頂進框架涵后背計算

1、頂進框架涵后背計算一、計算資料通過對頂進涵的頂力計算， 頂進時最大頂力為1444t ，每米的背墻頂力為 103.14t ，后背寬（B1）為 14m，該涵采用鋼軌樁后背墻，鋼軌樁長 6.0m，鋼軌樁入土深為 2.0m，鋼軌樁后背漿砌片石， 墻高 3.8m，漿砌片石后 2.0m，寬 14m。鋼軌樁每米布置 5 根，在鋼軌樁處設(shè)鋼軌后背梁， 斷面尺寸為 2.1m×0.6m，長 14m。線路采用 D24梁進行加固，支墩分別采用直徑0.8m 與 1.25m深渡為 6.5m 的混凝土支墩。二、后背墻的檢算2.1 根據(jù)朗金理論土壓力計算墻后每延米的被動土壓力為：1Ep= H 2 tg 2 (45

2、/ 2）式中：土容重，取1.6 t/m 3；H：鋼軌樁長（ m）；：土的內(nèi)摩擦角，因地質(zhì)為混砂性粘土，取=40°；因根據(jù)千斤頂作用點與后背被動土壓力Ep 重合的假定，而主動土壓力Ea 遠小于 Ep，Ea 可忽略不計，則：P= Ep涵洞在頂進時需要的最大頂力為1444 噸，而后背墻B1 為 14 米，則每延米的頂力為：P=1444/14=103.14t/mL=1.732H1： 1r-h則鋼軌樁總長 H為：HrEpD145° +DEaH=2P=5.30m2(45 tg/2）D=H =5.30/3=1.77m3而千斤頂?shù)酌嬷睆綖?0cm,則半徑 r=25cm。D1=D-r=1.7

3、7-0.25=1.52m為保證一定的安全度 , 實際施工時鋼軌樁入土深為1.2D1, 則實際入土深度為 :1.2 ×1.52=1.82m鋼軌樁總長為 H+0.2D1=5.30+0.2 ×1.52=5.60m計算的鋼軌樁入土深度及鋼軌樁總長符合設(shè)計要求的入土深度2.0m 及鋼軌樁長總 6.0m 的要求。2.2 確定后背土堆高hh=H-D1=5.60-1.52=4.08m2.3 鋼軌樁截面設(shè)計：檢算后背土堆的穩(wěn)定，鋼軌樁僅抵抗滑板面以上后背土堆的主動土壓力M=Eahh3EaH式中：45° - /2 h2 tg 2( 45）1MEa=/ 2D2=1.6 ×4.

4、08 2×tg 2(45-40/2)/2=2.683t/m后背鋼軌樁截面計算簡圖M=2.683×4.08/3=3.38(t-m)根據(jù)材料力學(xué)公式：W=M ，n=WW式中：鋼材的允許應(yīng)力 =170mpa，因鋼軌采用 P50 軌，W=287.2cm3W=3.38×106/17000=210.77cm3n=210.77/287.2=0.8每米布置 5 根鋼軌符合設(shè)計要求。2.4 后背土堆穩(wěn)定的檢算后背土堆穩(wěn)定的條件是鋼軌樁埋深必須滿足靜力平衡條件，即作用于結(jié)構(gòu)上的全部水平方向作用力平衡條件（F=0）和結(jié)構(gòu)繞根部自由端彎矩總和（ M=0）為零。由 F=0則： Ep+-Ea

5、=0式中：Ep=D12tg2 （45+/2 ）/2HEaEa=H2tg2（45- /2 ）/21DEp=U：滑板阻力。后背土堆穩(wěn)定計算簡圖U：滑板摩阻系數(shù) =0.4：為每縱向米箱體重 +每縱向米滑板重=24.25+14×0.2 ×2.5=31.25t=U=0.4 ×31.25=12.5 t則：D1= 0.5H2tg2(45） /2 2U tg 2 (45/ 2）進行計算 D1，為不解 , D1=1.52m ，水平方向不會移動。2.5 后背總體設(shè)計圖如下鋼筋混凝土厚 20既20抗滑條粘性土有夯填碎石土厚 60漿砌 .3線片石路后背梁鋼軌擋板鋼板說明：1 、本圖為后背

6、圖 , 各部分尺寸均以厘米計；2 、后背采用鋼軌樁布置，后背墻寬14 米。每延米布置 5 根 P50 鋼軌樁，鋼軌樁長6.00 米，入土 2.00 米，3、滑板底因地質(zhì)較軟，夯填60cm厚的碎石土，再澆筑 20cm厚的 C20 鋼筋混凝土?；屙斆婕釉O(shè)一層厚 3mm 的石臘及 1mm厚的滑石粉。做好滑板兩側(cè)的排水 , 漿砌水溝挖深 50cm,以便滑板不受浸泡。漿砌砂性粘土片石后背總體設(shè)計圖三. 線路加固設(shè)計2450型便梁軌頂標(biāo)高： 78.619涵頂標(biāo)高： 77.34橫梁枕木排挖孔樁箱體底標(biāo)高： 72.19850樁底標(biāo)高： 71.119120085022873.1該段線路加固采用D24型施工便梁

7、，兩端支撐墩采用挖孔樁，兩側(cè)挖孔樁直徑為80cm，中間挖孔樁直徑為125cm，挖孔樁深為 6.5m。3.2線路加固斷面圖：線路加固斷面圖3.3 D 形便梁已經(jīng)過鐵道部鑒定，不必檢算。3.4 檢算挖孔樁的樁身長度及樁徑。雙孔重載布置（跨度為24.12m）：220KN“中活載”圖MB=0 則有RA ×4.8-P ×4.8-P ×3.3-P ×1.8-P ×0.3-1/2 ×q×4.82=0RA=515.5KN由豎向 F=0，得 RB=(220× 3.75+16.62 ×92)/2- RA =661.52KN所

8、以 RA支座反力大，該處為最不利荷載。D型便梁重計算：梁體總重為 46.902 噸跨度 24.12m線上鋼軌及枕木重為25×2×0.06+44 ×0.254=14T梁體共重： 46.902 噸，加上線路軌道重114噸，則共計 609KN則每墩承重為 N=515.2+609/2=819.71KN24.12m主縱梁橫梁軌道箱體預(yù)制樁位布置圖圖樁長計算根據(jù)該涵的地質(zhì)鉆探資料，從軌面下0-6.25 米為人工填筑土及粉質(zhì)黏土，承載力為 150kpa，6.25 米以下為灰?guī)r、砂巖，承載力為350kpa。將樁底置于灰?guī)r層，取樁長6.5 米。由于在頂進施工時土體開挖會使樁部分暴露

9、，在計算樁承載力時，摩擦力部分按4m長計算。按土的阻力確定單樁軸向容許承載力，共容許承載力為：N=S（ fi ×Li ）/2+mo×A×S1=3.14×0.8=2.512m，S2=3.14×1.25=3.925mA1=× 12/4=0.502m2A2=× 22/4=1.227m2Mo=1， =350kpa樁身自重 G1=A1×H× 25=0.502×6.5 ×25 =81.6KNG2=A2×H×25=1.227 ×6.5 ×25 =199.4KNN 80= S1（ fi ×Li ）/2+mo×A1×=2.512 ×(150 ×3.75+350×0.25)/2+1 ×0.502 ×350=992.1KN80cm的挖孔樁總重 N+ G1=444.8+81.6=526.4KN<N80=992.1KNN 125= S2（ fi ×Li)/2+mo ×A2×=3.925 ×(150 ×3.75