CN210117646U - 一种用于高填方既有铁路线上的框架桥 - Google Patents
一种用于高填方既有铁路线上的框架桥 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于高填方既有铁路线上的框架桥,包括框架桥本体,框架桥的内孔孔径为9.0m,净高为8.0m,每节长度为13米,框架桥的外部尺寸:宽为12米,高为10.2米,框架桥内的底部上设置着铁轨路基,路基两侧分别设置着排水侧沟。采用该框架桥方案,解决了高填方铁铁立交既有线顶进设计的方案问题。采用该框架桥方案,在一定程度上确保行车安全及人身安全,并节省了投资。
Description
技术领域
本实用新型为既有运营铁路线下,桥式盾构法防护既有铁路线、顶进时的框架桥设计,板顶填土由“常规填方”优化为“高填方”的提升改进设计,特别是一种用于高填方既有铁路线上的框架桥。
背景技术
近年来,随着交通运输事业的快速发展,交通网络四通八达,铁路速度的提高及行车密度的加大,使用地少,投资省,施工方便的框架结构被大量采用。一般新建公铁立交桥结构,框架桥板顶填土按照满足轨道厚度及防水要求即可;既有线需顶进的立交桥,按照架设钢便梁需要,并满足轨道厚度及防水要求,这两者的板顶填土厚度都不超过1.0m,结构尺寸及斜交角度都均可参照标准图选用设计;而铁铁立交桥结构,既有铁路路基填方高度较高时,框架桥板顶填土远超过标准图设计时,在立交方案选用及结构尺寸拟定上就会举棋不定,对方案的快速选定产生不利影响。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于高填方既有铁路线上的框架桥,可应用于板顶填土超过10m、高填方的铁铁立交,降低投资、加快施工进度。
本实用新型的目的是这样实现的,一种用于高填方既有铁路线上的框架桥,包括框架桥本体,框架桥的内孔孔径为9.0m,净高为8.0m,每节长度为13米,框架桥的外部尺寸:宽为12米,高为10.2米,框架桥内的底部上设置着铁轨路基,路基两侧分别设置着排水侧沟。
本实用新型在位于内蒙古自治区鄂尔多斯市札萨克镇进行试验,在包西线新街站东侧,物流园区规划呈南北布置,西临包茂高速公路,北临小红线(县道),南临府深线(G210),包西铁路、新恩铁路在园区规划用地西侧交汇穿过。本专用线自包西线新街站引出,分上、下行走行至札萨克物流园区,在园区内南北向设置新街东站。
本专用线疏解线在SCK3+430与新恩陶疏解线交越,札萨克专用线轨底到新恩陶疏解线轨底高差为18.41m,斜交角度30度(新恩陶疏解线法向与札萨克疏解线方向夹角)。新恩铁路主要技术标准为Ⅰ级铁路、单线、限制坡度6‰、最小曲线半径800m、设计行车速度120km/h、电力牵引。
本桥采用桥式盾构超前支护,带土顶进的施工方法(可采用对顶法、中继间法),框架顶推采用液压顶推设备。线路采用扣轨加固,不扰动既有道床结构,确保既有线稳定。
通过以上案例叙述,对该结构用MIDAS进行有限元分析,根据荷载计算、模型的建立得出结构的内力,借以拟定结构尺寸。分析结果如下:
1、 荷载的取用
1.1 恒载
1.1.1 结构自重及线路上部建筑的重量,
1.1.1.1顶板二期恒载
a 按单线计算板顶恒载
轨道底至顶板顶距离10.32m,道碴厚度为0.5m,路基填土高9.82 m。
道碴层容重按照20KN/m3,面荷载为0.5×20=10 KN/m2,宽度按3.5m(2.5+0.5×2)计入。(道床顶宽330cm,轨枕宽250cm)
路基层容重按照17KN/m3,面荷载为9.82×17=166.94 KN/m2,宽度按:3.5+9.82×0.5*2+1*2=15.3m计入。
顶板混凝土重:1.0×25=25 KN/m2
则W顶板=10+25+166.94=201.94 KN/m2
b 底板二期恒载
箱形桥桥内单线:轨道底至底板顶距离0.91m,道碴厚度为0.5m,路基填土高0.41m。
面荷载:道碴 0.5×20=10 KN/m2,宽度按3.5m计;
路基填土 0.41×17=7.0 KN/m2,宽度:中心一侧3.2m计;
底板混凝土重:1.2×25=30 KN/m2
则W底板=10+7+30=47 KN /m2
C 边墙自重为集中力荷载
W=1.5×6.65×25=249.375 KN
1.1.2 土的侧压力
按照基本规范4.2.3,路基填方作用于箱形桥的水平压力按公式计算:e=ε×γ×H1
1.2 活载
1.2.1 列出荷载
MIDAS按影响面加载。
1.2.2 冲击力
按《铁路桥规》,当顶板填土厚度h≥1 m(从轨底算至顶板顶面),不考虑冲击。否则冲击系数为:
1+μ=1+α×(6/(30+L))
式中:α=4(1-h)≤2;L为桥跨长度(m)。
MIDAS中,在移动荷载选项选铁路框架桥就可以按上述方法计算冲击系数。
由于顶板顶填土高大于1.0m,故不考虑冲击系数的影响。
而对于底板顶应考虑:1+μ=1+4×(1-0.91)×6/(30+10.5)=1.059
1.2.4 中-活载
10.5m中活载分部:7.5m的220KN集中力+3m均布荷载
底板顶活载:(5×220+3×92)/(7.5×10.5)=17.48 KN /m2
底板底活载:
分布宽度:1.52×2=3.04(2个单元)
1.52×3=4.56(3个单元)
活载:(5×220+(13-7.5)×92)/(4.56×13)=27.1 KN /m2
1.2.3 活载引起的水平土压力
列车活载在框架边墙上的侧向水平土压力p按照《桥规》计算方法确定,即:
e=ξqh
qh=165/(2.5+h)
式中:e,qh——压力(kPa);
ξ——系数,按照《桥规》规定,视设计实际情况选用,在本桥中取0.3,计算处板顶及板底中心线处的强度值,以梯度面荷载作用在边墙上。
1.3 混凝土收缩
对于整体浇注的钢筋混凝土结构,相当于降温15℃,框架桥主体结构通常分2步灌注,先灌注底板,后灌注边墙和顶板,相当于降温10℃。
、边界条件:
按节点弹性支承加载,根据中间节点所属面积及边节点所属面积计算,按基底床系数(t/m3)=60×承载力(t/m2),承载力按照550 kPa,(换算关系:1kPa=0.1t/m2)。
得到中间节点、边节点弹性刚度。
、模型建立
①选择材料
②定义厚度
按照顶板、底板、边墙、中墙和梗腋加厚处厚度分别定义,梗腋加厚处厚度按照单元划分尺寸取中心截面处厚度。
③模型建立
板单元斜交框架节点建立由于划分宽度不尽相同,如果按照坐标输入,工作量较大。较容易的实现方式是先在Autocad中分别划分顶板、底板的单元划分dxf格式文件,利用导入方法建立节点,然后在建立板单元,具体实现如下:
在CAD中,将顶板和底板划分单元分别放在相应的顶板、底板图层中。
、建立边界条件,5、结构荷载,6、分析, 7、提取结果配筋;
通过以上分析,得出本实用新型框架桥的结构尺寸。
本实用新型的有益效果是:采用该框架桥方案,解决了高填方铁铁立交既有线顶进设计的方案问题。高填方铁铁立交既有线立交时采用框架桥方案是可行的;框架桥的孔跨、净高及结构尺寸,对于板顶填方10m以下的工程起到了参考,借鉴作用;采用该框架桥桥式盾构顶进方案,为高填方铁铁立交既有线顶进施工开拓了思路;采用该框架桥方案,在一定程度上确保行车安全及人身安全,并节省了投资。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的箱身横断面图。
具体实施方式
一种用于高填方既有铁路线上的框架桥,如图1所示,包括框架桥本体1,框架桥的内孔孔径a为9.0m,净高c为8.0m,每节长度为13米,框架桥的外部尺寸:宽d为12米,高b为10.2米,框架桥内的底部上设置着铁轨路基3,路基两侧分别设置着排水侧沟2。
Claims (1)
1.一种用于高填方既有铁路线上的框架桥,包括框架桥本体,其特征是:框架桥的内孔孔径为9.0m,净高为8.0m,每节长度为13米,框架桥的外部尺寸:宽为12米,高为10.2米,框架桥内的底部上设置着铁轨路基,路基两侧分别设置着排水侧沟。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN201920736905.3U CN210117646U (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 一种用于高填方既有铁路线上的框架桥 |
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Publications (1)
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CN210117646U true CN210117646U (zh) | 2020-02-28 |
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CN201920736905.3U Active CN210117646U (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 一种用于高填方既有铁路线上的框架桥 |
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CN (1) | CN210117646U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114969921A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-30 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种铁路框架桥结构尺寸的设计方法 |
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2019
- 2019-05-22 CN CN201920736905.3U patent/CN210117646U/zh active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114969921A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-30 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种铁路框架桥结构尺寸的设计方法 |
CN114969921B (zh) * | 2022-05-25 | 2024-03-12 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种铁路框架桥结构尺寸的设计方法 |
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