跨铁钢箱梁架设临时支墩设计检算工法

1、引言
跨铁工程由于涉及到行车安全，故在既有线旁边修建各种承重支墩受到许的的限制，针对这一特点，采用混凝土扩大基础与钢管桩基础相结合的形式解决了这一难题。

2、跨铁钢箱梁架设临时支墩特点
既有线旁边采用钢管桩基础主要是因为影响范围小，施工工期短的特点，在远离既有线则采用扩大基础节约成本，在既有承台边则采用一半管桩，另一半利用既有承台的结合性支墩基础，这一方式即解决了老铁路、老城区内地质条件差，不影响列车正常运行情况下的临时支墩的修建。

3、跨铁钢梁架设临时支设计检验
3.1 设计检算说明
临时结构设计采用容许应力法。钢材材质均采用Q235b，其力学参数为：
[σ]＝140MPa；[τ]＝80MPa。
施工荷载及偏载系数采用1.2。

3.2 1、3、6-9、11、14号临时支墩
每个临时墩采用6根钢管桩基础，采用顺桥向2根间距1.5m、横桥向3根间距1.8m布置方式。桩顶设联结系。横桥向三根钢管顶放置2-工50c作为垫梁。
垫梁上千斤顶间距2.75m。

图1 架梁场地平面布置图

3.2.1横梁强度检算
横梁与千斤顶布置见图二：

图2 横梁与千斤顶布置图（单位：cm）

在这几个临时支墩中，相应的最大梁重为ZL8+ZL9段重1870kN，底板宽5.5m。梁段调节需要使用千斤顶，横向布置2个千斤顶，间距2.72m。3根钢管间距分别为1.8m。
每个千斤顶反力为
F=1.2*1870/2=1122kN
横梁底反力为（图3）
R1=748.5kN R2=746.9kN
横梁弯曲应力为（图4）
σ=157.1/2=78.6MPa < [σ] 可
横梁剪应力为（图5）
τ=110.9/2=55.5MPa < [τ] 可

图4 横梁弯曲应力（单位：MPa）

图5 横梁剪应力（单位：MPa）

3.2.2钢管柱
横梁反力如6所示。
采用Φ500×16mm无缝钢管，计算长度取钢管顶端至粉质粘土层最大高度，L0=8m，A＝243.16cm2，i＝17.12cm，λ=47，ψ=0.924。
单根钢管桩轴力最大值为N=748.5kN。
钢管桩应力为：
σ=N/ψA =748500/(0.924×24316)=33.3.0MPa
<[σ]＝140MPa，钢管强度满足规范要求。

3.2.3 扩大基础
荷载大小为1870kN，基础大小采用610cm×400cm×100cm。
地基应力为
σ=N/A =1.2×1870/(6.1×4.0)=92.0 kPa 可

3.3 2、5、10、13号临时支墩
由于临时支墩钢管位置在承台边缘，因此将钢管整排向承台方向移动0.5m，千斤顶放置于横梁上，横梁放置于纵梁上，纵梁放置与钢管桩上，具体布置见图7。

3.4 纵梁强度检算
最大梁重为ZL12+ZL3段重1950kN与前述1870kN相当，因此横梁采用相同的形式即可。只需计算此处的纵梁。方便起见，引用1870相对应的荷载。
横梁作用到纵梁上的集中荷载大小为
R1=748.5kN
跨中弯矩为
M=0.5*748.5*1.5/2=756.5kN•m
纵梁采用3-工50c，弯曲应力为
σ=756.5*106/（3*2025560）=124.5MPa < [σ] 可

3.5 基础采用钢管打入桩
采用钢管打入桩形式基础，至粉质粘土层顶反力最大值为502kN（单桩承载力特征值不小于748.5kN），参考《建筑桩基技术规范》，粉质粘土桩基极限侧摩阻按50Kpa计算，钢管桩需进入粉质粘土层不小于

整个钢管长约为21+8=29m。
因为缺少详细的地质资料以及地质情况的复杂性，以上钢管桩长度仅为估算，实际长度应根据现场锤击贯入度等确定单桩承载力和桩的入土深度。

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