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鐵路橋涵頂進施工線路加固方案
2011-11-08 來源:筑龍網
一、工程概況

    K277+734.838**路鋼筋混凝土框架橋是根據與**市**新區協議設計為(10+12+12+10)m的分離式鋼筋砼框架橋。根據協議,本橋鐵路部門

    只負責框架橋主體、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、照明設備均不在本施工范圍內。本框架橋跨越**市規劃**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,故設計將箱體橫向長度按臺階狀設置,其橫向長度由站外向站內依次為第一孔15.22m, 第二孔16.62m, 第三孔18.12m, 第四孔20.32m。

    本框架橋采用頂進法施工,采用縱橫抬梁法加固線路,箱體單孔設計最大頂力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,施工組織機構詳見下圖《施工組 織機構框圖》

    2、施工任務劃分:

    根據本工程的施工內容及工作量,項目部設4個作業隊,具體施工任務劃分見下表。

    

    三、施工方案

    (一)總體安排

    1、開工前對施工地點的地形、地質水文、地上設施、地下建筑物(如地下管線、其他障礙物)等情況進行周密調查。聯系建設單位及時與工務、電務、鐵通簽定施工安全配合協議,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。

    2、本橋采取現場預制,要點頂進施工方案。在**線北側引道位預制箱體,用縱橫抬梁法加固線路,利用慢行點將頂進箱體。

    3、與工務段簽定無縫線路應力放散協議,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。

    施工組織機構框圖

    

    (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合吊軌梁加固線路。箱橋頂進中,橋頂面范圍內影響線路有四股分別為上、下行正線及遷出線、岔線。箱體在頂進中兩邊側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、頂進中確保道岔群及線路的整體穩定。

    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4根密設,作為箱體兩側防路基塌方縱抬梁支點(見《**路箱體頂進線路加固半立面示意圖》)。經檢算橫抬梁最大跨度為10.5m,頂進過程中橫抬梁跨度控制在9.5m至10.0m間,不能超過10米。

    3、箱體兩側防路基塌方縱橫抬梁布置

    為防止頂進過程中箱體兩側路基塌方,采用縱、橫抬梁法加固線路及道岔。在箱體兩側的線路間及線路兩側路肩上,下設挖孔樁橫抬梁支墩,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,青島方上行線外側及下行線與遷出線間為

    200cm,遷出線外側為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型砼枕不能進行砼枕抽換為木枕。為此在砼枕上線路中心設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5扣軌束梁,并與砼枕用U型螺栓連接,增強橫抬梁的穩定性,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。箱橋范圍內木枕道岔采取在木枕外側設3扣吊軌內側設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,以保證在穿進橫抬梁道岔和線路的整體穩定性。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,并徑其轉遞到橫抬梁上,且受最大跨度制約,故采用7扣軌束梁設置在基本軌砼枕或木枕之下。

    見《**路箱橋頂進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及列車經過時出現橫向移動,采取在橫抬梁上加設1扣2軌束梁用U型螺栓與橫抬梁連接牢固,軌束梁設在頂進前進方向一側(線路南側),采用軌束梁頂住線路,防止線路橫移,每股線路加設一道,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木枕進行支擋,防止橫抬梁在頂進時前移,

    確保橫抬梁頂進不移動、線路不橫移及道岔的幾何尺寸精度。

    (三)后背設置

    箱體頂進后背采取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,東側兩孔的后背設為一種形式,西側兩孔的后背設為一種形式,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

    箱體頂進前應具備下列條件:箱體鋼筋混凝土強度達到設計強度的100%,防水層及防護層按設計完成;線路已加固完畢;后背施工完畢,

    頂進設備安裝完畢已進行試頂;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備完畢;實施性施工組織及安全措施編制落實完畢。

    頂進設備: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。頂進中為了保持傳力柱的穩定性,每隔4m傳力柱間設橫向聯結鋼板,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。頂進挖土及灌注速凝砼:箱涵頂進挖土采用人

    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小時左右達到砼強度后進行頂進,因四孔同時頂進,且中間兩孔與兩邊孔底板標高不,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 在每邊孔預留10cm砼,即中孔底寬較設計寬20cm,防止中孔箱體頂進時擠壓兩邊孔基礎砼。

    頂進作業方式:頂進挖土,采用兩臺挖掘機挖土,自卸汽車外運,在后背中間設寬4米的出土道,保證土方運輸。土方開挖嚴格限制每作業

    循環進尺,每次以0.5m左右為宜,挖一個頂程的土方,立即頂進箱身,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。千斤頂加壓應均勻,出現偏差及時調整。頂進中施工人員每頂一頂程測量一次其高程及方向,發現問題及時研究,制定措施加以糾正,如遇到“昂頭”“扎頭”現象,應及時處理,確保頂進質量。

    為確保頂進順利進行,并保證行車安全,施工期間兩端派防護人員,防護人員若在線路上發現危及行車安全的故障時,立即果斷處理。指派有經驗的線路檢查人員隨時認真檢查路基和線路變化,如標高、水平位移、軌面不平等,一旦發現問題,立即調整處理。

    頂進時,頂柱及后背上部嚴禁站人。當列車通過時,必須停止頂進,施工人員撤離工作面。施工期間要嚴格管理施工機械及工具,嚴防侵限。頂進現場要備有足夠的道碴、枕木、草袋、木材、鋼軌等用以應急搶修。

    當列車通過時,必須停止頂進,施工人員撤離工作面。頂進現場要備有一定量的道碴、枕木、草袋、木材、鋼軌等以應急搶修時用。

    四、安全質量措施

    為確保**路框架橋頂進施工優質安全的完成,特制定以下安全質量措施,望所有參加施工的人員認真學習并切實執行。

    1、在既有線施工作業,必須先制定完備的安全技術措施,進行詳細的技術交底,并組織所有的參加人員學習有關規定和要求。

    2、認真貫徹執行《鐵路技術管理規程》、《橋涵施工規范》、《鐵路工

    務安全規則》、《鐵路行車線上施工技術安全規則》及《鐵路線路維修規則》中與本次施工有關的規定和要求。

    3、頂進施工前首先到分局辦理施工慢行要點計劃,得到批準后方可據以施工。

    4、按批準的要點計劃進行施工前,應嚴格按照《鐵路工務安全規則》第2.2.10條防護辦法設置,要求設置慢行防護信號標志,未設置防護嚴禁施工。兩端800米處設置移動減速信號牌(限速45km)、減速防護地段終端信號牌,在20m處設置減速地點標。

    5、對線路加固使用的材料必須先確認完好無損后才能使用。

    6、頂進施工前,必須先確認開挖范圍內是否有電纜,對于有電纜的地段必須先挖探溝確認其位置,制定防護措施以保證安全,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定可以承受線路荷載后方可進行下一組的穿入工作,頂進完畢拆除加固時按此方法反向進行。

    8、進行線上作業時,應做好絕緣防護工作,撬棍等金屬工具應加裝絕緣套,以防造成軌道短路。

    9、頂進期間車站與工地之間應建立通信聯系,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情況。

    10、吊軌進行加固線路時,扣板、“U”形螺栓不得侵占護軌輪緣槽位置,即寬90mm,深60mm,也不得超過軌面5mm。

    11、頂進施工前應對以下內容進行檢查:

    ①橫抬梁支點擋背牢固度應良好,滑條鋼板上應涂油,以減小磨擦,防止工字鋼帶動線路橫移。

    ②防橫移及撥道設備如倒鏈、撬棍、起撥式起道機等是否配備齊全。

    ③頂進作業前對設備進行調試,對箱體進行試頂。

    12、傳力柱應加設橫向系,液壓系統嚴禁超過額定壓力,建立傳喚線路,機械操作人員要聽從線路防護員的停機命令。

    13、成立線路養護小組,對線路進行晝夜整修,確保線路質量。

    14、頂進時應派專人觀察線路,如發現變形,應立即停止頂進,及時處理并加強養護。

    15、頂進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、頂進挖土每次開挖進尺不得超過1.0m,以防因暴露時間過長而造成兩側路基坍塌。

    17、箱體一經吃土,必須組織盡快挖土,實行三班倒作業,保持箱體不斷頂進,當由于某種原因迫使頂進暫時終止時,亦應間續頂進,防止因時間過長而使阻力增大。

    18、頂進挖土時,必須放坡開挖,坡度不大于1:1,嚴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、頂鐵、后背等設備進行仔細檢查,并掌握涵身當時的方向、高程等情況后才能繼續頂進,頂 進過程中要始終作好記錄,隨班交接。

    20、頂進箱身應在列車運行間隙進行,當有列車通過時,應立即停止頂進并在列車到達以前檢查線路狀況是否良好,遇有危及行車安全的情況時,應在列車到達之前處理,如在列車到達之前不能處理,應按《技規》要求派出防護人員設置信號,通知列車停止前進。

    21、頂進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機械設備發生故障時不得挖土。

    ③較長時間不頂進時不挖土。

    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行應力放散,同時施工過程中應滿足以下要求:

    ①列車慢行接管線路時,必須對線路情況調查清楚,如處于何種區段(固定區、伸縮區、緩沖區),鋪設日期、鎖定軌溫、此段兩端觀測樁處標記的爬行量等,建立巡道檢查養護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、水管等。

    ③動線路前先將換枕范圍兩端外50m范圍內上緊扣件,按伸縮區要求加強防爬鎖定。

    ④按《鐵路工務手冊·軌道》中第七節內容及要求并防護線路。

    ⑤配備軌溫計隨時測量實際軌溫,當最高軌溫超過鎖定軌溫10℃時,要求加強防爬鎖定。

    ⑥施工作業時要注意線路狀態的變化,發現起道省力、撥道困難、方向不良、硬彎增加、水平不好、連續空吊、枕端道渣離縫等脹軌預兆,應立即線路及頂進作業,設置防護,及時恢復線路,采取降溫措施。

    ⑦一旦發生脹軌道事故,必須按《鐵路工務手冊》中“無縫線路故障處理”的有關辦法采取搶救措施,并立即通知工務部門前來共同處理。

    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,養護線路,并對軌道不定時澆水降溫。

    當發現線路連續出現碎彎并有脹軌跡象時,必須加強巡查或派專人監視,觀測軌溫和無縫線路方向的變化。如碎彎繼續擴大,應設慢行信號,并通知工區緊急處理。線路穩定后,恢復正常通車。

    發生脹軌跑道后,可采取澆水或噴灑液態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,再恢復線路和正常行車速度。

    采取降溫措施后,仍不能恢復線路時,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備經常進 行檢查維修,確保其處于良好的工作狀態。

    25、頂進施工完畢,線路恢復正常后應會同當地工務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,線路防護工作方告結束。

    26、其他勞動紀律:

    ①線路防護人員及頂進時在崗人員嚴禁攘離職守。

    ②嚴禁班前、班中飲酒,嚴禁穿拖鞋或不配戴防護用品作業。

    ③不得在線路上行走或坐臥休息。

    五、附計算資料

    (一)框架橋頂進力學計算

    1、最大頂力計算:

    最大頂力Pmax的計算公式:

    Pmax=K[N1f1+( N1+ N2)f2+2Ef3+RA]

    安全系數:K=1.2;摩擦系數:f1=0.3,f2=f3=0.8

    1、東側兩邊孔

    橋上線路重:N1=3*2.5BP1=3*2.5*25.73*1.0=192.975t

    箱橋自重:N2=1181*2.5+10=2962.5t

    土壁側壓力:E=(e1+e2)HL/2=(ξγH1+ξγH2)HL

    =(0.3*1.9*1.0+0.3*1.9*9.3)*8.3*15.2/2=370.34t

    其中:系數ξ=0.3;土體比重γ=1.9;橋上土高H1=1.0米;橋高H=8.3米;總高H1+H=9.3米。

    刃角頂力:RA=2.2H=2.2*8.3=18.26t

    東側兩邊孔最大頂力:

    Pmax=1.2*[192.975*0.3+(192.975+2962.5)*0.8+370.34

    *0.8+18.26/2]=3465.2 t

    2、西側兩邊孔

    橋上線路重:N1=5*2.5BP1=3*2.5*25.73*1.0=321.625t

    箱橋自重:N2=1403.2*2.5+10=3518t

    土壁側壓力:E=(e1+e2)HL/2=(ξγH1+ξγH2)HL

    =(0.3*1.9*1.0+0.3*1.9*9.3)*8.3*20.3/2=494.6t

    其中:系數ξ=0.3;土體比重γ=1.9;橋上土高H1=1.0米;橋高H=8.3米;總高H1+H=9.3米。

    刃角頂力:RA=2.2H=2.2*8.3=18.26t

    西側兩邊孔最大頂力:

    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: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、截面尺寸設計

    根據郎金被動土壓力計算公式:P=γξh2tg2(450+φ/2)

    設采用M10漿砌片石,砌石頂填土坡度1:0.75,ξ=0.59

    H2=mH1,m=0.4,φ=200,γ=1.9

    后背墻頂部土壓力:P1=γξh2tg2(450+φ/2)

    =1.9*0.59*0.4H1* tg2(450+200/2)=0.915H1(t/ m)

    后背墻底部土壓力:P2=γ(h1+ξh2)tg2(450+φ/2)

    =1.9*( h1+0.59*0.4H1)* tg2(450+200/2)=4.79h1

    后背墻土壓力:EP=( P1+ P2) hH1/2=(0.915H1+4.79H1) H1/2=2.852H12

    (1)、東側后背:

    EP*26.5=3465.2,EP=131=2.852 H12

    解:H1=6.8m

    后背墻厚度:b=0.541h1+0.03=3.7 m。

    其他尺寸:b1=b-0.3=3.4 m;

    hA=1.1 b1-0.3=3.44 m,

    

    (2)、截面驗算

    A-A截面以上長度在剛性角以外,即θ≥350,需進行驗算。

    B-B截面以下長度在剛性角以內,即θ≤350,不需進行驗算。

    A-A截面土壓力:P1= 0.915H1=6.222 t/ m

    其中P2=2.852H12=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

    yA=(PA+2P1)/3/(PA+P1)*HA=1.538

    A- A截面彎矩MA= EPA* YA=77.8t- m

    彎矩驗算MA′=4.333*b2=59.32 t-m

    所以MA >MA′(采用M10砂漿不安全)

    若安全則必須4.333*b2>77.8

    則b>4.24m

    調整后背墻截面尺寸(詳見《**路漿砌片石后背示意圖》)

    b=4.2 m;hA= 3.5m; hB=2.8 m; h1=6.8m。

    B-B截面以下hB/ b=2.8/4.2=0.67,θ=tg-10.67=33.690<350不需進行驗算。A-A截面以上hB/ b=3.5/4.2=0.833,θ=tg-10.7=39.80≥350需進行驗算。

    檢算同上:P1= 0.915H1=6.222 t/ m

    其中P2=2.852H12=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

    yA=(PA+2P1)/3/(PA+P1)*HA=1.446

    B- A截面彎矩MA= EPA* YA=65.8t- m

    彎矩驗算MA′=4.333*b2=76.44 t-m

    所以MA <MA′(采用M10砂漿安全)

    剪力驗算:τ= EPA/AA=45.511*103/(4.2*1.0*104)=1.08 kg/cm2

    τ<[τ]=2.86 kg/cm2(采用M10砂漿安全)

    (3)、西側后背:

    EP=161.8=2.852 H12

    解:H1=7.53m,取H1=7.6m

    后背墻厚度:b=0.541h1+0.03=4.14 m。

    其他尺寸:b1=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≥350,需進行驗算。

    B-B截面以下長度在剛性角以內,即θ≤350,不需進行驗算。

    A-A截面土壓力:P1= 0.915H1=6.954 t/ m

    其中P2=2.852H12=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

    yA=(PA+2P1)/3/(PA+P1)*HA=1.73

    A- A截面彎矩MA= EPA* YA=110.455t- m

    彎矩驗算MA′=4.333*b2=77.164 t-m

    所以MA >MA′(采用M10砂漿不安全)

    若安全則必須4.333*b2>110.455

    則b>5.05m

    調整后背墻截面尺寸(詳見《**路漿砌片石后背示意圖》)

    b=5.0m;hA= 3.8m; hB=3.3 m; h1=7.6m。

    B-B截面以下hB/ b=3.3/5.0=0.66,θ=tg-10.67=33.40<350不需進行驗算。A-A截面以上hB/ b=3.8/5.0=0.76,θ=tg-10.7=37.20≥350需進行驗算。

    檢算同上:P1= 0.915H1=6.954 t/ m

    其中P2=2.852H12=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

    yA=(PA+2P1)/3/(PA+P1)*HA=1.57

    B- A截面彎矩MA= EPA* YA=85.64t- m

    彎矩驗算MA′=4.333*b2=108.3 t-m

    所以MA <MA′(采用M10砂漿安全)

    剪力驗算:τ= EPA/AA=54.4*103/(5*1.0*104)=1.09 kg/cm2

    τ<[τ]=2.86 kg/cm2(采用M10砂漿安全)

    (三)頂進H型鋼檢算及翼墻施工線路加固檢算

    1、頂進H型鋼檢算

    框架橋結構高8.3米,橫抬梁計算跨度按照滿足框架橋結構最小條件檢算。

    H型鋼規格: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:按限速45km/h,根據《鐵路橋涵設計基本規范》和《鐵路工務技術手冊》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范圍內均布荷載q=14.12/2.5=5.65t/m

    設箱涵在頂進過程中有以下幾種不利情況:

    1、頂進時第一股線路移至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,

    根據彎距檢算強度:σ= M /W

    =41.13×105Kg/3560 cm2=1155kg/cm2<[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=PL3/(48EI)=14.12*10503*103*9.8/(48*210*105*71100)=2.24cm

    yc2=Pbx*(L2-x2-b2)/(6LEI)

    =14.12*103*9.8*25*0.5*1050*(10502-5252-252)/(6*1050*210*105*71100)

    =0.16cm

    fmax=yc1+2*yc2=2.24+2*0.16=2.56cm<[f]=1050 /400=2.63cm

    滿足要求。

    (1)箱側H型鋼檢算

    框架橋外側每側設置3組4拼H型鋼橫抬梁架設在C15砼支墩上,H型鋼橫抬梁間距4.2米,H型鋼橫抬梁設3個支點。

    當正線2股線路機車輪對壓在H型鋼時,是最不利位置,根據《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MC=49.71*2.5=124.28t·m

    彎距檢算強度:σ=124.28×105/(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*(L2-X2-B2)/(6L*E*I)

    =2×49.71×103×9.8×250×500×(10002-5002-2502)/(6×1000×2.1×106×71100×4)=2×1.168cm=2.34<[f]=1000/400=2.5cm滿足要求。

    (1)箱橋上最外側H型鋼檢算

    箱橋上最外側設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1+28/(40+12)=1.54, 則P=21.2×4.2/2=44.52t。

    B處彎距MB=44.52×1.54 ×(2×2.5+5) ×3.5/11=218.2t-m

    C處彎距MC=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=218.2×105/(3560×4)=1532.3kg/cm2

    σ=1532.3kg/cm2<[σ]=1700 kg/cm2 ,滿足要求。

    B處撓度最大fB=44.52×103×350×[(350×2+250) ×11002-4×3502×1100+2×3503-3502×500-2503]/(6×2.1×106×4×71100×1100)=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2.4×10×12×3.14=72.2 t

    強度:σ=(49.71+72.2) /(1.652×3.14)=14.25t/m2

    地基承載力[σ]=150kpa=15t/m2 σ<[σ]滿足要求

    框架橋外側每側設置3組4拼連續等跨H型鋼加設在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時框架橋兩側線路加固方式,其檢算在上述頂進H型鋼檢算中。
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