高速公路下穿鐵路隧道架空設計及計算

PAGEPAGE15XX高速公路XX下穿隧道穿越鐵路架空設計計算書1、工程概況XX高速公路XX下穿隧道與既有XX線交叉通過，全線位于直線地段，與既有XX鐵路交角а=21°，本下穿隧道框架采用單箱雙室結(jié)構(gòu)，跨徑為2х16m，底板厚1.5m，頂板厚1.3m，箱內(nèi)凈高9.5m，外腹板厚1.5m，內(nèi)腹板厚1.3m，下穿隧道長290.5m，共分19段現(xiàn)場預制，XX線下穿隧道框架施工采用B型便梁架空既有線路后，開挖基坑，現(xiàn)場立模澆注框架。2、設計架空既有線路情況原設計下穿隧道穿越鐵路處采用5х24米D便梁，兩端再采用縱橫工字鋼梁上架設枕木及鋼軌作為配跨梁架空既有線路，在線路兩側(cè)用挖孔樁（2.0х1.5）m作支墩，作為線路第一次架空方案，然后施工6、8、10、12號段框構(gòu)，待此框構(gòu)鋼筋砼強度達到100%后，將D便梁支點轉(zhuǎn)移到6、8、10、12段框構(gòu)上，重新沿鐵路線路方向縱移D便梁及搭設配跨梁，將支點落在已預制好的框構(gòu)上，在支點下的框構(gòu)內(nèi)設置萬能桿件支撐，完成既有鐵路的二次架空，拆除挖孔樁支柱，立模澆注7、9、11、13號節(jié)段。3、優(yōu)化后采用的架空既有線路方案下穿隧道穿越鐵路處采用5х24米B型便梁架空線路，接頭處采用底部用下拼接板及高強螺栓連接的非連續(xù)結(jié)構(gòu)或采用上、下拼接板及高強螺栓連接的連續(xù)結(jié)構(gòu)方案進行選擇，在線路兩側(cè)用挖孔樁（2.0х1.5）m作支墩，每個支墩采用單支座或雙支座，完成第一次線路架空；然后施工6、8、10、12號段框構(gòu)，待此框構(gòu)鋼筋砼強度達到100%后，將已連續(xù)后的B型便梁支點轉(zhuǎn)移到6、8、10、12號段框構(gòu)頂兩端的混凝土支墩上，支墩下的框構(gòu)內(nèi)采用兩根ф500mm大號鋼管支撐頂板，拆除第一次線路架空用的挖孔樁支墩，完成B型便梁第二次線路架空；然后施工7、9、11、13號框構(gòu)，待上述框構(gòu)鋼筋砼強度到100%后，完成架空既有鐵路段的基坑回填及軌道填渣，然后拆除B型便梁及鋼支墩，完成架空既有鐵路的工作。4、優(yōu)化后穿越鐵路架空設計計算4.1、工況一：第一次線路架空B便梁連續(xù)梁結(jié)構(gòu)設計計算每孔B便梁長24.5m，計算跨度24m，支座設置在距B便梁端0.25m處，橫梁采用4型布置方式，B便梁重41.05T，拆除既有的木軌枕。4.1.1.B便梁自重作用下第一次線路架空設計計算4.1.1.1荷載計算恒載：軌道重：2×60kg/m=120kg/m24米B便梁重：1676kg/mq=120+1676=17.96kN/m4.1.1.2計算模式D便梁長24.50m，計算跨度l=24.0m，兩梁間采用蓋板拼接板形成連續(xù)結(jié)構(gòu)，連接處設單支座，取兩跨連續(xù)梁進行計算。捉4.原1慶.1隸.孫3膽計算結(jié)果遇R另A禽恒僻=鴨161.6K叮N祖R濃B宅恒我=538.8痕KN允R枕C齒恒曠=1贊61.6失KN污M夜B(max)遼=1293拉K范N/m騙漲(顏上部受敵拉界)啞Q互B(max)植=269.4鈴K斗N澡4.膜1賄.沿2眉.毒B惠便梁仿活載麗作用下第一次利線路架空設計岔計算犧采用中華人民菌共和國鐵路標崖準活載的普通疼中坐材活載圖示榜，拿由盞中撒--夸-兆活載圖任意截絞取一段荷載對眉第一次線路架輔空歡結(jié)鋒構(gòu)進行設計計果算停4.街1左.須2泊.1兼、球計算模式庭當列車雕中雹--猜-鳴活載運行到如歡下圖位置時，管兩徐B姥便梁連接支座忙處所受到的支川座檢反力、彎矩及璃剪力最大。旅4.疊1生.料2垮.香2席計算結(jié)果吊R煎A丈=747.或5KN魄R遺B獻=3086脫.3KN鹿R瑞C捐=789.7辛KN幟M忙B(max)返=6932.凱2刃K狠N-笑m憑(穿上部受燃拉念)默Q壤B(max)喘=1382寺K快N究4.2下、工況二舍：色第二次線路架似空誠B綿便梁麥連續(xù)梁污結(jié)構(gòu)設計計算華第一次線路架扒空施工剪完溫6黎、霉8笑、戒1田0惱、鴨1戒2趕號段框構(gòu)后，駐將已連續(xù)后稅的龍B剪型便梁支點轉(zhuǎn)魯移感到管6廳、賄8剖、則1迫0竊、世1頁2猴號段框構(gòu)頂兩幼端的鋼支墩上斥，支點設單支笨座叛，棵計算跨度芝為識9.按5駝及沫15打m煤兩種沾。蛙4.躬2斬.1頌.受B扔便梁自重作用鋸下辛第二言次線路架空設構(gòu)計計算她4.薄2徑.1控.羅1嚴荷載計算發(fā)恒載：軌道重抹：批檢2×罰60kg侄/m=萍120kg惡/m拾2哲4波米語B株便梁重臺：疤債1676k貝g姻/m嫩q=120+橋1676=1濤7.96k黃N/m侍瀉4.撤2兄.1并.萄2陶計算模式吳D殖便梁計算跨儲度亂l=升9.5材m訓及趨15m切兩種撥，舟兩梁間采用蓋稻板拼接板形成擴連續(xù)結(jié)構(gòu)鴉，檔支點轉(zhuǎn)換物處設至單往支座宿，閱取普三底跨連續(xù)梁進行壯計算。改排4.馬2離.1倚.者3菌計算結(jié)果跪R硬A效恒征=漸54縫.返1乘KN菌R班B衡恒蹦=僅251炕.約3凱KN舌R靜C搏恒東=舞25唐1.稱3誠KN抵R軌D丟恒肥=54.1K姥N京M槽接屆=勾208.2墓K蒜N-辛m(控下扣部受粘拉匠)景Q期B填=Q灣C零=134.7村K糕N講4.2.密2典.隱活載卻作用下第隆二徑次線路架空五B婦便梁腦連續(xù)梁揚支點反力役計算蘆4.2.院2燭.賤1驟、計算模式破當列車蔥中際--布-藏活載運行到如謙下圖位置時，撒噸B諸便梁連顫續(xù)梁疲支點轉(zhuǎn)換后支躍座寺所受的嶄支點反力易及剪力冶最大殘。梨4.2.精2菠.亡2愈計算結(jié)果村R即A俘=處231計.膀6清KN效R描B苗=碧1491黎KN鐮R視C嚇=叨607襯.鹽3乖KN揉Q爸B(max)篩=百848.1帖K馳N覺窯、啟活載蒸作用下第二次席線路架空慮.刻B治便梁連續(xù)接點帶處灶最大彎距計算或4.2.麥3夫.潤1駕、計算模式缺當列車些中貓--輛-斃活載運行到如渠下圖位置時須，呢麻B野便梁連續(xù)梁歐支點轉(zhuǎn)換后偽連續(xù)接點處秩所構(gòu)受的眼彎距綿最大。編4.2.壩3拉.娛2圣計算結(jié)果鞏M駛接糠=車1761.3債KN態(tài)-m循梯(紡下部受繪拉艇)蓮4.姓3孝、工況三：第婦一次線路架喇空悄B拴便梁浩簡支壇結(jié)構(gòu)設計計算豪由于卷B珠便梁設計計算伐時按什簡支考慮，并鼓經(jīng)過實踐檢驗糧，各種受力均勻能滿足要求，償檢算省略。廁4.酷4五、當?shù)谝淮尉€路架翠空牲B鐮便梁副連續(xù)梁支點澡支承加勁肋奉計算沙由工況一計算倉知，恒載及活貧載作用下，最俯大支座反力均石發(fā)生在支例座堂B仗處，其支座反三力分別為枯R榜恒篩=538.8械KN喜R再活脊=3086.煤3KN草由于列車運行預速度為鳥45km/h走，葵宴列車浸沖擊系柱數(shù)袍漲每側(cè)便梁支座李所受支點反番力理R=子(看538.8+姓1.4跨375閑×3086.揪3)/2=2餃4鬼87份.均7降KN匪在既有加勁肋蟻的基礎(chǔ)上旬，鳴選國用喂4送□郊120×絲20mm蛇的庫16Mn出鋼板。桶4.喚4跨.1投、支承掀面的承壓強度低計算們承壓面邊積同A臨=晉（戀90×12+僅90×2次0棚）催×4=似11520m尋m躬2王承壓強歡度貝其喉σ概c航=籮[庫σ澡d食c鬼]=300M既p霸a報屢可避4.怕4筆.2進、支承加勁肋許的穩(wěn)定計算把支承加勁肋為怎多個十字形截長面的特殊桿件奸。當A標m叼=忌4振（副1衫2射×120+2乖0×12偶0而）住+賣（漿95+14+電95+2×1呀5×1遠2英）撒×12斑=軋21168炸mm復2勉I州x拳=議160030虛0濁8傭（昏2+10/秧3窩）彎=障853493磨76巾mm抱4rx=賀流證澡可看4.心4嬸.3獻、支承加勁肋卷連接角焊縫計男算凡梁端支反力系雕通過加勁肋與殼腹板的連接角陜焊縫傳給加勁凱肋與腹板，加展勁肋與腹板殊用潮1米6拍條焊縫連接，笨δ劣=語12mm撇及汪δ援=范20mm攜鋼板焊縫各糕為淋8進條，爛其煩中飯δ第=譽12敏mm狐鋼板的焊腳尺圈寸稍h密f乒=糠6mm蹄，每條焊縫的襖計算長絹度術(shù)l架f剛=更1300-2貧×24-2×長30-2×5邁=興1182mm嘗＞追50h珠f紫=50×6=噸300mm異δ逼=容12mm滅鋼板焊縫的有塘效長度敬按郵l萬f睜=怖300mm卵計若δ端=瘡20mm懇鋼板的焊腳尺勾寸宋h惱f今=踐10mm漸，每條焊縫的途計算長織度挺l隔f艱=1300-席2×24-2狗×30-2×層5=志1182mm詞＞亂50h競f港=50×10乘=宣500mm哲δ棒=瘡20mm明鋼板焊縫的有鋸效長度游按線l警f叼=緩500mm言計盞=屢65.4MP貨a根＜鍬[觀]=120M撲p宗a飄灰可齡4.光5段、執(zhí)第二次線路架歷空巴B日便梁臭連續(xù)梁支點承損壓傭計算喝由工況二計算篇知，恒載及活努載作用下，最成大支座反力均甚發(fā)生在支辯座紡B煌處，其支座反仔力分別為隔R鈴恒鳳=涉251鍛.缸3誦KN央R機活禾=眨1491腦KN尸列車琴沖擊系代數(shù)劣珍每側(cè)便梁支座離所受支點反力殲R=(251響.3截+1.4僑375想×頸1491鍋)/2=侍1197靠.砍3飲KN旨在膛對支點下的既既有加勁肋銳接長到蕉B逼便梁下翼緣之的基礎(chǔ)上淚，澇每個支點下盲選拒用妹4趕□蠟120×構(gòu)1舊2mm訴的換16M般n傾鋼板末作加強肋倘。殖4.蹲5夏.1頃、支承面的承娛壓強度計算云承壓面攜積那A=90弄×12×稈6趕=剪648既0mm頌2洗承壓強地度鳴藥議σ沿c伏=洞[意σ旺d繡c接]=300M晴p栽a欄狠可兔4.墊5盼.2仙、支承加勁肋駛的穩(wěn)定計算胖支承加勁肋為惡多個十字形截日面的特殊桿件肚。樓A義m金=6×12×招120盾+受（喊260+2×纖15×1上2引）露×12=充16080殖mm帶2根I駛x箏=辜480090御24mm泛4rx=債宇危描可船臺、支承加勁肋漫連接角焊縫計見算悼梁端支反力系股通過加勁肋與嘩腹板的連接角腰焊縫傳給加勁寺肋與腹板，加德勁肋與腹板班用鴨1床2善條焊縫連接，瓣其喚中枯δ造=航12mm米鋼板的焊腳尺芹寸襯h肉f遺=鵲6mm左，每條焊縫的紡計算長級度年l星f意=1300-旬2×24-2遙×30-2×束5=弟1182mm穗＞孤50h盯f槳=50×6=瀉300mm斧δ療=臥12mm舅鋼板焊縫的有烤效長度盲按脆l(xiāng)豬f享=粱300mm低計元=79.2M棉P恢a遙＜姿[簽]=120M傍p蘋a饑乖可鐵4.懷6蝴、查B蹦便梁禽連續(xù)梁接頭計逼算樹采用在秩B勢便梁孕端頭處加上下欲翼緣拼接板磨，廚并曉用勒M3隱2煌連接柴，抵舞使斜B伴便梁在接頭形具成敲連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。鄰工況一情況下慶：拾M害B已（蹈ma影x仁）記=129劇3狂（恒載炒）旦+1.437畏5腳(啊沖擊系騾數(shù)于)×晌6932.2且=11258情KN-m盜工況二情況下葡：者M辜B位（謊ma填x蓄）豐=208.朝2嚷（恒載爬）侮+1.437劇5靈(鋤沖擊系寄數(shù)快)×焰1761.3共=2740K裳N-m插所以演，繡膜工況一控制誠B國便梁傍連續(xù)梁接頭設吉計慮.喜4.震6童.1活、閘工況一情況下已B瞎便梁驅(qū)連續(xù)梁接頭處機截面強度計算觸y島下專(惡端鋪)姑=踐=許586.5嶄mmIx(端)=密=9.5×村10半9產(chǎn)mm付4滅y巖下憐(煮接半)筆=決=執(zhí)635.5m罪mIx(端)=懶=1.215承×講10突10炮mm零4醫(yī)4.規(guī)6爺.1養(yǎng).配1險、霜工況一情況下溪B互便梁鐘連續(xù)梁端頭截徑面強度計算怒M煤B課（隱ma栗x見）劣=11258英KN-m矛I輪x(昆端充)欲=9.5×愿10拋9新mm軋4住y=源713.5m疑m胳σ偶=M驅(qū)B栽（件ma失x到）準×粉y/槐I司x(鐘端攔)龜=11258項×10碎6君×713.5及/(9.5×眠10完9她)=845.困5MP歡a因＞哭[貿(mào)σ災w曉]=兔210MPa不可煙4.面6犧.1蹈.姜2瑞、癢工況一情況下絮B為便梁免連續(xù)梁較接盼頭截面強度計纖算央M添B蓬（健ma戒x評）棕=11258具KN-m日I虎x(約端吩)謎=1.21值5×水10御10膠mm無4倘y=峽728.5m窩m拳σ咬=M他B型（束ma期x褲）決×襖y/邀I甚x(撤端醉)暑=11258珠×10冶6耀×728.5凈/(1.21信5×10皇10喘)=675M建P啄a習＞呆[粗σ丈w街]=210M嚼Pa不可憂通過以上計算毅可知，工況一明情況下，巨B糕便梁喜連續(xù)梁接頭處醉副彎距太大，旨導致脆現(xiàn)散接頭連接方法扭無法滿足彎距鼻應力的要求，銹而很B克便梁為定型產(chǎn)衡品，牌改石動過大既不經(jīng)胞濟，供貨方也備不同意，對此生，育第一次線路架潑空培擬采用哄簡支結(jié)構(gòu)倍，疼即押工況權(quán)三護方案朗，內(nèi)工況二情況下竄擬采用連續(xù)結(jié)迫構(gòu)的施工方案臨。起4.咳6律.2曬、工況二情況穩(wěn)下顏B視便梁湊連續(xù)梁接頭處既截面強度計算蜜工況二情況下氧：膛M隊接燥（室ma囑x盼）欣=208.酬2握（恒載楊）跌+1.437候5集(慮沖擊系枯數(shù)銀)×1761靠.3=274錦0KN-m四4.墾6潤.2投.逗1晉、工況二情況較下躲B筑便梁聚連續(xù)梁端頭截鹽面強度計算期M皂接鵲（論ma匪x椒）跡=歌2740縫KN-m撞I尚x(掏端搬)突=9.5×降10雞9臂mm縫4氧y=貪713.5m乞m條σ求=M慈接粗（壟ma脹x賊）惡×心y/弟I彩x(掀端塔)群=斃2740轟×10蒜6招×713.5崇/(9.5×可10華9迫)=雷205.8厭MPa?。寂市郲桶σ霸w瘋]=210M挑Pa可洪4.疊6厭.秋2陰.垮2嘆、工況瘡二廢情況下砌B蝦便梁自連續(xù)梁接頭截兼面強度計算吳M仇B(yǎng)婚（構(gòu)ma籍x壩）籠=兩2740闊KN-m豆I艙x(烘端獸)們=1.21視5×磚10伐10愁mm輔4將y=汁728.5m戀m煤σ雹=M眉接戚（壤m(xù)a包x熄）阻×轎y/砍I爐x(杜端趴)結(jié)=清2740再×10屑6稈×728.5謀/(1.21前5×10往10殊)=安164.3匪MPa牽胖＜羨[柿σ樓w杏]=210M縫Pa可難4.恐6吩.3脈、工況二情況惱下虜B哈便梁其連續(xù)梁接頭處驢下翼緣拼接板姑螺栓群卵計算出螺栓群所受到鄙的軸向乓力絹N辭=亮σ古×A=164銜.3×10襪6熄×460×3棒2=2418宋496N=2獅41.85T鳥4.寧6桶.頂3子.超1急、工況二情況豬下差B結(jié)便梁效連續(xù)梁接頭處拴螺栓個數(shù)計算謠接頭螺栓采舅用媽M3怒0臺摩擦型高強度投螺栓蹈，少材質(zhì)脆為島40Cr奏，三根據(jù)設計院提差供的數(shù)據(jù)陸，題其單剪時單栓猜承載力潤為劫[N風L歡1敬]=2宅4仁噸赴.憤按內(nèi)力法計算預每塊拼接板連頓接需要的高強宇度螺栓寬數(shù)鵝n=241.旋85/24=葵10.己1晴個取n=12個閣4.內(nèi)6板.3看.受2折、工況二情況豪下愛B描便梁蓋連續(xù)梁接頭處鑼拼接板凈截面排強度塊計算舌A步J扁=糟52胃0×32-4析×31×32繳=劃12672殲mm證2疏拼接板受到的缸軸向肝力湯N=霞241.8妻5T蛋其最大應力膽σ底=N/A奧J述=241.8州5×10殊4妨/補12672情=逐190.86技MPa自＜登[累σ搭]=200M世Pa可擦4.究6掘.4絲、工況二情況塌下絹B剝便梁促連續(xù)梁接頭處鈔上翼緣拼接板種螺栓群計算田螺栓群所受到固的軸向宇力翁N欲=玩σ侍×A=164擋.3×10明6種×460×3謀2=2418派496N=2逆41.85T蒼4.富6隱.3隸.巡1賠、工況二情況稠下匹B職便梁狗連續(xù)梁接頭處益螺栓個數(shù)計算填接頭螺栓采炎用而M3振0罩摩擦型高強度弱螺栓須，遵材質(zhì)淹為兩40Cr篩，憲根據(jù)設計院提址供的數(shù)據(jù)擊，芬其單剪時單栓愚承載力件為夏[N摔L飽1色]=2驟4棍噸梢.類按內(nèi)力法計算梅每塊拼接板連喜接需要的高強駱度螺栓另數(shù)籌n=241.更85/24=脾10.糠1庫個取n=12個慶4.真6搞.3鈔.區(qū)2牛、工況二情況等下嗽B導便梁荒連續(xù)梁接頭處都拼接板凈截面遺強度計算稼A叨J酷=520×3來2-4×31以×32=烤12672m赤m團2炎拼接板受到的煌軸向軌力徑N=繪241.8害5T裕其最大應力蒙σ橋=N/A援J宏=241.8宰5×10尸4己/12672疫=190.8社6MPa被＜廈[系σ昆]=200M仗Pa可腸4.退7烘、室支墩計算再二次支點轉(zhuǎn)換悔后汪B守型便梁下支墩雪采窯用堆C3船0度混凝土立柱靈，奉線路縱向那1.5m否，碗橫向按庸1.0m推寬支墩計算羞，絮最大支墩高猾3.2m逗，鉗支墩上設防橫謝移型鋼主。焰由摔4.絲5式項花第二次線路架莖空背B揭便梁霜連續(xù)梁支點承羽壓計算知，嶼每側(cè)便梁支座惠所受支點反秩力開R=賽N=茶(超251.3+咳1.4375給×1491)遇/2=119零7.3KN列f撲c顯=1磨5戰(zhàn)N/mm葬2霞查表咐得聰:殖φ優(yōu)=1.0彼σ憶c喚=沫銀括滿足要求惜4.筍8棟、紛箱內(nèi)支撐計算是熟若箱內(nèi)支點下采稿用代ф希5顫0紫0亮大號鋼管支撐陜，激鋼管壁厚盟10mm陶，自由長度會4m緒，箱頂支點傳局下的力為模N連=蹤1197.3追+1×1.5掙×24×3.嶺2=1312拌.5KN歸每個支點在箱緩內(nèi)設尚二辭根鋼管單位:mm傳4.