱橋頂進(jìn)線路加固平面布置示意圖》。
本次線路加固的重點及難點:一、3組SC325提速道岔為砼枕,道岔間及道岔前后均為Ⅲ型砼枕,砼枕不能抽換為木枕。二、要切實保證提速道岔和普通道岔幾何尺寸。三、頂進(jìn)中確保道岔群及線路的整體穩(wěn)定。
2、橫抬梁的布置
為減小對運營線的干擾和便于線路加固,箱體采取四孔同時頂進(jìn)的方法。線路及道岔的加固采用H型鋼橫抬梁,(HM400*400型鋼),H型鋼沿箱橋頂面按間距60cm均布,其目的是為加固道岔提供便利。箱體最外側(cè)4根密設(shè),作為箱體兩側(cè)防路基塌方縱抬梁支點(見《**路箱體頂進(jìn)線路加固半立面示意圖》)。經(jīng)檢算橫抬梁最大跨度為10.5m,頂進(jìn)過程中橫抬梁跨度控制在9.5m至10.0m間,不能超過10米。
3、箱體兩側(cè)防路基塌方縱橫抬梁布置
為防止頂進(jìn)過程中箱體兩側(cè)路基塌方,采用縱、橫抬梁法加固線路及道岔。在箱體兩側(cè)的線路間及線路兩側(cè)路肩上,下設(shè)挖孔樁橫抬梁支墩,橫抬梁采用四拼H型鋼,縱抬梁直線地段采用P50軌7扣軌束梁,岔下斜向地段采用9扣軌束梁,支墩布置為第一排距箱體3.4m,第二排
距第一排4.2m。砼支墩直徑,青島方上行線外側(cè)及下行線與遷出線間為
200cm,遷出線外側(cè)為150cm,**方上下行間,遷出線與岔線間為200cm,
其它為150cm,見《**路箱體頂進(jìn)線路加固半立面示意圖》。
4、線路及道岔加固措施
為確保線路和道岔幾何尺寸,SC325提速道岔及Ⅲ型砼枕不能進(jìn)行砼枕抽換為木枕。為此在砼枕上線路中心設(shè)5扣扣軌梁,加強道岔的整體性,砼枕下與橫抬梁間每根鋼軌下設(shè)5扣軌束梁,并與砼枕用U型螺栓連接,增強橫抬梁的穩(wěn)定性,并在砼岔枕及Ⅲ型砼枕與橫抬梁間采用木枕和墊木支撐砼岔枕及Ⅲ型砼枕。箱橋范圍內(nèi)木枕道岔采取在木枕外側(cè)設(shè)3扣吊軌內(nèi)側(cè)設(shè)5扣吊軌,吊軌梁用U型螺栓與木枕加固措施,兩基本軌間用5扣吊軌梁用U型螺栓與木枕加固,以保證在穿進(jìn)橫抬梁道岔和線路的整體穩(wěn)定性。道心扣軌隨線路空隙,扣軌交叉長度保證1.0m。軌道外側(cè)3扣軌與縱梁之間用枕木頭支頂,用以保證線路曲線方向圓順。
箱體兩側(cè)防路基塌方地段的道岔及線路加固,因其縱抬梁要承受列車荷載,并徑其轉(zhuǎn)遞到橫抬梁上,且受最大跨度制約,故采用7扣軌束梁設(shè)置在基本軌砼枕或木枕之下。
見《**路箱橋頂進(jìn)線路加固平面布置示意圖》。
5、線路及道岔防橫移加固措施
為防止線路及道岔在箱橋頂進(jìn)及列車經(jīng)過時出現(xiàn)橫向移動,采取在橫抬梁上加設(shè)1扣2軌束梁用U型螺栓與橫抬梁連接牢固,軌束梁設(shè)在頂進(jìn)前進(jìn)方向一側(cè)(線路南側(cè)),采用軌束梁頂住線路,防止線路橫移,每股線路加設(shè)一道,共計三股防線路橫移軌束梁,橫抬梁支點采用木枕
支墊,并在橫抬梁前端埋設(shè)木枕進(jìn)行支擋,防止橫抬梁在頂進(jìn)時前移,
確保橫抬梁頂進(jìn)不移動、線路不橫移及道岔的幾何尺寸精度。
(三)后背設(shè)置
箱體頂進(jìn)后背采取M10漿砌片石后背,后背上方填土厚度不小于3米,填土坡度為1:0.75,東側(cè)兩孔的后背設(shè)為一種形式,西側(cè)兩孔的后背設(shè)為一種形式,兩后背采用臺階式布置,具體后背尺寸見《**路漿砌片石后背示意圖》。
(四)箱體頂進(jìn)
箱體頂進(jìn)前應(yīng)具備下列條件:箱體鋼筋混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的100%,防水層及防護(hù)層按設(shè)計完成;線路已加固完畢;后背施工完畢,
頂進(jìn)設(shè)備安裝完畢已進(jìn)行試頂;將地下水已降至滑板以下0.5米;觀測人員、儀器裝置及勞動力組織準(zhǔn)備完畢;實施性施工組織及安全措施編制落實完畢。
頂進(jìn)設(shè)備:本工程箱體用56臺200t臥式千斤頂,用2臺高壓油泵向千斤頂供油。
傳力柱及橫梁:傳力柱用鋼軌焊制的傳力柱。頂進(jìn)中為了保持傳力柱的穩(wěn)定性,每隔4m傳力柱間設(shè)橫向聯(lián)結(jié)鋼板,鋼板厚度為10mm,高度與傳力柱同高:即400mm。頂鎬頭部與底板延伸部分鋼筋砼接觸面須加墊厚度為10~20mm的鋼板。頂進(jìn)挖土及灌注速凝砼:箱涵頂進(jìn)挖土采用人
工挖除,人工清理基底,地面清理平整,超挖部分必須夯填密實,基底采用C20速凝砼,灌注砼后4小時左右達(dá)到砼強度后進(jìn)行頂進(jìn),因四孔同時頂進(jìn),且中間兩孔與兩邊孔底板標(biāo)高不,清基完成后,中孔底板灌注0.2m厚C20速凝砼,兩邊孔灌注厚0.5mC20速凝砼,中孔砼灌注時宜 在每邊孔預(yù)留10cm砼,即中孔底寬較設(shè)計寬20cm,防止中孔箱體頂進(jìn)時擠壓兩邊孔基礎(chǔ)砼。
頂進(jìn)作業(yè)方式:頂進(jìn)挖土,采用兩臺挖掘機(jī)挖土,自卸汽車外運,在后背中間設(shè)寬4米的出土道,保證土方運輸。土方開挖嚴(yán)格限制每作業(yè)
循環(huán)進(jìn)尺,每次以0.5m左右為宜,挖一個頂程的土方,立即頂進(jìn)箱身,使箱身緊靠開挖面,開挖面與既有橋底版邊保持3米, 不得超挖,吃土頂進(jìn)。千斤頂加壓應(yīng)均勻,出現(xiàn)偏差及時調(diào)整。頂進(jìn)中施工人員每頂一頂程測量一次其高程及方向,發(fā)現(xiàn)問題及時研究,制定措施加以糾正,如遇到“昂頭”“扎頭”現(xiàn)象,應(yīng)及時處理,確保頂進(jìn)質(zhì)量。
為確保頂進(jìn)順利進(jìn)行,并保證行車安全,施工期間兩端派防護(hù)人員,防護(hù)人員若在線路上發(fā)現(xiàn)危及行車安全的故障時,立即果斷處理。指派有經(jīng)驗的線路檢查人員隨時認(rèn)真檢查路基和線路變化,如標(biāo)高、水平位移、軌面不平等,一旦發(fā)現(xiàn)問題,立即調(diào)整處理。
頂進(jìn)時,頂柱及后背上部嚴(yán)禁站人。當(dāng)列車通過時,必須停止頂進(jìn),施工人員撤離工作面。施工期間要嚴(yán)格管理施工機(jī)械及工具,嚴(yán)防侵限。頂進(jìn)現(xiàn)場要備有足夠的道碴、枕木、草袋、木材、鋼軌等用以應(yīng)急搶修。
當(dāng)列車通過時,必須停止頂進(jìn),施工人員撤離工作面。頂進(jìn)現(xiàn)場要備有一定量的道碴、枕木、草袋、木材、鋼軌等以應(yīng)急搶修時用。
四、安全質(zhì)量措施
為確保**路框架橋頂進(jìn)施工優(yōu)質(zhì)安全的完成,特制定以下安全質(zhì)量措施,望所有參加施工的人員認(rèn)真學(xué)習(xí)并切實執(zhí)行。
1、在既有線施工作業(yè),必須先制定完備的安全技術(shù)措施,進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底,并組織所有的參加人員學(xué)習(xí)有關(guān)規(guī)定和要求。
2、認(rèn)真貫徹執(zhí)行《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》、《橋涵施工規(guī)范》、《鐵路工
務(wù)安全規(guī)則》、《鐵路行車線上施工技術(shù)安全規(guī)則》及《鐵路線路維修規(guī)則》中與本次施工有關(guān)的規(guī)定和要求。
3、頂進(jìn)施工前首先到分局辦理施工慢行要點計劃,得到批準(zhǔn)后方可據(jù)以施工。
4、按批準(zhǔn)的要點計劃進(jìn)行施工前,應(yīng)嚴(yán)格按照《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》第2.2.10條防護(hù)辦法設(shè)置,要求設(shè)置慢行防護(hù)信號標(biāo)志,未設(shè)置防護(hù)嚴(yán)禁施工。兩端800米處設(shè)置移動減速信號牌(限速45km)、減速防護(hù)地段終端信號牌,在20m處設(shè)置減速地點標(biāo)。
5、對線路加固使用的材料必須先確認(rèn)完好無損后才能使用。
6、頂進(jìn)施工前,必須先確認(rèn)開挖范圍內(nèi)是否有電纜,對于有電纜的地段必須先挖探溝確認(rèn)其位置,制定防護(hù)措施以保證安全,不得擅自碰撞、移動電纜、光纜。
7、橫抬梁組拼時,每一連接螺栓處均需安裝穩(wěn)定墊木,往線路下穿橫抬梁時,每次線路扒開度不得大于2.5m,橫抬梁最多可同時穿入兩組,
穿入的橫抬梁墊實穩(wěn)定可以承受線路荷載后方可進(jìn)行下一組的穿入工作,頂進(jìn)完畢拆除加固時按此方法反向進(jìn)行。
8、進(jìn)行線上作業(yè)時,應(yīng)做好絕緣防護(hù)工作,撬棍等金屬工具應(yīng)加裝絕緣套,以防造成軌道短路。
9、頂進(jìn)期間車站與工地之間應(yīng)建立通信聯(lián)系,專人向工地通報列車通過情況,同時向運輸部門通報工地生產(chǎn)情況。
10、吊軌進(jìn)行加固線路時,扣板、“U”形螺栓不得侵占護(hù)軌輪緣槽位置,即寬90mm,深60mm,也不得超過軌面5mm。
11、頂進(jìn)施工前應(yīng)對以下內(nèi)容進(jìn)行檢查:
①橫抬梁支點擋背牢固度應(yīng)良好,滑條鋼板上應(yīng)涂油,以減小磨擦,防止工字鋼帶動線路橫移。
②防橫移及撥道設(shè)備如倒鏈、撬棍、起撥式起道機(jī)等是否配備齊全。
③頂進(jìn)作業(yè)前對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試,對箱體進(jìn)行試頂。
12、傳力柱應(yīng)加設(shè)橫向系,液壓系統(tǒng)嚴(yán)禁超過額定壓力,建立傳喚線路,機(jī)械操作人員要聽從線路防護(hù)員的停機(jī)命令。
13、成立線路養(yǎng)護(hù)小組,對線路進(jìn)行晝夜整修,確保線路質(zhì)量。
14、頂進(jìn)時應(yīng)派專人觀察線路,如發(fā)現(xiàn)變形,應(yīng)立即停止頂進(jìn),及時處理并加強養(yǎng)護(hù)。
15、頂進(jìn)時頂柱和后背上不得站人,以防頂柱崩出或后背意外傷人。
16、頂進(jìn)挖土每次開挖進(jìn)尺不得超過1.0m,以防因暴露時間過長而造成兩側(cè)路基坍塌。
17、箱體一經(jīng)吃土,必須組織盡快挖土,實行三班倒作業(yè),保持箱體不斷頂進(jìn),當(dāng)由于某種原因迫使頂進(jìn)暫時終止時,亦應(yīng)間續(xù)頂進(jìn),防止因時間過長而使阻力增大。
18、頂進(jìn)挖土?xí)r,必須放坡開挖,坡度不大于1:1,嚴(yán)禁垂直開挖或懸空開挖。
19、每次交班前,對千斤頂、油泵液壓系統(tǒng)、頂鐵、后背等設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)檢查,并掌握涵身當(dāng)時的方向、高程等情況后才能繼續(xù)頂進(jìn),頂 進(jìn)過程中要始終作好記錄,隨班交接。
20、頂進(jìn)箱身應(yīng)在列車運行間隙進(jìn)行,當(dāng)有列車通過時,應(yīng)立即停止頂進(jìn)并在列車到達(dá)以前檢查線路狀況是否良好,遇有危及行車安全的情況時,應(yīng)在列車到達(dá)之前處理,如在列車到達(dá)之前不能處理,應(yīng)按《技規(guī)》要求派出防護(hù)人員設(shè)置信號,通知列車停止前進(jìn)。
21、頂進(jìn)時遇有以下幾種情況不得挖土:
①列車通過時不得挖土,同時工作人員撤離開挖面2m以外。
②機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時不得挖土。
③較長時間不頂進(jìn)時不挖土。
④交接班前不挖土。
22、橋上道岔為膠接及凍接,按無縫線路處理,線路加固前必須先進(jìn)行應(yīng)力放散,同時施工過程中應(yīng)滿足以下要求:
①列車慢行接管線路時,必須對線路情況調(diào)查清楚,如處于何種區(qū)段(固定區(qū)、伸縮區(qū)、緩沖區(qū)),鋪設(shè)日期、鎖定軌溫、此段兩端觀測樁處標(biāo)記的爬行量等,建立巡道檢查養(yǎng)護(hù)維修記錄臺帳及交接班制度。
②備足無縫線路搶修用品,如鼓包夾板、普通夾板、急救器、防爬器(支撐)、草袋、水桶、抽水機(jī)、水管等。
③動線路前先將換枕范圍兩端外50m范圍內(nèi)上緊扣件,按伸縮區(qū)要求加強防爬鎖定。
④按《鐵路工務(wù)手冊·軌道》中第七節(jié)內(nèi)容及要求并防護(hù)線路。
⑤配備軌溫計隨時測量實際軌溫,當(dāng)最高軌溫超過鎖定軌溫10℃時,要求加強防爬鎖定。
⑥施工作業(yè)時要注意線路狀態(tài)的變化,發(fā)現(xiàn)起道省力、撥道困難、方向不良、硬彎增加、水平不好、連續(xù)空吊、枕端道渣離縫等脹軌預(yù)兆,應(yīng)立即線路及頂進(jìn)作業(yè),設(shè)置防護(hù),及時恢復(fù)線路,采取降溫措施。
⑦一旦發(fā)生脹軌道事故,必須按《鐵路工務(wù)手冊》中“無縫線路故障處理”的有關(guān)辦法采取搶救措施,并立即通知工務(wù)部門前來共同處理。
⑧無縫線路防脹軌措施
橋涵在無縫線路地段施工,必須派專人24小時盯守線路,防止線路脹軌,備足道渣,養(yǎng)護(hù)線路,并對軌道不定時澆水降溫。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)線路連續(xù)出現(xiàn)碎彎并有脹軌跡象時,必須加強巡查或派專人監(jiān)視,觀測軌溫和無縫線路方向的變化。如碎彎繼續(xù)擴(kuò)大,應(yīng)設(shè)慢行信號,并通知工區(qū)緊急處理。線路穩(wěn)定后,恢復(fù)正常通車。
發(fā)生脹軌跑道后,可采取澆水或噴灑液態(tài)二氧化碳等辦法降低鋼軌溫度,軌溫降低后方可撥道。曲線地段撥道只能上挑,不宜下壓。撥道后必須夯拍道床,限速放行列車,并派人看守,待軌溫降至接近鎖定軌溫時,再恢復(fù)線路和正常行車速度。
采取降溫措施后,仍不能恢復(fù)線路時,在地形許可的情況下,可從跑道故障處兩端向中間撥成半徑不小于200米的反向曲線,曲線間加直線不得短于10米。如雙線地段,撥后應(yīng)滿足線間距要求。撥道后限速5km/h放行列車,并派人看守。
23、高空作業(yè)人員要注意人身安全,各種工具不得亂放,以防侵限或掉落傷人。
24、作好工地防火、防洪、防盜及用電管理對各種用電設(shè)備經(jīng)常進(jìn) 行檢查維修,確保其處于良好的工作狀態(tài)。
25、頂進(jìn)施工完畢,線路恢復(fù)正常后應(yīng)會同當(dāng)?shù)毓?wù)部門共同檢查線路情況,合格后方可撤除線路加固并辦理撤消要點手續(xù),線路防護(hù)工作方告結(jié)束。
26、其他勞動紀(jì)律:
①線路防護(hù)人員及頂進(jìn)時在崗人員嚴(yán)禁攘離職守。
②嚴(yán)禁班前、班中飲酒,嚴(yán)禁穿拖鞋或不配戴防護(hù)用品作業(yè)。
③不得在線路上行走或坐臥休息。
五、附計算資料
(一)框架橋頂進(jìn)力學(xué)計算
1、最大頂力計算:
最大頂力Pmax的計算公式:
Pmax=K[N
1f
1+( N
1+ N
2)f
2+2Ef
3+RA]
安全系數(shù):K=1.2;摩擦系數(shù):f
1=0.3,f
2=f
3=0.8
1、東側(cè)兩邊孔
橋上線路重:N
1=3*2.5BP1=3*2.5*25.73*1.0=192.975t
箱橋自重:N
2=1181*2.5+10=2962.5t
土壁側(cè)壓力:E=(e
1+e
2)HL/2=(ξγH
1+ξγH
2)HL
=(0.3*1.9*1.0+0.3*1.9*9.3)*8.3*15.2/2=370.34t
其中:系數(shù)ξ=0.3;土體比重γ=1.9;橋上土高H
1=1.0米;橋高H=8.3米;總高H
1+H=9.3米。
刃角頂力:RA=2.2H=2.2*8.3=18.26t
東側(cè)兩邊孔最大頂力:
Pmax=1.2*[192.975*0.3+(192.975+2962.5)*0.8+370.34
*0.8+18.26/2]=3465.2 t
2、西側(cè)兩邊孔
橋上線路重:N
1=5*2.5BP1=3*2.5*25.73*1.0=321.625t
箱橋自重:N
2=1403.2*2.5+10=3518t
土壁側(cè)壓力:E=(e
1+e
2)HL/2=(ξγH
1+ξγH
2)HL
=(0.3*1.9*1.0+0.3*1.9*9.3)*8.3*20.3/2=494.6t
其中:系數(shù)ξ=0.3;土體比重γ=1.9;橋上土高H
1=1.0米;橋高H=8.3米;總高H
1+H=9.3米。
刃角頂力:RA=2.2H=2.2*8.3=18.26t
西側(cè)兩邊孔最大頂力:
Pmax=1.2*[321.625*0.3+(321.625+3518)*0.8+494.6*0.8
+18.26/2]=4287.6 t
2、油頂布置計算
油頂個數(shù):采用200 t油頂,油頂效率按70%計,每個油頂有效頂力140t。
1、東側(cè)兩孔需要200 t油頂3465.2/140=24.8個,按照25個油頂布置 。
2、西側(cè)兩需要200t油頂4287.6/140=30.6個,按照31個油頂布置。
(二)M10漿砌片石后背截面尺寸計算
1、截面尺寸設(shè)計
根據(jù)郎金被動土壓力計算公式:P=γξh
2tg
2(45
0+φ/2)
設(shè)采用M10漿砌片石,砌石頂填土坡度1:0.75,ξ=0.59
H2=mH1,m=0.4,φ=20
0,γ=1.9
后背墻頂部土壓力:P
1=γξh
2tg
2(45
0+φ/2)
=1.9*0.59*0.4H1* tg
2(45
0+20
0/2)=0.915H1(t/ m)
后背墻底部土壓力:P
2=γ(h
1+ξh
2)tg
2(45
0+φ/2)
=1.9*( h
1+0.59*0.4H1)* tg
2(45
0+20
0/2)=4.79h
1
后背墻土壓力:E
P=( P
1+ P
2) hH
1/2=(0.915H1+4.79H
1) H
1/2=2.852H
12
(1)、東側(cè)后背:
E
P*26.5=3465.2,E
P=131=2.852 H
12
解:H
1=6.8m
后背墻厚度:b=0.541h
1+0.03=3.7 m。
其他尺寸:b
1=b-0.3=3.4 m;
h
A=1.1 b
1-0.3=3.44 m,
(2)、截面驗算
A-A截面以上長度在剛性角以外,即θ≥35
0,需進(jìn)行驗算。
B-B截面以下長度在剛性角以內(nèi),即θ≤35
0,不需進(jìn)行驗算。
A-A截面土壓力:P
1= 0.915H1=6.222 t/ m
其中P
2=2.852H
12=32.572t/ m2;
△P=(P2-P1)/H1*HA=14.531 t/ m2
PA=P1+△P=20.753 t/ m2
EPA=(P1+PA)/2*HA=50.579 t/ m2
y
A=(PA+2P1)/3/(PA+P1)*HA=1.538
A- A截面彎矩M
A= E
PA* Y
A=77.8t- m
彎矩驗算M
A′=4.333*b
2=59.32 t-m
所以M
A >M
A′(采用M10砂漿不安全)
若安全則必須4.333*b
2>77.8
則b>4.24m
調(diào)整后背墻截面尺寸(詳見《**路漿砌片石后背示意圖》)
b=4.2 m;h
A= 3.5m; h
B=2.8 m; h
1=6.8m。
B-B截面以下h
B/ b=2.8/4.2=0.67,θ=tg
-10.67=33.69
0<35
0不需進(jìn)行驗算。A-A截面以上h
B/ b=3.5/4.2=0.833,θ=tg
-10.7=39.8
0≥35
0需進(jìn)行驗算。
檢算同上:P
1= 0.915H1=6.222 t/ m
其中P
2=2.852H
12=32.572t/ m2;
△P=(P2-P1)/H1*HA=13.563 t/ m2
PA=P1+△P=19.785 t/ m2
EPA=(P1+PA)/2*HA=45.511 t/ m2
y
A=(PA+2P1)/3/(PA+P1)*HA=1.446
B- A截面彎矩M
A= E
PA* Y
A=65.8t- m
彎矩驗算M
A′=4.333*b
2=76.44 t-m
所以M
A <M
A′(采用M10砂漿安全)
剪力驗算:τ= E
PA/A
A=45.511*10
3/(4.2*1.0*10
4)=1.08 kg/cm2
τ<[τ]=2.86 kg/cm2(采用M10砂漿安全)
(3)、西側(cè)后背:
E
P=161.8=2.852 H
12
解:H
1=7.53m,取H
1=7.6m
后背墻厚度:b=0.541h
1+0.03=4.14 m。
其他尺寸:b
1=b-0.3=3.84 m;
(4)、截面驗算
A-A截面以上長度在剛性角以外,即θ≥35
0,需進(jìn)行驗算。
B-B截面以下長度在剛性角以內(nèi),即θ≤35
0,不需進(jìn)行驗算。
A-A截面土壓力:P
1= 0.915H1=6.954 t/ m
其中P
2=2.852H
12=36.404t/ m2;
△P=(P2-P1)/H1*HA=16.354 t/ m2
PA=P1+△P=23.307 t/ m2
EPA=(P1+PA)/2*HA=63.85 t/ m2
y
A=(PA+2P1)/3/(PA+P1)*HA=1.73
A- A截面彎矩M
A= E
PA* Y
A=110.455t- m
彎矩驗算M
A′=4.333*b
2=77.164 t-m
所以M
A >M
A′(采用M10砂漿不安全)
若安全則必須4.333*b
2>110.455
則b>5.05m
調(diào)整后背墻截面尺寸(詳見《**路漿砌片石后背示意圖》)
b=5.0m;h
A= 3.8m; h
B=3.3 m; h
1=7.6m。
B-B截面以下h
B/ b=3.3/5.0=0.66,θ=tg
-10.67=33.4
0<35
0不需進(jìn)行驗算。A-A截面以上h
B/ b=3.8/5.0=0.76,θ=tg
-10.7=37.2
0≥35
0需進(jìn)行驗算。
檢算同上:P
1= 0.915H1=6.954 t/ m
其中P
2=2.852H
12=36.404t/ m2;
△P=(P2-P1)/H1*HA=14.725 t/ m2
PA=P1+△P=21.679 t/ m2
EPA=(P1+PA)/2*HA=54.4t/ m2
y
A=(PA+2P1)/3/(PA+P1)*HA=1.57
B- A截面彎矩M
A= E
PA* Y
A=85.64t- m
彎矩驗算M
A′=4.333*b
2=108.3 t-m
所以M
A <M
A′(采用M10砂漿安全)
剪力驗算:τ= E
PA/A
A=54.4*10
3/(5*1.0*10
4)=1.09 kg/cm2
τ<[τ]=2.86 kg/cm2(采用M10砂漿安全)
(三)頂進(jìn)H型鋼檢算及翼墻施工線路加固檢算
1、頂進(jìn)H型鋼檢算
框架橋結(jié)構(gòu)高8.3米,橫抬梁計算跨度按照滿足框架橋結(jié)構(gòu)最小條件檢算。
H型鋼規(guī)格:HW400×400,H*B=400*408mm,每根長18米,Wx=3560cm3;Ix=71100cm4; 理論重量197kg/m。H型鋼布置2根一組,中至中間距1.2米。
(1)頂進(jìn)時H型鋼橫抬梁最大跨度受力檢算:
橋長51.464米,線路荷載因線路上為道岔,不能進(jìn)行扣軌分配,所以按軸重均布分配,即支點受力p1=22/1.5=14.67t/m。
沖擊系數(shù):按限速45km/h,根據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》和《鐵路工務(wù)技術(shù)手冊》確定:
1+u=1+28/(40+L)×45/60=1+28/(40+11)×45/60=1.412,
考慮線路自重、H型鋼等靜載按2t/m,
則P2=(14.67+2)×1.412=23.538t。H型鋼間距按0.6m,則在H型鋼
上所受力P=23.538*0.6= 14.12t,所受力均布分配在2.5m長的枕木上,然后傳至H型鋼上,即在長2.5m范圍內(nèi)均布荷載q=14.12/2.5=5.65t/m
設(shè)箱涵在頂進(jìn)過程中有以下幾種不利情況:
1、頂進(jìn)時第一股線路移至H型鋼跨中(如圖所示)
彎矩計算:10.5*R1=5.65*2.5*5.25+5.65*1.5*1.5/2
R1=7.67t
跨中彎矩:M1=7.67*5.25-5.65*1.25*1.25/2=35.85t·m
2、頂進(jìn)時第一、二股線路中心移至H型鋼跨中(如圖所示)
彎矩計算:10.5*R1=5.65*2.5*(5.25+2.5)+5.65*2.5*(2.5+0.25)
R1=14.12t
跨中彎矩:M1=14.12*5.25-5.65*2.5*2.5=38.82t·m
3、頂進(jìn)時第二股線路移至H型鋼跨中(如圖所示)
彎矩計算:
10.5*R1=5.65*1.5*(11-1.5/2)+5.65*2.5*5.25+5.65*1.5*1.5/2
R1=15.94t
跨中彎矩:
M1=15.94*5.25-5.65*1.5*(5.25-1. 5/2)-5.65*1.25*1.25/2
=41.13t·m
結(jié)論:由以上三種情況可知,第三種情況跨中點為最不利點,彎矩最大為41.13 t·m,
根據(jù)彎距檢算強度:σ= M /W
=41.13×10
5Kg/3560 cm
2=1155kg/cm
2<[σ]=1700 kg/cm2 滿足要求
第三情況跨中撓度最大:按照集中荷載計算三個集中力疊加
yc1=PL
3/(48EI)=14.12*1050
3*10
3*9.8/(48*210*10
5*71100)=2.24cm
yc2=Pbx*(L
2-x
2-b
2)/(6LEI)
=14.12*10
3*9.8*25*0.5*1050*(1050
2-525
2-25
2)/(6*1050*210*10
5*71100)
=0.16cm
f
max=yc1+2*yc2=2.24+2*0.16=2.56cm<[f]=1050 /400=2.63cm
滿足要求。
(1)箱側(cè)H型鋼檢算
框架橋外側(cè)每側(cè)設(shè)置3組4拼H型鋼橫抬梁架設(shè)在C15砼支墩上,H型鋼橫抬梁間距4.2米,H型鋼橫抬梁設(shè)3個支點。
當(dāng)正線2股線路機(jī)車輪對壓在H型鋼時,是最不利位置,根據(jù)《路橋施工計算手冊》第741頁荷載、彎距圖及計算公式得。
跨度4.2m,列車重載每米為22t/1.5=14.67t
沖擊系數(shù)1+u=1+28/(40+L)×45/60=1+28/(40+10)×45/60=1.42,
考慮線路自重、H型鋼等靜載按2t/m,
則總荷載P總=(14.67+2)×1.42×4.2=99.42t,分配在4拼H型鋼上,每個支點P=99.42/2=49.71t,支點A、B的支座反力RA=RB=49.71t。
最大彎矩:C、D點彎矩最大M
C=49.71*2.5=124.28t·m
彎距檢算強度:σ=124.28×10
5/(3560×4)=872.7kg/cm2
σ=872.7kg/cm2<[σ]=1700 kg/cm2 滿足要求。
跨中最大撓度f=2*P*B*X*(L
2-X
2-B
2)/(6L*E*I)
=2×49.71×10
3×9.8×250×500×(1000
2-500
2-250
2)/(6×1000×2.1×10
6×71100×4)=2×1.168cm=2.34<[f]=1000/400=2.5cm滿足要求。
(1)箱橋上最外側(cè)H型鋼檢算
箱橋上最外側(cè)設(shè)H型鋼4片為一組,作為計算跨度4.2米扣軌梁加固箱橋外線路的支點。最不利荷載位置如檢算示意圖一。
q=(22×4+1)/4.2=21.2 t/m,沖擊系數(shù)1+28/(40+12)=1.54, 則P=21.2×4.2/2=44.52t。
B處彎距M
B=44.52×1.54 ×(2×2.5+5) ×3.5/11=218.2t-m
C處彎距M
C=44.52×1.54×[(2.5-4.5) ×8.5+3.5×11]/11=134.0t-m
按照B處彎距檢算強度:σ=218.2×10
5/(3560×4)=1532.3kg/cm2
σ=1532.3kg/cm2<[σ]=1700 kg/cm2 ,滿足要求。
B處撓度最大f
B=44.52×10
3×350×[(350×2+250) ×1100
2-4×350
2×1100+2×350
3-350
2×500-250
3]/(6×2.1×10
6×4×71100×1100)=2.5cm<[f]=1600 /400=4cm滿足要求。
(4)H型鋼砼支座檢算
支座承受的最大壓力為P=49.71t
砼自重2.4×10×1
2×3.14=72.2 t
強度:σ=(49.71+72.2) /(1.65
2×3.14)=14.25t/m2
地基承載力[σ]=150kpa=15t/m2 σ<[σ]滿足要求
框架橋外側(cè)每側(cè)設(shè)置3組4拼連續(xù)等跨H型鋼加設(shè)在C15砼支墩上,間距4.2米,計算跨度10米。
二、翼墻施工線路加固檢算
翼墻施工線路加固采用頂進(jìn)時框架橋兩側(cè)線路加固方式,其檢算在上述頂進(jìn)H型鋼檢算中。