康延线跨遂成铁路支架搭设方案及计算书

2020-01-01 17:45:02


  塘沽区

  跨遂成铁路支架搭设方案及计算书_建筑/土木_工程科技_专业资料。跨遂成电气化铁路防护支架搭设方案及计算书 一、工程概况 遂成铁路是达成铁路的一部分,全长 198 公里。是与沪汉蓉客运专线 的共线部分,采用三线格局。新建双线电气化铁路速度目标值为 200 公里 /

  跨遂成电气化铁路防护支架搭设方案及计算书 一、工程概况 遂成铁路是达成铁路的一部分,全长 198 公里。是与沪汉蓉客运专线 的共线部分,采用三线格局。新建双线电气化铁路速度目标值为 200 公里 /小时,以客运为主,设计近期开行客车 74 对,远期 130 对;上行货流密 度设计近期 1240 万吨, 远期 1880 万吨; 下行货流密度设计近期 1390 万吨, 远期 1980 万吨。2002 年 2 月 25 日在合川火车站举行了开工典礼,于 2006 年完全建成,目前已开通和谐号动车组。 五里坝特大桥位于青白江清泉镇, 中心桩号 K39+731.60, 为上跨公路、 河沟和遂成铁路而设,该桥按整体式双幅设计,桥面净宽为 2×15.25m,桥 梁全长 1417m。 下部构造采用桩基础、 桥墩为双柱式墩、 桥台为肋板式桥台; 上部构造为先简支后桥面连续预应力简支 T 梁。 该桥第 31 跨 T 梁跨越遂成 铁路。遂成铁路为双轨电气化铁路,净高按 10.00m 控制。跨线桥中心线与 铁路股道中心线 度相交,桥墩边缘距铁路中心线m, 梁底至铁路最小距离为 10.296m。 二、设计依据 1、 《装配式公路钢桥多用途使用手册》 2、 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》 (JTJ025-86) 3、 《钢结构设计规范》 (GBJ17-88) 4、 《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041-2000) 5、 《路桥施工计算手册》 三、支架搭设方案 由于连续刚构桥位于右偏曲线上,受成绵乐高铁和宝成铁路标高的限 制,且还需维护宝成铁路的正常通车,保证临时支架通车净空要求。康延线根据 现场实际情况及以往工地的成熟经验,确定连续刚构施工跨宝成铁路防护 支架搭设方案: 1. 基础处理:原地面清表,开挖基坑,采用建筑垃圾或沙砾石回填、 浇筑 1.2*1.2*0.6m 混凝土基础; 2. 支架搭设:根据施工现场地形、地物,采取墩梁式型钢支架体系, 在铁路防护栅栏边缘外侧,顺铁路向布设一排φ 500*8mm 钢管柱作为支撑 墩,基础采用 C20 砼,钢管下端固定在混凝土底座上,在浇筑混凝土底座 时预埋螺栓,在钢管底部焊接 2cm 厚的钢板,通过钢板与预埋螺栓进行栓 接,钢管中可灌沙提高稳定能力,在钢管的顶部焊接 2cm 厚的钢板顶托, 其直径大于钢管直径 10cm,并用斜向∠15 角钢焊接加强,起到钢管均匀受 力作用;钢管柱高度 11m(为了满足铁路垂直净空≥8m 的要求) 、间距为 3m,柱顶安放一根Ⅰ36 工字钢作帽梁;帽梁顶部设Ⅰ45 工字钢作为纵梁, 净跨为 20m(现场测量,按照铁路部门要求,水平净跨需满足两边栅栏范 围) ,工字钢间距为 1m,纵梁顶放置 20cm*20cm 方木,方木间距为 1m,方 木顶满铺 5cm 厚木板,木板顶铺设密目安全网,防止杂物落入铁路,墩梁 式支架宽度两侧超出桥面宽度 2m,并在支架两侧设安全防护栏,同时在墩 梁式支架顶设置防电层。 四、受力验算 (一)荷载(按顺桥向支架的均布荷载) 墩梁式支架主要考虑自重,第一层Ⅰ45 工字钢纵梁,第二层采用 20cm*20cm 方木与纵梁垂直放置于顶, 第三层采用满铺 5cm 厚木板, 沿垂直 路线方向布设。跨铁路安全防护墩梁式顶棚宽 36m(全桥面宽 33m) ,跨度 20m(工字钢纵梁长 21m) ,公路与铁路交角 46°。 1、 方木及木板(含加固件)重 0.6KN/m2; Q 木=(0.2*0.2*36*21+36*20*0.05) *600*10/(36*20)/1000=0.55(KN/m2) 2、施工人员及施工机具运输、堆放取 2.5KPa=2.5KN/㎡; 3、Ⅰ45 工字钢纵梁按简支结构计算: Ⅰ45 工字钢的重量:80.4kg/m Q 工=(80.4*20*36)*10/(36*20)/1000=0.804KN/㎡; 4、根据《路桥施工计算手册》规定:模板、支架计算当按照容许应力 设计时,则不考虑。本支架设计按容许应力考虑,故荷载分项系数不计。 (二)墩梁式门架工字钢纵梁验算 我部使用的是Ⅰ45 工字钢中截面尺寸为高 450mm、腿宽 150mm、腰厚 11.5mm: 其力学性质为:截面积:A=102cm2 惯性矩:Ix=322400cm4 截面抵抗矩:Wx=1430cm3 弯曲应力:[σ w]=145MPa 剪应力:[τ ]=85MPa 弹性模量:E=2.1×106MPa 根据上述数据与防护棚架分配荷载,对Ⅰ45 工字钢纵梁进行弯矩、剪 力和挠度验算,跨铁工字钢安全棚架总重量为: Q= (Q 木+2.5+Q 工) *(36*20)= (0.55+2.5+0.804) *(36*20)=2774.88KN 计算工字钢纵梁承受荷载,分配到一根工字钢上的均布荷载为: q=Q÷20÷36 =3.85KN/m 按 20m 跨度简支梁计算,最大弯矩在跨中,最大剪力在支点处。 Mmax=ql2/8=3.85KN/m*(20m)2/8=192.5KN.m σ max=Mmax/Wx=192.5KN.m/1430cm3=135Mpa<[σ w]=145MPa Qmax=ql/2=3.85KN/m*20m/2=38.5KN τ max=Qmax/A=38.5KN/102cm2=4Mpa<[τ ]=85MPa 抗弯、抗剪均满足要求。 挠度验算 f=(5/384)ql4/(EI)=(5/384)*3.85*20004/(2.1×106*322400) =1.18cm<l/400=2000/400=5cm 挠度满足施工要求。 (三)钢管立柱验算 每端墩由一排计 18 根φ 500*8mm 钢管和∠15 角钢连接成整体支架, 钢管采用 A3 钢。 钢管顶面Ⅰ36 工字钢帽梁承受荷载 Q1=38.5KN*36=1386KN, Ⅰ36 工字钢自重 Q2=59.9*52*10/1000=31.15KN,钢管顶面理论承重 Q=Q1+Q2=1417.15KN;工字钢纵梁荷载分配折减系数φ =0.8,相应的荷载增 加系数为 1/φ =1.25;验算荷载 F=1.25Q=1771.44KN,钢管高度 h=11m。 φ 500*8mm 钢管的截面参数:回转半径 ix=17.4cm 截面面积 A=123.65cm2 弯曲应力[σ ]=140MPa 钢管按一端固定, 一端自由,长度系数μ =2 长细比λ =μ h/ix=2*11/0.174=126 查表,根据插入法求得折减系数φ =0.61 σ =F/18/A=1771.44KN/18/123.65cm2=8.0Mpa<φ [σ ]=0.61*140Mpa=85.4Mpa φ 500*8mm 钢管立柱满足稳定条件。 (四)混凝土底座验算 1、混凝土应力验算 一排 18 根φ 500*8mm 钢管承重 1771.44KN,单根钢管承重 98.4KN,钢 管内灌砂后自重约 32KN,钢管底部钢板底托受力 P=98.4+32=130.4KN;底 托面积 S=3.14*0.352=0.38m2 C20 混凝土轴向抗压[σ ]=11MPa 混凝土表面压应力σ =P/S=0.34Mpa<[σ ] 满足要求 2、地基应力验算 混凝土底座与地基接触面积 S=1.2*1.2=1.44m2,混凝土基础高 h=0.6m 每个混凝土基础的受力 F=P+18*S*h=130.4+18*1.44*0.6=145.9KN σ =F/s=101Kpa 考虑到混凝土底座不均匀受力,所以地基允许应力不得小于 200Kpa, 施工时应在现场检测,达不到地基允许应力要求时要考虑地基处理或增大 混凝土底座尺寸。

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