既有线桥涵接长施工中线路的加固方法及检算

既有线桥涵接长施工中线路的加固方法及检算1前言我标段承建的xx线二线工程其中包括xx至xx段既有线80km/h提至160km/h的提速改造工程。工程将对能满足提速要求的线路、路基、桥涵等进行改造,线路将小半径曲线改造成大半径曲线时,不可避免地要将一部分桥涵接长,桥涵接长的施工需要拆除既有桥涵的翼墙及其它附属结构,而拆除部分恰处于路基边坡处,对路基边坡稳定有重大影响。桥涵接长施工必须在保证营业线行车安全及运输任务的前提下进行。为此,在桥涵接长施工前必须对施工可能影响路基稳定的线路进行加固,以保证路基的稳定,确保行车安全。桩直径60cm,桩中心距为90cm,挖孔桩的桩位布置如线路图1所示。2加固方案我标段负责K0+000～DK14+300段的提速改造施工任务,其中包括接长桥涵25座,该处路基土质为砂粘土,路基边坡为1:1.5。桥涵接长施工都需要拆除翼墙,拆除翼墙前,对路基采用挖孔桩进行防护。挖孔桩采用直径60cm、壁厚8cm的钢筋混凝土圆管护壁，人工挖孔至基底以下1m，孔内置钢筋笼，灌注C20混凝土超出路基填土顶面0.5m。桩直径60cm，桩中心距90cm，挖孔桩的桩位布置如图1所示：图1桩位布置图(单位:m)3理论检算3.1确定计算参数(1)其内摩擦角及重力密度xx线土层为砂粘土,其重力密度γ=17Kn/m3,由铁路工务技术手册《路基》分册查得,土的内摩擦角φ=35°;cotφ=1.428。(2)桩背与填料的摩擦角δ(δ为主动土压力Ea作用方向与桩的法线之间的夹角,即土压力的倾斜角)。由铁路工务技术手册《路基》分册查得,δ=(2/3)φ,即δ=23.33°。(3)桩背倾角α(α为桩背与垂线的夹角)因桩是垂直的,故倾角α=0。(4)活荷载换算方法由铁路路基设计规范(TB10001—99)附录A查得,对Ⅰ级重型铁路,列车和轨道荷载的换算土柱高度h0=3.5m,分布宽度l0=3.6m。当铺设无缝线路时,其换算土柱高度应增加0.1m,京秦线属此种情况。(5)确定K值(K为作用于路基顶面上的活载底边点与桩的距离)道碴肩宽为30cm,道床高度为50cm,道床坡度为1∶1.75。查铁路路基设计规范(TB10001—99)附录A注意事项第3条可知:活载分布于路基面上的宽度,自轨枕底两端向下按45°扩散角计算,K=30+50×1.75-50tan45°=67.5cm。3.2计算土压力由于我管段涵洞基础底面距路基顶面的填土高一般都小于5.5m,因此H取5.5m检算。采用库仑理论计算列车和轨道荷载及路基土土体对防护桩的压力,求其大小、方向及作用点。确设破裂面交于太荷载分布范围眼内密,蜻受力分析如武图匀2丹吨所示铅。例CD泳座为破裂页面隔,B武援为作用于路基扎面活载的底边常点挺,筑过丢B盘轻作梢CD驼匪的平行线与桩械交吊于渡A贤君点窃,治按库仑主动土贿压力公式进行种计讨算冈:身令们Ψ脊伤=铅φ奥+给δ留-焰α祥=58茅.付33°,t羡a腾n逃Ψ年=1抚.婆621,句A0=(1配/淘2)H(管H+2有h散0是)=34烤.辉925,忌B0=(骑1芹/业2)H(薪H+2规h所0聚)ta拜n焰α继+Kh腥0挡=0姐.乏675×3断.恭6=劈2喘.随43(A骨0锤疯、昼B材0巧知为边界条件系检数绵,嫩其值随边界条贸件不同而财异部),荒ta捷n换θ宿=-ta流n伤Ψ戚±(ta汗n娇Ψ锈+co恳t腾φ妖)(ta受n捉Ψ叹+B0P膀A0)=穿-1荒.碎621±2龄.腥271竹(甲取正按值毫),孩取铺ta答n替θ斯=0按.卷65,眉王所挂以冒θ剑=33梅.旧02°贞(玉θ化为破裂面与铅阁垂线的夹伪角料,看即破裂铁角写),0何.破65×5箱.溪5=3赞.妄575<0鉴.著675+筋3停.纲6=4祸.恭275,隐拥与假设相竹符甩,风所以可青得编:型Ea梅=辛γ留(A0ta膏n沫θ馋-B0)co呈s态(居θ藏+辉φ祸)/sin州哀(责θ碎+翻槽Ψ恶)=脑17×(3骗41925吧×0165事-2143)抄×0137笑4=129桑kNPm垫(Ea痛池为主动土压荣力哲),舅h殃1笑=K涉/盗(ta毅n跨θ垂-ta刑n咬α尘)=0将.嚷675领/朝0他.凤65=帝1塞.势038m踩(h说1脖涌为朵AB梯碧间的垂直距计离忌),梦h铲2贤=H-h咱1吃=怒4镜.续462m累(h遭2汗仅为膨A乓峰至涵洞基底的局垂直距离秤)凯Zx灵=(H天3奇+3h容0伯h仇2疤2箱)凳/决[3(H歉2拌+2h奔0介h滴2恐)]=殿2节.伏038m怀融(Zx膜全为逮Ea沉毯的作用点与基顾底的垂直距勿离平),情Ex=Ea默cos丈(训δ涉-筒α骄)=12帜9冈×澡cos23府.相33°=罗118仆.告5kNP施m舅。讯图走2若怕防护桩的受茂力分析图死示骨(补单辣位坚:m)掉3产.渗3筹需用平衡设计转理论确定桩的因断面尺寸并布圈置钢筋假设桩窗为矩形截面按许配置单排钢筋惭设贴计饿(杨见弯图宫3),b湾配为桩嫩宽届,h费盖为桩宽厚纲,c掩酬为混凝土净保核护层加钢筋半乒径需,x基宽为受压区高勿度具,hg=宜h-c嗓闯。假设填土宽没度句为贵1冤m,婆你取桩宽躲1m会,敞辜其弯通矩剧M=11善8销.组5×1×转2史.善038=汽241欧.巴4kN·译m废。背图局3雾棵单筋矩形桩羞截面艰C20笔手混凝土的容许贸应于力射[比σ衣w]=7昌MPa,n豪=15,行n姿颗为钢筋的弹性掩模量与混凝土观的变形模量之鼠比细值梨,诵钢筋助为辞A3扬年钢心,蚂钢筋的容许应绝力景[撒σ励g]=13亿0MPa戒嫂。司(1)平俯计算受压区的项相对高嗓度隆α恶a=n隐[辰σ止w]P{n笨[拳σ灶w]+课[颂σ倒g]}=农0返.乞447m钞捷(2)聪舍确定桩的断面忙尺寸陵bh第2散g畅=2MP乎{a(1讯-aP3购)场[梳σ恰w]}=习181遵.骆3×多10聚6引mm海3状,潜因假设桩缠宽胀b=煎1m黄,阻退则桩择厚润hg=文181隶.矿3×10隐6裹/质10时3止=冷426mm饭,华桩的厚艘度餐h在候采用脚500mm将碍,避估锣计察c=贿50mm冷优,颠则付h眠g报=h-眼c=滑450mm损。故(3)须粘确定钢筋的面菊积轿A希g迷店A太g忌=M写/族{悠[坝σ槽g汁](1樱–割a尖/盒3)h精g惨}=4齿849mm奏2惭,格选用蓄φ洗12mm尼盏圆乏钢腹,柳其截面委积途s=纷113酒.脸1mm兆2译,领取扩44册脱—析φ赵12mm词盏,熟则询A陕g吨供隆=44×闯113亭.散1=4绢976盘.何4mm撑2字>4我849mm粥2沸庭。渴(4)贵所验算应力扰选秧用括44量跪—风φ拼12mm升,A革g愉供乏=44×低113幸.妇1=狸4仙976起.窜4mm犹2印,芒配筋他率播μ熄=A沫g爱供陕/临(剩bh烂g得)=0玩.紫01105串9,衫n豆μ冠=0哭.翁1659耍,背α乖=(近n超μ闲)苦2坊+2绢n腥μ炊-缓n猎μ酷=0伍.鸟4335今,筝σ掏g竖=M图/后[A骨g肯供缎(赛1粉–惩a称/糕3)h区g庭]=1觉26MPa广<注[爸σ陵g枝]=识130MP恳a,吸σ嗽h评=专(悟σ撤g咱/瞧n)[x魔/土(冬h弃g遮-x)咱]=冶(屯σ本g雄/雾n)[a辆/育(倒1-a)叹]=病6渔.详43MPa租<唐[庸σ伐w心]=7纤MPa仇(邮式备中仔x=ah边g固)弓股。清所馒以丽,尾桩中钢筋和混截凝土的应力均宵小于其容许应勇力惹,螺满足设计要求龟。弟(5)摸疗挖孔桩的配筋炸及布置嘉①程H由没≤劫515m疯皮时的配筋布置誓检算中假设桩鞠宽刚1m巴斗,贝厚滋015m析些,召其桩内配置钢炭筋肌44达万—畜φ捐12mm忘。施工中采用听钢筋混凝土圆墓管护挂壁士,懂其直径为冠60cm替造,肤通过长方形与疫圆形进行等面游积换陷算窜,镇确定出每根桩境配主馆筋肃24钩危—杠φ忆12mm西。每侧翼墙外霞布置挖孔英桩两5辈月根尸,苹直径为洽60cm抗纽,袖桩中心距为羡90cm躺蜂,警挖孔桩桩限长育(传路肩标采高召-汗丰基础底标全高埋+师1份.俭5m侵)剧劫≤踩5否.尼5+1坏.章5=细7m始。桩内环形布牧置辅φ团12mm盒盐主觉筋工24旷懒根寺,沸保护层为杏5cm他移,朴沿桩高度每览30cm后矿设假φ绿8mm扇箍筋一伍道悼,价灌斗注宁