铁路连续梁桥托架验算分析

马义源

(中铁二十五局西北分公司)

1 工程概况

某在建铁路桥采用(48+80+48)m的3跨变截面连续箱梁形式，主跨跨越既有高速公路。下部采用钻孔桩群桩承台固结基础，墩身为双线圆端形实体桥墩。边墩17#墩身高度为29 m，边跨现浇直线段采用托架法施工，托架布置如图1所示，边跨直线段梁长7.75 m，梁高皆为3.6 m，此梁段混凝土体积为 104.2 m3，重 270.8 t。

图1 托架布置图(单位：cm)

2 托架验算的解析法

2.1 荷载取值

偏于安全考虑，取现浇段最大梁截面进行验算，横断面验算示意图见图2。

图2 横断面验算位置示意图(单位：cm)

翼缘板处荷载：0.46 m2×26 kN/m3=11.96 kN/m

(其中0.46 m2为图示部分1的面积)。

腹板处荷载：5.33 m2×26 kN/m3=138.6 kN/m

(其中5.33 m2为图示部分2的面积)。

箱梁底板荷载：3.07 m2×26 kN/m3=79.82 kN/m

(其中3.07 m2为部分3的面积)。

模板荷载：10～30 kN/m。

施工人员及机械荷载2.0 kN/m2

振捣混凝土产生的荷载：2.5 kN/m2

I32工字钢自重：0.434 kN/m。

2.2 纵梁(32a工字钢)验算

(1)断面翼缘板处(图示部分1)

(2)断面腹板位置(图示部分2)

(3)断面底板位置(图示部分3)

故纵梁强度和刚度满足要求。

2.3 支撑横梁(双40a工字钢)验算

(1)前横梁验算

(2)中横梁验算

(3)后横梁验算

故支撑横梁的强度和刚度满足要求。

2.4 支撑钢管(D=800 mm，d=10 mm)验算

下部钢管承受轴力 N=873.4 kN，A=248.2 cm2。

故支架钢管的强度、刚度和稳定性满足要求。

2.5 地基承载力计算

3.1 有限元模型的建立

建立有限元模型时，以顺桥向里程增大方向为X轴正向，竖直向上为Z轴正向，Y轴正向按照右手规则确定。托架和工字钢采用梁单元进行模拟，托架立柱底部的钢垫板及混凝土垫层均采用实体单元模拟，在混凝土底部节点约束三个方向的自由度。

3.2 有限元分析结果

考虑到计算时边界条件对局部模型的影响，分析时不考虑模型的边界部分。

3.3 有限元法计算地基承载力

由于缺少托架下部基础的实测弹性模量等数据，所以有限元模型中未对地基部分建立模型，地基承载力由有限元模型计算出的立柱轴力进行计算，立柱轴力最大Nmax=862.32 kN，立柱下钢垫片长度为 1.6 m，混凝土厚度为0.3 m，则地基承载力

4 计算结果对比及结论

将有限元计算结果与解析法计算结果进行对比如表1所示。

表1 计算结果对比

通过表1的数据对比可以看出，运用解析方法和有限元方法得出的结果是比较接近的，其中有限元解除40a工字钢应力外，其他各项普遍比解析解要小，可见运用简支梁模拟的解析方法是偏于安全考虑的，两种方法的计算结果表明该托架能够满足安全要求。

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［1］中华人民共和国行业标准.铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程(TB10110-2011)［S］.中国铁道出版社，2011.

［2］朱智卓.京沪高速铁路支架现浇梁施工及线性控制技术［J］.山西建筑，2010，(8).