鐵路連續(xù)梁橋托架驗算分析

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(jìn)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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。

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［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).