车站线路架空支架设计计算书剖析.doc

阳安二线西乡车站 旅客地道及2-9m箱形桥线路架空体系计算书 中铁第一勘察设计院集团有限公司阳安二线指挥部 二〇一六年七月十三日 一、工程概况 阳安线西乡车共5股道，其中正线1条（Ⅱ）道为P60跨区间无缝线路，线路架空前需进行应力放散，站线4条1道、3道、4道为P60再用轨、5道为P43轨普通线路，无须进行应力放散。 为较少对运输的影响，阳安二线西乡车站新建旅客地道（K210+127.9）、K210+391箱型交通涵纳入一个慢行处所一并实施。具体实施方案为：利用站改期间既有3、4、5道线路封停拆除后，先明挖现浇既有3道～5道间新建涵洞和地道；后在对既有1、2道线路实施架空后，利用新建成的涵洞和地道作为施工通道，明挖现浇既有1道～2道间涵洞和地道。新建旅客地道（1—8.4m）按1-D24m便梁架空线路，新建K210+391（2—9.0m）箱型交通涵按D16m+D24m+D16m便梁架空线路。 根据《阳安二线邻近营业线路基、涵洞及褒河、五里铺、恒口车站改造工程施工方案审查会议纪要》的要求，须对该两座涵洞线路架空体系进行检算，确保两线间支撑桩及基坑护壁防护的安全可靠。 二、计算依据 1.《铁路桥梁钢结构设计规范TB 10002.2-2005） 2.《铁路桥涵设计基本规范》（TB 10002.1-2005）； 3.《铁路桥涵地基与基础设计规范》（TB 10002.5-2005?）； 4．《混凝土结构设计规范》（GB50010- 2010）； 5.《地下与基础工程百问》(中国建筑工业出版社)； 6.《路桥施工手册》周水兴等主编（人民交通出版社）； 7.《D型施工便梁使用说明书》（铁道部）； 8. 《阳安二线邻近营业线路基、涵洞及褒河、五里铺、恒口车站改造工程施工方案审查会议纪要》 三、荷载计算 1.结构自重及施工荷载 根据《D型施工便梁使用说明书》可查得D24型、D16型施工便梁尺寸型号及重量，钢轨采用60kg/m，采用MIDAS建模时考虑施工荷载（机械堆放和混凝土的冲击力）、人群荷载等的因素，自重考虑1.3倍的增大系数； 2. 列车荷载 根据《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005） 中活载图示 冲击系数: 冲击系数( 1 + μ) = 1 + 28 /( 40 + L) ，设计按列车限速45 km/时考虑，根据( 铁路桥梁检定规范) 2004( 4. 0. 10) 公式，μ 折减系数m = 0. 75 × ( v /60) = 0. 75 × ( 45 /60) = 0. 5625， 1 + mμ = 1 + 0. 5625 ×28 /( 40 + 16) = 1. 281。1 + mμ = 1 + 0. 5625 ×28 /( 40 + 24) = 1. 246。 1、D16型、D24型便梁规格及数量 根据《D型施工便梁使用说明书》可查得D16型由2根纵梁，31根横梁通过牛腿采用螺栓连接，两根纵梁间距4.46m。D24型由2根纵梁，37根横梁通过牛腿采用螺栓连接两根纵梁间距4.46m。 D型便梁纵横梁截面尺寸如下图所示： D型便梁纵横梁截面（单位：mm） 2、有限元模型 采用有限元分析软件midas civil 2015分别建立D16型、D24型便梁空间模型。 模型 3、D24型便梁计算 （1）D24纵梁弯矩及剪力图 D24梁弯矩图 D24梁剪力图 D24纵梁最大弯矩M=5695kN·m，最大剪力F=1022kN。 （2）D24纵梁正应力及剪应力图 D24梁正应力图 D24梁剪应力图 由D24纵梁的正应力及剪力图可知，D24纵梁的正应力σ=151.7Mpa,小于Q345钢材容许应力[σ]=210 Mpa,剪应力τ=43.7Mpa，小于Q345钢材容许剪应力[τ]=120 Mpa，应力满足要求。 （3）D24纵梁静活载作用下的变形 静活载作用下纵梁变形图（mm） D24纵梁静活载作用下最大变形为46mmL/400=60mm，满足要求 （4）横梁正应力及剪应力 横梁正应力 横梁剪应力 由D24横梁的正应力及剪力图可知，D24横梁的正应力σ=189.2Mpa,小于Q345钢材容许应力[σ]=210 Mpa,剪应力τ=60.5Mpa，小于Q345钢材容许剪应力[τ]=120 Mpa，应力满足要求。 （5）横梁变形 静活载作用下横梁变形图（mm） D24纵梁静活载作用下相对变形为54.2-47.6=6.6mmL/400=11.1mm，满足要求 4、D16型便梁计算 （1）D16纵梁弯矩及剪力图 D16纵梁弯矩图 D16纵梁剪力图 D24纵梁最大弯矩M=2020kN·m，最大剪力F=488kN。 （2）D16纵梁正应力及剪应力图 D16纵梁正应力图 D24梁剪应力图 由D16纵梁的正应力及剪力图可知，D16纵梁的正应力σ=1