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        鐵路連續(xù)梁橋托架驗算分析

        2012-09-06 06:48:50馬義源
        黑龍江交通科技 2012年12期
        關(guān)鍵詞:托架工字鋼橫梁

        馬義源

        (中鐵二十五局西北分公司)

        1 工程概況

        某在建鐵路橋采用(48+80+48)m的3跨變截面連續(xù)箱梁形式,主跨跨越既有高速公路。下部采用鉆孔樁群樁承臺固結(jié)基礎(chǔ),墩身為雙線圓端形實體橋墩。邊墩17#墩身高度為29 m,邊跨現(xiàn)澆直線段采用托架法施工,托架布置如圖1所示,邊跨直線段梁長7.75 m,梁高皆為3.6 m,此梁段混凝土體積為 104.2 m3,重 270.8 t。

        圖1 托架布置圖(單位:cm)

        2 托架驗算的解析法

        2.1 荷載取值

        偏于安全考慮,取現(xiàn)澆段最大梁截面進行驗算,橫斷面驗算示意圖見圖2。

        圖2 橫斷面驗算位置示意圖(單位:cm)

        翼緣板處荷載:0.46 m2×26 kN/m3=11.96 kN/m

        (其中0.46 m2為圖示部分1的面積)。

        腹板處荷載:5.33 m2×26 kN/m3=138.6 kN/m

        (其中5.33 m2為圖示部分2的面積)。

        箱梁底板荷載:3.07 m2×26 kN/m3=79.82 kN/m

        (其中3.07 m2為部分3的面積)。

        模板荷載:10~30 kN/m。

        施工人員及機械荷載2.0 kN/m2

        振搗混凝土產(chǎn)生的荷載:2.5 kN/m2

        I32工字鋼自重:0.434 kN/m。

        2.2 縱梁(32a工字鋼)驗算

        (1)斷面翼緣板處(圖示部分1)

        (2)斷面腹板位置(圖示部分2)

        (3)斷面底板位置(圖示部分3)

        故縱梁強度和剛度滿足要求。

        2.3 支撐橫梁(雙40a工字鋼)驗算

        (1)前橫梁驗算

        (2)中橫梁驗算

        (3)后橫梁驗算

        故支撐橫梁的強度和剛度滿足要求。

        2.4 支撐鋼管(D=800 mm,d=10 mm)驗算

        下部鋼管承受軸力 N=873.4 kN,A=248.2 cm2。

        故支架鋼管的強度、剛度和穩(wěn)定性滿足要求。

        2.5 地基承載力計算

        3.1 有限元模型的建立

        建立有限元模型時,以順橋向里程增大方向為X軸正向,豎直向上為Z軸正向,Y軸正向按照右手規(guī)則確定。托架和工字鋼采用梁單元進行模擬,托架立柱底部的鋼墊板及混凝土墊層均采用實體單元模擬,在混凝土底部節(jié)點約束三個方向的自由度。

        3.2 有限元分析結(jié)果

        考慮到計算時邊界條件對局部模型的影響,分析時不考慮模型的邊界部分。

        3.3 有限元法計算地基承載力

        由于缺少托架下部基礎(chǔ)的實測彈性模量等數(shù)據(jù),所以有限元模型中未對地基部分建立模型,地基承載力由有限元模型計算出的立柱軸力進行計算,立柱軸力最大Nmax=862.32 kN,立柱下鋼墊片長度為 1.6 m,混凝土厚度為0.3 m,則地基承載力

        4 計算結(jié)果對比及結(jié)論

        將有限元計算結(jié)果與解析法計算結(jié)果進行對比如表1所示。

        表1 計算結(jié)果對比

        通過表1的數(shù)據(jù)對比可以看出,運用解析方法和有限元方法得出的結(jié)果是比較接近的,其中有限元解除40a工字鋼應(yīng)力外,其他各項普遍比解析解要小,可見運用簡支梁模擬的解析方法是偏于安全考慮的,兩種方法的計算結(jié)果表明該托架能夠滿足安全要求。

        [1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程(TB10110-2011)[S].中國鐵道出版社,2011.

        [2]朱智卓.京滬高速鐵路支架現(xiàn)澆梁施工及線性控制技術(shù)[J].山西建筑,2010,(8).

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