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向莆铁路FJ—5A标
( FDK536+182.32～FDK543+674.01)
仰
拱
栈
桥
设
计
方
案
编 制:
复 核:
中铁一局四公司向莆铁路FJ-5A标杜坞项目部
二〇〇九年六月二十六日
仰拱栈桥设计方案
一、 工程概况
小远亭隧道位于福建省闽侯县永丰村, 起讫里程为FDK539+490～FDK539+837, 全长347m, Ⅴ级围岩, 最大埋深为30.5m, 最小埋深约3m位于隧道出
2、口处, 地表最大坡度为1: 3.6, 本隧道为浅埋隧道。
主要施工方法拟采用明挖34m( 洞口斜切式洞门段) 、 交叉中隔壁( CRD) 法163m( FDK539+507～+630、 FDK539+780～+820) 及三台阶七步开挖法150m( FDK539+630～+780) 。
二、 编制依据
1、 施工图设计:
《小远亭隧道设计图》向莆施图( 隧) 111;
《双线隧道钢架、 施工方法及辅助施工措施参考图》向莆隧叄07( Y) 。
2、 《路桥施工计算手册》
3、 《实用土木工程手册》
三、 仰拱栈桥设计方案
结合施工现场, 栈桥长设12m可满足施工要求。斯太尔
3、自卸汽车两车轮胎宽0.61m, 根据施工经验, 栈桥宽设1m可满足行车和行人要求。
四、 栈桥设计计算
⑴施工运输车辆
斯太尔自卸汽车, 自重12.5t, 载重22.5t, 总重量35t。
⑵栈桥设计计算
根据设计方案, 栈桥按跨度10m的简直梁进行计算。
①根据施工运输车辆总重, 荷载按照汽车－超20级计算, 荷载图示如下:
汽车－超20级计算图示
②影响线
根据简支梁影响线竖标计算公式M=ab/L,可知栈桥在跨中位置, a=b时, 影响线竖标值最大, 栈桥处于最不利荷载位置, M中=5×5/10=2.5
作M中的影响线, 如下图所示
4、
计算示意图
③分别布载, 计算跨中最大弯矩
布载如上图(1)、 (2)和⑶所示,
情况⑴的跨中最大弯矩为:
M中( 1) ＝2.5×140+1.8×140＝602kN·m
情况⑵的跨中最大弯矩为:
M中( 2) ＝1×30+2.5×120+1.8*×120＝546kN·m
情况⑶的跨中最大弯矩为:
M中( 2) ＝0.05×120+0.75×120+0.75×140+0.05×140＝208kN·m
动荷载冲击系数: 1+μ＝1+50/(70+L)=1+50/(70+10)=1.63
安全系
5、数: 1.2
经过计算说明后轮位于跨中( 情况⑴) 时为最不利荷载情况, 此时最大弯矩为:
Mmax=6.02×108×1.63×1.2=1.18×109N·mm
④计算最小抗弯截面模量
查《路桥施工计算手册》, 钢号16Mn钢材的容许应力[σ]=210MPa
最小抗弯截面模量: Wmin=Mmax/[σ]＝5.05×108/210=5.6×106mm3
⑤计算工字钢根数
预采用I30a的工字钢, 查《实用土木工程手册》, 其Wz＝597×103 mm3, 所需的根数n＝5.6×106÷597×103＝10根。工字钢总重: 10×12×48.084=5770Kg。
五、 栈桥设计
栈桥两头顺接0.52m爬坡段, 栈桥总长12m。栈桥对称设置成左右半幅, 每幅宽度1m, 每幅由5根I30a工字钢组成, 工字钢中对中横向间距为22cm。工字钢上缘焊接φ20的螺纹钢( 中对中间距10cm) , 工字钢上缘和下缘焊接15cm宽、 100cm长、 1.6cm厚的钢板( 中对中间距85cm) , 加强栈桥的横向稳定性及防滑性能。详见栈桥设计图。
小远亭隧道施工完工后, 如能正常使用, 栈桥可用于仙人脚、 西岭隧道的仰拱施工。
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