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文檔簡介
1、一、 工程概況漁業(yè)路規(guī)劃為城市主干道,主線設(shè)計時速為60km/h,主線設(shè)置雙向4車道,機動車道寬3.5m,下穿京廣鐵路和芙蓉北路。兩側(cè)各設(shè)置單向2車道+人、非混行道的輔道下穿京廣鐵路后與芙蓉北路平交。根據(jù)建筑限界及設(shè)備限界的要求,主線隧道明挖段采用矩形斷面,暗挖段采用雙連拱斷面,頂進段采用矩形框架結(jié)構(gòu)。擬建隧道在繁忙鐵路干線京廣鐵路K1560+010處穿越京廣鐵路,共兩股道,分別為京廣鐵路上行線及京廣鐵路下行線,線間距為4.18m。隧址處京廣鐵路正線軌道為60kg/m鋼軌,無縫線路,型鋼筋混凝土軌枕。在擬建場地沿京廣鐵路及芙蓉北路附近各有一鉆孔,根據(jù)鉆探資料揭露,土層按其工程力學(xué)性質(zhì)結(jié)合地質(zhì)年
2、代及及成因,ZK11鉆孔自上而下可分為:素填土、粉質(zhì)粘土、粗砂、圓礫、強風(fēng)化泥巖。M1W3-QFD-012鉆孔自上而下可分為素填土、粉質(zhì)粘土、粗砂、卵石、強風(fēng)化砂礫巖及中風(fēng)化砂礫巖。二、 設(shè)計思路1、隧道斷面設(shè)計根據(jù)建筑限界及設(shè)備限界的要求,主線隧道明挖段采用矩形斷面,暗挖段采用雙連拱斷面,頂進段采用矩形框架結(jié)構(gòu)。圖1 隧道標準橫斷面圖2、暗挖段方案結(jié)合本隧道的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、隧道的開挖寬度以及與附近建筑物的關(guān)系等情況,隧道施工方法推薦采用中洞法+雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工。輔助施工措施的選擇輔助施工措施的選擇主要根據(jù)隧道所處地質(zhì)條件、隧道跨度及埋深、隧道與既有建筑物及其基礎(chǔ)的關(guān)系等進行。超前預(yù)
3、支護措施隧道暗挖地段采取在拱部設(shè)雙排108大管棚并采用42超前小導(dǎo)管補充注漿,以有效控制地面沉降,保證京廣鐵路的行車安全。由于隧道主要位于土質(zhì)地層中,且地下水位較高,為保證隧道掌子面的穩(wěn)定,在施工過程中掌子面應(yīng)噴砼臨時封閉,必要時增設(shè)對地層進行注漿加固等措施。隧道上方鐵路加固措施為減少隧道施工對上方鐵路的影響,保證京廣鐵路的運營安全,需對上方京廣鐵路進行加固。隧道工程穿越京廣鐵路時,采用工字鋼和吊軌梁按“橫抬縱挑”法對線路進行加固,在加固范圍內(nèi)對既有混凝土軌枕木中間穿工字鋼,吊軌將43kg/m的鋼軌組合成3-5-3軌束梁后進行線路加固,吊軌與枕木用22U型螺栓和寬度為80mm、厚度為16mm的
4、扣板連成一體。結(jié)合地質(zhì)采用輔助施工措施,對鐵路軌道與隧道之間土體進行注漿加固,控制變形,確保鐵路運營安全。3、頂進段方案結(jié)構(gòu)方案根據(jù)道路規(guī)劃情況、鐵路狀況、地形、地物等條件,確定主干道兩側(cè)輔道隧道采用2×11.5m二孔分體式框架結(jié)構(gòu),每孔凈寬11.5m,結(jié)構(gòu)總高度7.7m,結(jié)構(gòu)凈高5.7m,頂板、底板、邊墻厚1.0m。施工方法穿越鐵路而又不能中斷京廣鐵路行車,故采用頂進法施工,為保證鐵路運營,隧道必須采用架空加固線路頂進法施工。1)隧道分節(jié)和工作坑本工程頂進長度為20m,由于頂進長度較短,采取在京廣鐵路東側(cè)施做工作坑一次性頂進的施工方法。2)線路架空加固下述線路架空加固適應(yīng)鐵路限速4
5、5km/h的要求。隧道下穿京廣鐵路前,先對京廣鐵路采用3-5-3吊軌梁進行線路加固。線路架空加固主跨采用D16施工便梁對線路進行加固,其兩側(cè)線路輔助架空加固延長段采用工字鋼“橫抬縱挑”法對線路進行加固。線路架空加固主跨D16施工便梁全長為16m,支點距離分別為16m,其支點采用直徑1.5m的挖孔樁。縱梁一端支撐在施工便梁挖孔支點樁上,另一端支撐在枕木垛上。三、 計算依據(jù)1、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001)(2006年版);2、鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范(TB10002.1-2005)。3、鐵路隧道設(shè)計規(guī)范(TB10003-2005)4、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2010)5、鐵
6、路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(TB10002.5-2005)6、材料力學(xué)(西南交通大學(xué)出版社)7、結(jié)構(gòu)力學(xué)(高等教育出版社)8、D型便梁使用說明書四、荷載組合系數(shù)為安全考慮,計算結(jié)構(gòu)強度時的荷載設(shè)計值,取其標準值乘以下列相應(yīng)的分項系數(shù)。1、 永久荷載的分項系數(shù),取1.2;2、 可變荷載的分項系數(shù),取1.4;3、 計算構(gòu)件變形(撓度)時的荷載設(shè)計值,各類荷載分項系數(shù)均取1.0。五、 便梁基礎(chǔ)計算本章的計算包括D16便梁挖孔樁的計算5.1荷載計算根據(jù)D型施工便梁使用說明書D16型施工便梁一孔重量表可知,D16便梁自重g124549.7kg,鋼軌采用的是60鋼軌g260kg/m,軌枕采用預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕
7、,其自重g3263kg,由于是重型鋼軌則一公里有1667根。根據(jù)鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范(TB10002.1-2005)中活載如下圖2所示圖2 中活載圖 單位:(距離)m5.2便梁支座反力的計算D型便梁上共有n16×1667/100027根,G軌枕27×263×10-271kN,D型便梁重量G便梁g1×10-224549.7×10-2245.5 kN,由于兩根鋼軌加載在便梁上的重量G鋼軌2×g2×L×10-22×60×16×10-219.2kN,當中活載全部作用到D型便梁時支座反力最大,其
8、中荷載加載圖如下圖3所示圖3 中荷載加載圖 單位:(長度)cm根據(jù)圖3可知,其活載計算如下所示。 G活220×5+92×(16-5×1.5)1882kN 根據(jù)荷載分配系數(shù)對以上的荷載進行荷載組合,其計算如下所示。 G1.2×G軌枕+1.2×G鋼軌+1.2×G便梁+1.4×G活 1.2×71+1.2×245.5+1.2×19.2+1.4×1882 3037.64kN 根據(jù)以上的計算可知,挖孔樁的軸向力計算如下所示。 NG/43037.64/4759.41kN 挖孔樁自重:總荷載F=N+G
9、=1408.51kN5.3挖孔樁基礎(chǔ)計算基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ),初步擬定樁長為15m,樁徑為1.5m,其樁材采用C30的混凝土。根據(jù)鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(TB10002.5-2005)-2,挖孔灌注樁承載力計算如下式所示。 =3318樁軸向受壓的容許承載力:樁的容許承載力;樁身截面周長(m),按成孔樁徑計算;各土層的極限摩阻力(Kpa);根據(jù)地勘報告和經(jīng)驗取值。各土層厚度;樁底支承面積(m2),按設(shè)計樁徑計算;樁底地基土的容許承載力(Kpa),鉆孔灌注樁樁底支承力折減系數(shù),因本方案為挖孔樁,不需計算此項。5.4樁結(jié)構(gòu)的確定 故承載力滿足要求;樁頂應(yīng)力:=759.41/(0.752×3.14)=430KpaC30砼抗壓強度設(shè)計值14.3Mpa=430Kpa <14.3Mpa故樁C30混凝土滿足要求故采用直徑為1.5m長為15米的C30支墩滿足要求。六、橫抬縱挑加固縱梁檢算對于頂進部分,采用D16便梁,不需要進行檢算。對于暗挖部分,采用“橫抬縱挑”法。不考慮中間覆土的支撐,縱梁采用I100工字鋼,兩片一組。I100型工便梁慣性矩m=735660cm4 線路活荷載: (以影響線計算得出);檢算一片
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