CN210117646U

CN210117646U - 一种用于高填方既有铁路线上的框架桥

Info

Publication number: CN210117646U
Application number: CN201920736905.3U
Authority: CN
Inventors: 闫勇; 王杰; 邱琼海; 韦朝; 张树新; 江浩
Original assignee: XINJIANG RAILROAD PROSPECTING DESIGN INSTITUTE CO LTD
Current assignee: XINJIANG RAILROAD PROSPECTING DESIGN INSTITUTE CO LTD
Priority date: 2019-05-22
Filing date: 2019-05-22
Publication date: 2020-02-28
Anticipated expiration: 2029-05-22

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

一种用于高填方既有铁路线上的框架桥

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=ξq_h

q_h=165/(2.5+h)

式中：e，q_h——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

1.一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。