高速公路下穿铁路隧道架空设计及计算_第1页
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文档简介

PAGEPAGE15XX高速公路XX下穿隧道穿越铁路架空设计计算书1、工程概况XX高速公路XX下穿隧道与既有XX线交叉通过,全线位于直线地段,与既有XX铁路交角а=21°,本下穿隧道框架采用单箱双室结构,跨径为2х16m,底板厚1.5m,顶板厚1.3m,箱内净高9.5m,外腹板厚1.5m,内腹板厚1.3m,下穿隧道长290.5m,共分19段现场预制,XX线下穿隧道框架施工采用B型便梁架空既有线路后,开挖基坑,现场立模浇注框架。2、设计架空既有线路情况原设计下穿隧道穿越铁路处采用5х24米D便梁,两端再采用纵横工字钢梁上架设枕木及钢轨作为配跨梁架空既有线路,在线路两侧用挖孔桩(2.0х1.5)m作支墩,作为线路第一次架空方案,然后施工6、8、10、12号段框构,待此框构钢筋砼强度达到100%后,将D便梁支点转移到6、8、10、12段框构上,重新沿铁路线路方向纵移D便梁及搭设配跨梁,将支点落在已预制好的框构上,在支点下的框构内设置万能杆件支撑,完成既有铁路的二次架空,拆除挖孔桩支柱,立模浇注7、9、11、13号节段。3、优化后采用的架空既有线路方案下穿隧道穿越铁路处采用5х24米B型便梁架空线路,接头处采用底部用下拼接板及高强螺栓连接的非连续结构或采用上、下拼接板及高强螺栓连接的连续结构方案进行选择,在线路两侧用挖孔桩(2.0х1.5)m作支墩,每个支墩采用单支座或双支座,完成第一次线路架空;然后施工6、8、10、12号段框构,待此框构钢筋砼强度达到100%后,将已连续后的B型便梁支点转移到6、8、10、12号段框构顶两端的混凝土支墩上,支墩下的框构内采用两根ф500mm大号钢管支撑顶板,拆除第一次线路架空用的挖孔桩支墩,完成B型便梁第二次线路架空;然后施工7、9、11、13号框构,待上述框构钢筋砼强度到100%后,完成架空既有铁路段的基坑回填及轨道填渣,然后拆除B型便梁及钢支墩,完成架空既有铁路的工作。4、优化后穿越铁路架空设计计算4.1、工况一:第一次线路架空B便梁连续梁结构设计计算每孔B便梁长24.5m,计算跨度24m,支座设置在距B便梁端0.25m处,横梁采用4型布置方式,B便梁重41.05T,拆除既有的木轨枕。4.1.1.B便梁自重作用下第一次线路架空设计计算4.1.1.1荷载计算恒载:轨道重:2×60kg/m=120kg/m24米B便梁重:1676kg/mq=120+1676=17.96kN/m4.1.1.2计算模式D便梁长24.50m,计算跨度l=24.0m,两梁间采用盖板拼接板形成连续结构,连接处设单支座,取两跨连续梁进行计算。捉4.原1庆.1隶.孙3胆计算结果遇R另A禽恒僻=鸭161.6K叮N祖R浓B宅恒我=538.8痕KN允R枕C齿恒旷=1赞61.6失KN污M夜B(max)辽=1293拉K范N/m骗涨(颜上部受敌拉界)哑Q互B(max)植=269.4铃K斗N澡4.膜1贿.沿2眉.毒B惠便梁仿活载丽作用下第一次利线路架空设计岔计算牺采用中华人民菌共和国铁路标崖准活载的普通疼中坐材活载图示榜,拿由盏中撒--夸-兆活载图任意截绞取一段荷载对眉第一次线路架辅空欢结锋构进行设计计果算停4.街1左.须2泊.1兼、球计算模式庭当列车雕中雹--猜-鸣活载运行到如欢下图位置时,管两徐B姥便梁连接支座忙处所受到的支川座检反力、弯矩及璃剪力最大。旅4.叠1生.料2垮.香2席计算结果吊R煎A丈=747.或5KN魄R遗B献=3086脱.3KN鹿R瑞C捐=789.7辛KN帜M忙B(max)返=6932.凯2刃K狠N-笑m凭(穿上部受燃拉念)默Q壤B(max)喘=1382寺K快N究4.2下、工况二舍:色第二次线路架似空诚B绵便梁麦连续梁污结构设计计算华第一次线路架扒空施工剪完温6黎、霉8笑、戒1田0恼、鸭1戒2赶号段框构后,驻将已连续后税的龙B剪型便梁支点转鲁移感到管6厅、贿8剖、则1迫0窃、世1页2猴号段框构顶两幼端的钢支墩上斥,支点设单支笨座叛,棵计算跨度芝为识9.按5驼及沫15打m煤两种沾。蛙4.躬2斩.1颂.受B扔便梁自重作用锯下辛第二言次线路架空设构计计算她4.薄2径.1控.罗1严荷载计算发恒载:轨道重抹:批检2×罚60kg侄/m=萍120kg恶/m拾2哲4波米语B株便梁重台:疤债1676k贝g姻/m嫩q=120+桥1676=1涛7.96k黄N/m侍泻4.撤2兄.1并.萄2陶计算模式吴D殖便梁计算跨储度乱l=升9.5材m训及趋15m切两种拨,舟两梁间采用盖稻板拼接板形成扩连续结构鸦,档支点转换物处设至单往支座宿,阅取普三底跨连续梁进行壮计算。改排4.马2离.1倚.者3菌计算结果跪R硬A效恒征=渐54缝.返1乘KN菌R班B衡恒蹦=仅251炕.约3凯KN舌R静C搏恒东=舞25唐1.称3诚KN抵R轨D丢恒肥=54.1K姥N京M槽接届=勾208.2墓K蒜N-辛m(控下扣部受粘拉匠)景Q期B填=Q湾C零=134.7村K糕N讲4.2.密2典.隐活载却作用下第隆二径次线路架空五B妇便梁脑连续梁扬支点反力役计算芦4.2.院2烛.贱1骤、计算模式破当列车葱中际--布-藏活载运行到如谦下图位置时,撒吨B诸便梁连颤续梁疲支点转换后支跃座寺所受的崭支点反力易及剪力冶最大残。梨4.2.精2菠.亡2愈计算结果村R即A俘=处231计.膀6清KN效R描B苗=碧1491黎KN镰R视C吓=叨607衬.盐3乖KN揉Q爸B(max)筛=百848.1帖K驰N觉窑、启活载蒸作用下第二次席线路架空虑.刻B治便梁连续接点带处灶最大弯距计算或4.2.麦3夫.润1驾、计算模式缺当列车些中猫--辆-毙活载运行到如渠下图位置时须,呢麻B野便梁连续梁欧支点转换后伪连续接点处秩所构受的眼弯距绵最大。编4.2.坝3拉.娱2圣计算结果巩M驶接糠=车1761.3债KN态-m循梯(纺下部受绘拉艇)莲4.姓3孝、工况三:第妇一次线路架喇空悄B拴便梁浩简支坛结构设计计算豪由于卷B珠便梁设计计算伐时按什简支考虑,并鼓经过实践检验粮,各种受力均匀能满足要求,偿检算省略。厕4.酷4五、当第一次线路架翠空牲B镰便梁副连续梁支点澡支承加劲肋奉计算沙由工况一计算仓知,恒载及活贫载作用下,最俯大支座反力均石发生在支例座堂B仗处,其支座反三力分别为枯R榜恒筛=538.8械KN喜R再活脊=3086.煤3KN草由于列车运行预速度为鸟45km/h走,葵宴列车浸冲击系柱数袍涨每侧便梁支座李所受支点反番力理R=子(看538.8+姓1.4跨375闲×3086.揪3)/2=2饺4鬼87份.均7降KN匪在既有加劲肋蚁的基础上旬,鸣选国用喂4送□郊120×丝20mm蛇的库16Mn出钢板。桶4.唤4跨.1投、支承掀面的承压强度低计算们承压面边积同A临=晋(恋90×12+仅90×2次0棚)催×4=似11520m寻m躬2王承压强欢度贝其喉σ概c航=箩[库σ澡d食c鬼]=300M既p霸a报屡可避4.怕4笔.2进、支承加劲肋许的稳定计算把支承加劲肋为怎多个十字形截长面的特殊杆件奸。当A标m叼=忌4振(副1衫2射×120+2乖0×12偶0而)住+卖(浆95+14+电95+2×1呀5×1远2英)撒×12斑=轧21168炸mm复2勉I州x拳=议160030虚0浊8佣(昏2+10/秧3窝)弯=障853493磨76巾mm抱4rx=贺流证澡可看4.心4婶.3献、支承加劲肋卷连接角焊缝计男算凡梁端支反力系雕通过加劲肋与壳腹板的连接角陕焊缝传给加劲凯肋与腹板,加展劲肋与腹板殊用潮1米6拍条焊缝连接,笨δ劣=语12mm撇及汪δ援=范20mm携钢板焊缝各糕为淋8进条,烂其烦中饭δ第=誉12敏mm狐钢板的焊脚尺圈寸稍h密f乒=糠6mm蹄,每条焊缝的袄计算长绢度术l架f刚=更1300-2贫×24-2×长30-2×5迈=兴1182mm尝>追50h珠f紫=50×6=吨300mm异δ逼=容12mm灭钢板焊缝的有塘效长度敬按邮l万f睁=怖300mm卵计若δ端=疮20mm恳钢板的焊脚尺勾寸宋h恼f今=践10mm渐,每条焊缝的途计算长织度挺l隔f艰=1300-席2×24-2狗×30-2×层5=志1182mm词>乱50h竞f港=50×10乘=宣500mm哲δ棒=疮20mm明钢板焊缝的有锯效长度游按线l警f叼=缓500mm言计盏=屡65.4MP货a根<锹[观]=120M扑p宗a飘灰可龄4.光5段、执第二次线路架历空巴B日便梁臭连续梁支点承损压佣计算喝由工况二计算篇知,恒载及活努载作用下,最成大支座反力均甚发生在支辩座纺B煌处,其支座反仔力分别为隔R铃恒凤=涉251锻.缸3诵KN央R机活禾=眨1491脑KN尸列车琴冲击系代数劣珍每侧便梁支座离所受支点反力歼R=(251响.3截+1.4侨375想×颈1491锅)/2=侍1197靠.砍3饮KN旨在膛对支点下的既既有加劲肋锐接长到蕉B逼便梁下翼缘之的基础上泪,涝每个支点下盲选拒用妹4赶□蜡120×构1旧2mm诉的换16M般n倾钢板末作加强肋倘。殖4.蹲5夏.1顷、支承面的承娱压强度计算云承压面携积那A=90弄×12×秆6赶=剪648既0mm颂2洗承压强地度鸣药议σ沿c伏=洞[意σ旺d绣c接]=300M晴p栽a栏狠可兔4.垫5盼.2仙、支承加劲肋驶的稳定计算胖支承加劲肋为恶多个十字形截日面的特殊杆件肚。楼A义m金=6×12×招120盾+受(喊260+2×纤15×1上2引)露×12=充16080殖mm带2根I驶x筝=辜480090御24mm泛4rx=债宇危描可船台、支承加劲肋漫连接角焊缝计见算悼梁端支反力系股通过加劲肋与哗腹板的连接角腰焊缝传给加劲寺肋与腹板,加德劲肋与腹板班用鸭1床2善条焊缝连接,瓣其唤中枯δ造=航12mm米钢板的焊脚尺芹寸衬h肉f遗=鹊6mm左,每条焊缝的纺计算长级度年l星f意=1300-旬2×24-2遥×30-2×束5=弟1182mm穗>孤50h盯f桨=50×6=泻300mm斧δ疗=卧12mm舅钢板焊缝的有烤效长度盲按脆l猪f享=粱300mm低计元=79.2M棉P恢a遥<姿[签]=120M傍p苹a饥乖可铁4.怀6蝴、查B蹦便梁禽连续梁接头计逼算树采用在秩B势便梁孕端头处加上下欲翼缘拼接板磨,厨并晓用勒M3隐2煌连接柴,抵舞使斜B伴便梁在接头形具成敲连续梁结构。邻工况一情况下庆:拾M害B已(蹈ma影x仁)记=129剧3狂(恒载炒)旦+1.437畏5脚(啊冲击系骡数于)×晌6932.2且=11258情KN-m盗工况二情况下葡:者M辜B位(谎ma填x蓄)丰=208.朝2嚷(恒载爬)侮+1.437剧5灵(锄冲击系寄数快)×焰1761.3共=2740K裳N-m插所以演,绣膜工况一控制诚B国便梁傍连续梁接头设吉计虑.喜4.震6童.1活、闸工况一情况下已B瞎便梁驱连续梁接头处机截面强度计算触y岛下专(恶端铺)姑=践=许586.5崭mmIx(端)=密=9.5×村10半9产mm付4灭y岩下怜(煮接半)笔=决=执635.5m罪mIx(端)=懒=1.215承×讲10突10炮mm零4医4.规6爷.1养.配1险、霜工况一情况下溪B互便梁钟连续梁端头截径面强度计算怒M煤B课(隐ma栗x见)劣=11258英KN-m矛I轮x(昆端充)欲=9.5×愿10抛9新mm轧4住y=源713.5m疑m胳σ偶=M驱B栽(件ma失x到)准×粉y/槐I司x(钟端拦)龟=11258项×10碎6君×713.5及/(9.5×眠10完9她)=845.困5MP欢a因>哭[贸σ灾w晓]=兔210MPa不可烟4.面6牺.1蹈.姜2瑞、痒工况一情况下絮B为便梁免连续梁较接盼头截面强度计纤算央M添B蓬(健ma戒x评)棕=11258具KN-m日I虎x(约端吩)谜=1.21值5×水10御10胶mm无4倘y=峡728.5m窝m拳σ咬=M他B型(束ma期x裤)决×袄y/邀I甚x(撤端醉)暑=11258珠×10冶6耀×728.5净/(1.21信5×10皇10喘)=675M建P啄a习>呆[粗σ丈w街]=210M嚼Pa不可忧通过以上计算毅可知,工况一明情况下,巨B糕便梁喜连续梁接头处醉副弯距太大,旨导致脆现散接头连接方法扭无法满足弯距鼻应力的要求,锈而很B克便梁为定型产衡品,牌改石动过大既不经胞济,供货方也备不同意,对此生,育第一次线路架泼空培拟采用哄简支结构倍,疼即押工况权三护方案朗,内工况二情况下窜拟采用连续结迫构的施工方案临。起4.咳6律.2晒、工况二情况稳下颜B视便梁凑连续梁接头处既截面强度计算蜜工况二情况下氧:膛M队接燥(室ma嘱x盼)欣=208.酬2握(恒载杨)跌+1.437候5集(虑冲击系枯数银)×1761靠.3=274锦0KN-m四4.垦6润.2投.逗1晋、工况二情况较下躲B筑便梁聚连续梁端头截盐面强度计算期M皂接鹊(论ma匪x椒)迹=歌2740缝KN-m撞I尚x(掏端搬)突=9.5×降10鸡9臂mm缝4氧y=贪713.5m乞m条σ求=M慈接粗(垄ma胀x贼)恶×心y/弟I彩x(掀端塔)群=毙2740轰×10蒜6招×713.5崇/(9.5×可10华9迫)=雷205.8厌MPa败<攀朽[桶σ霸w疯]=210M挑Pa可洪4.叠6厌.秋2阴.垮2叹、工况疮二废情况下砌B虾便梁自连续梁接头截兼面强度计算吴M仇B婚(构ma籍x坝)笼=两2740阔KN-m豆I舱x(烘端兽)们=1.21视5×砖10伐10愁mm辅4将y=汁728.5m恋m煤σ雹=M眉接戚(壤ma包x熄)阻×轿y/砍I炉x(杜端趴)结=清2740再×10屑6秆×728.5谋/(1.21前5×10往10殊)=安164.3匪MPa牵胖<羡[柿σ楼w杏]=210M缝Pa可难4.恐6吩.3脉、工况二情况恼下虏B哈便梁其连续梁接头处驴下翼缘拼接板姑螺栓群卵计算出螺栓群所受到鄙的轴向乓力绢N辞=亮σ古×A=164衔.3×10袜6熄×460×3棒2=2418宋496N=2狮41.85T鸟4.宁6桶.顶3子.超1急、工况二情况猪下差B结便梁效连续梁接头处拴螺栓个数计算谣接头螺栓采舅用妈M3怒0台摩擦型高强度投螺栓蹈,少材质脆为岛40Cr奏,三根据设计院提差供的数据陆,题其单剪时单栓猜承载力润为劫[N风L欢1敬]=2宅4仁吨赴.愤按内力法计算预每块拼接板连顿接需要的高强宇度螺栓宽数鹅n=241.旋85/24=葵10.己1晴个取n=12个阁4.内6板.3看.受2折、工况二情况豪下爱B描便梁盖连续梁接头处锣拼接板净截面排强度块计算舌A步J扁=糟52胃0×32-4析×31×32缴=划12672歼mm证2疏拼接板受到的缸轴向肝力汤N=霞241.8妻5T蛋其最大应力胆σ底=N/A奥J述=241.8州5×10殊4妨/补12672情=逐190.86技MPa自<登[累σ搭]=200M世Pa可擦4.究6掘.4丝、工况二情况塌下绢B剥便梁促连续梁接头处钞上翼缘拼接板种螺栓群计算田螺栓群所受到固的轴向宇力翁N欲=玩σ侍×A=164挡.3×10明6种×460×3谋2=2418派496N=2逆41.85T苍4.富6隐.3隶.巡1赔、工况二情况稠下匹B职便梁狗连续梁接头处益螺栓个数计算填接头螺栓采炎用而M3振0罩摩擦型高强度弱螺栓须,遵材质淹为两40Cr筛,宪根据设计院提址供的数据击,芬其单剪时单栓愚承载力件为夏[N摔L饱1色]=2骤4棍吨梢.类按内力法计算梅每块拼接板连喜接需要的高强骆度螺栓另数筹n=241.更85/24=脾10.糠1库个取n=12个庆4.真6搞.3钞.区2牛、工况二情况等下嗽B导便梁荒连续梁接头处都拼接板净截面遗强度计算稼A叨J酷=520×3来2-4×31以×32=烤12672m赤m团2炎拼接板受到的煌轴向轨力径N=绘241.8害5T裕其最大应力蒙σ桥=N/A援J宏=241.8宰5×10尸4己/12672疫=190.8社6MPa被<厦[系σ昆]=200M仗Pa可肠4.退7烘、室支墩计算再二次支点转换悔后汪B守型便梁下支墩雪采窑用堆C3船0度混凝土立柱灵,奉线路纵向那1.5m否,碗横向按庸1.0m推宽支墩计算羞,絮最大支墩高猾3.2m逗,钳支墩上设防横谢移型钢主。焰由摔4.丝5式项花第二次线路架茎空背B揭便梁霜连续梁支点承羽压计算知,屿每侧便梁支座惠所受支点反秩力开R=赛N=茶(超251.3+咳1.4375给×1491)遇/2=119零7.3KN列f扑c显=1磨5战N/mm葬2霞查表咐得聪:殖φ优=1.0彼σ忆c唤=沫银括满足要求惜4.笋8栋、纷箱内支撑计算是熟若箱内支点下采稿用代ф希5颤0紫0亮大号钢管支撑陕,激钢管壁厚盟10mm陶,自由长度会4m绪,箱顶支点传局下的力为模N连=踪1197.3追+1×1.5挣×24×3.岭2=1312拌.5KN归每个支点在箱缓内设尚二辞根钢管单位:mm传4.

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