顶进桥涵顶进后背的设计与施工

《顶进桥涵顶进后背的设计与施工》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、天兴洲长江大桥北岸引桥配套工程巨龙大道立交桥施工与方案检算摘要：本文以天兴洲长江大桥北岸引桥配套工程巨龙大道立交桥为例论述了在铁路既有线下顶进桥涵的顶进后背及线路架空的检算与施工。关键词：后背挖孔桩施工检算1、工程概况：天兴洲长江大桥北岸引桥配套工程巨龙大道立交桥位于京广线K1175+145处。本工程在既有12米框架北侧顶进一孔5米框架，在其南侧顶进一孔12m和一孔5m框架，形成一座孔跨布置为5m+12m+12m+5m的中桥。新增三孔分别从线路西侧顶入既有路基就位，顶进部分下穿京广线和阳逻电厂专用线，共计三股道。顶进前必须先

2、将京广线和阳逻电厂专用线三股道同时架空。2、顶进后背的设计与施工预制框架顶进阻力主要为框架底与土体间（滑板）的滑动摩擦力，另外框架开始滑动时存在最大顶力。顶进后背后土体的被动土压力为克服顶进阻力的反力。后背设计以克服框架身起动时的最大顶力所需要的反力为计算依据。本工程采用浆砌片石后背墙加钢筋混凝土后背梁及钢横梁的后背形式（如后图所示）。2.1.最大顶力计算中孔12m框架自重17900kN，最大静摩擦系数取1.2,即最大顶力为21480KN.2.2.后背设计后背受力模型如下:首先千斤顶将顶力传递到钢横梁上,由钢横梁将力均匀传递

3、到钢筋混凝土后背梁,混凝土后背梁将力传递于片石后背墙,再由片石后背墙将力传递与土体中.后背各个部分的受力简化如下图:2.2.1.后背土压力计算最大顶力分配到每米土体上的力E=Pmaxg/L=2148×10/13.8(后背宽度)=1557kN/m,按库仑理论，每米宽度的后背能产生被动土压力E’=1/2×rH2λ’=1/2×1.8×10×H2×3>1557kN/mr---土的容重，一般取1.8t/m3λ’---被动土压力系数，λ’=tg2（450+φ/2）=tg2（450+300/2）=3φ-土体内摩擦角，无粘性土一般取φ=30

4、0解得H=7.59m.取H=8m.即后背土体受力高度应达到8m。当H=8m时，E’>1.1E，故后背被动土压力满足要求2.2.2后背墙抗压受力计算a.混凝土后背梁局部压碎强度检算作用于后背梁上的荷载为Q=Pmaxg/S=2148×10/（0.5×13.8）=3113kN/m2=3.1MPaQ=3.1MPa<30MPa，采用C30混凝土满足要求。b.浆砌片石后背墙局部压碎强度检算Q’=Pmaxg/S=2148×10/（3×13.8）=519kN/m2=0.5MPaQ’=0.5MPa<7.5MPa，采用M7.5浆砌片石满足要求。

5、2.2.3后背梁抗弯受力计算a.混凝土后背梁最大弯矩计算取1m宽度进行计算，其最大弯矩为M=2148×10/3×1.25×1.5×0.5/13.8=486.5kN·mb.混凝土后背梁配筋计算该后背单块梁受力的矩形截面b×h=1000mm×500mm，受拉钢筋按一层II级Ф25钢筋布置，并且钢筋骨架采用绑扎形式联结，其中γc=1.25,Ra=11MPa,Rb=340MPa,ξjg=0.55,混凝土保护层厚度C=22.5mm，Ф25钢筋外径为25mm，故a=22.5+25/2=35mm，有效高度h0=465mm，则受压区高度x为

6、Mmax=1/γc×Rabx（h0-x/2）即486.5×106=1/1.25×11×1000x×(465-x/2)解得x=790mm（舍去）x=140mm<ξjgh0=0.55×465=255.75mm所需钢筋截面为Ag=Rabx/Rb=11×1000×140/3404=4529mm2采用Ф25钢筋13根作为抗拉钢筋，Ф25钢筋截面积为490.9mm2，其钢筋面积为Ag’=490.9×13=6381.7mm2Ag’>1.2Ag，u=Ag’/S=6381.7/(1000×500)=1.2%>umin=0.1%所以，钢筋配筋满

7、足要求。3．线路架空设计与施工本工程线路架空布置如下图所示，检算以中孔为例。3．1．挖孔桩设计检算及施工挖孔桩是线路架空D24梁的支点，其主要荷载为列车荷载及施工便梁及配件自重，其次是在框架顶进过程中的抗倾覆力（因为在框架顶进过程中，挖孔桩一侧土体被掏空后，另外一侧土体对其有土压力）。本工程挖孔桩孔径为2.5m×2.5m，深12m，采用C25钢筋混凝土作为护壁，C25素混凝土进行填心，其形式如下：3.1.1挖孔桩抗倾覆检算挖孔桩开挖位置为人工填土路堤，按粘性土考虑。Φ=20°c=10KN/m2γ=18KN/m3。挖孔桩总长1

8、2m，埋入土体3.37m；截面尺寸为2.5m×2.5m。实际施工时涵身荷载和桩身底部扩孔部分视为安全储备。受力分析状况如下图：假定桩身倾覆时，绕底部角点转动，桩底除角点外，余离开土体，N受力点向左偏移至角点。此时的极限平衡状态为对角点的力偶矩之和为0。即：∑M=∑My+∑Mo=0Ea=γ×