地道橋設計考點 完整

2022-05-18 05:35:52 字數 4520 閱讀 5690

(1)頂進法的分類:(1)對頂法。適用條件箱涵過長,而頂進距離也很長,需要頂力大,致使後背修建及頂進裝置發生困難;工作坑長度受限制,而設定中繼間也有困難時。

特點雖具有分建後背和減小頂力的優點,但要修建兩處後背並需最後「對接」合攏,故對頂進方向和高程有較高的要求,通常是在地基較好又有切實糾偏措施時才考慮採用。(2)中間繼法。適用條件箱涵較長時。

(3)頂拉法。適用條件:箱涵穿越股道較多,涵身較長,頂部無覆蓋土或土層不厚,在頂進時能將線路架空時,採用頂拉法較為合適。

一般中、小型箱涵採用頂拉法施工效果較好,對後背修築困難的情況,頂拉法更顯示其優越性。(4)牽引法。牽引法是在計畫埋設結構物位置的對面設定特殊的張拉千斤頂用千斤頂拖動穿過水平鑽孔的預應力鋼絞線,通過鋼絞線將置於對面的結構物拉入路基中的方法。

牽引法的主要特點是:(1)不必專門建築後背,可利用下一步待牽引的結構物或原路基等當後背。

(2)(2)由於不必設專門的後背,因而使在建築後背很困難的鬆軟地層地段,也能頂入大型結構物。(3)方向性較好。(4)覆土極薄的地方也能施工。

(5)採用分段牽引法時,可用較小的牽引力進行大型結構物的施工。(5)多箱分次頂入法(6)斜交框架頂入法

(3)!頂進法的特點是不挖開地面或不中斷地面交通,在地面以下工作坑內將預製好的圓涵或箱涵,用機械力量頂入地層中。

(4)2、頂入法採用箱形結構的優點:

(1) 箱形結構整體性好,剛度大,便於頂進施工;

(2) 變截面剛架結構跨中彎矩比簡支梁小得多,因而頂板厚度可以做得較薄,高度小;

(3) 基底應力小,易於適應地基較差的場合;

(4) 有利於防止地面水、地下水滲入橋孔;

(5) 抗震效能好。

(5)3、一次頂入法的施工程式:排除地下水及降低地下水位,在鐵路一側設定工作坑,坑底做滑板,在滑板上預製鋼筋混凝土箱涵,箱涵的前端做成突出的刃角,再在離箱涵尾部不遠處修築後背,然後在後背梁與箱涵底板之間安設千斤頂,同時對鐵路進行加固,最後頂鎬借後背的反力將箱涵頂入路基。頂進時,箱涵前端刃角處不斷挖土,隨頂隨挖,直至箱涵全部頂入路基為止。

(6)4、頂拉法的工作原理:

(7)將整座箱涵分為若干節,用通長的鋼筋束或用螺栓連線起來的型鋼作為拉桿,將各節箱涵串聯起來,根據中繼間的工作原理,利用其中兩節或更多節箱涵的摩阻力,借助千斤頂克服另一節箱涵頂進時的摩阻力,逐節頂拉前進,不設固定後背而將箱涵頂入路基。

(8)5、滑板的作用:作為預製箱涵時的施工墊層及頂進起動時與基底土壤的隔離層,使箱涵結構物在澆灌混凝土過程中不致產生不均勻沉降,並防止箱涵結構物與其底面下的土壤粘結影響起動頂進。

(9)6、潤滑隔離層作用:為了能使預製好的箱涵在滑板上順利地起動頂進,要求箱涵不與滑板粘連。為此,應在滑板上設定潤滑隔離層,從而減少頂進阻力,減少頂進時可能出現的結構損傷、發生偏移等事故。

(10)7、安設頂進裝置:

(11)頂進裝置分液壓系統和傳力裝置兩部分。

(12)液壓系統由高壓油幫浦、控制閥、調節閥、千斤頂、油箱、油管壓力表等組成。千斤頂的布置應以箱涵中心線為軸,對稱布置。

(13)傳力裝置由頂鐵、頂柱、橫樑等組成。

(14)8、頂入法的施工程式:

1、 排除地表水及降低地下水位2、開挖工作坑3、修築滑板,設定潤滑隔離層4、預製箱涵5、安設刃角6、修築後背7、安設頂進裝置8、線路加固9、起動頂進

(15)9、頂拉法的分節要求:

(16)!一般情況,分節長度應不小於高度,最好為高度的一倍半以上,使其具有一定的穩定性以避免傾覆。

(17)!分節最少三節,盡可能分為四節或四節以上,以防止頂進時靜止摩阻力不夠出現倒退現象。

(18)!使用氣墊減阻時,最少分為兩節,頂進節開氣,後節閉氣,交替進行。另外還要注意使鐵路線路盡量位於同節框構上,節縫位置最好設在兩線間距的中間。

(19)!箱涵較長時,在滿足頂拉法施工需要的節數和頂力許可的前提下以減少接頭。

(20)10、頂拉法的分節檢算原則:根據箱涵頂進中的三種最不利位置,檢算任一節的頂進摩阻力都應小於作為後背的其他兩節的摩阻力(指涵長分為三節的情況),則三節箱涵都能順利頂進。這表示箱涵的分節及分節長度是合適的,否則必須重新分節。

通過試算,最後確定合適的分節和分節長度。

(21)11、關於斜框架斜向頂進的要點:主要用於斜交角較小,或箱身較長的大跨度箱涵。 為了解決斜向頂進的千斤頂安裝問題,需將箱涵尾部底板灌築成為乙個與頂進方向垂直的支頂面。

該部分只按構造配置鋼筋,不參與框架受力。

(22)斜向頂進與正向頂進的不同點在於前者框架後部的銳角端需要較大的頂力,才能使箱體沿正確方向前進。

(23)12、斜框架斜向頂進的千斤頂布置:

(24)正向頂進千斤頂的位置一般是以框架中心線為軸對稱布置。在頂進過程中,如果頂入均勻,挖土適當,觀測及時,一般不會產生偏轉。

(25)而斜框架採用斜向頂進施工方法時,由於兩側土壓力形成力偶,迫使框架轉動,入土愈深則轉動愈大。故施工單位一般是將千斤頂不對稱布置,也就是銳角一側多布置千斤頂,用以克服框架的轉動。

(26)框架轉動原因:1.底板摩阻力分析。

2.側牆土壓力分析。3.

頂板摩阻力分析。4.刃角受力分析。

經過底板、邊牆、頂板以及刃角的正面阻力對框架軸線或對x軸的力矩計算之後,取其代數和,則可得框架的總摩阻力與框架軸線偏距,這樣框架就發生逆時針的轉動,其中兩側土壓的力臂不等是造成框架轉動的主要原因。

(27)@@@對不同的千斤頂位置分析:(1)當千斤頂總頂力與n大對應則自階段開始至階段終了之前,框架承受千斤頂的偏心力矩產生順時針方向轉動。為避免框架轉動,可利用刃角正面阻力,即挖空b側刃角前土壤,讓a側刃角吃土的辦法。

(2)當千斤頂總頂力與n小對應則自階段開始之後至階段終了期間,框架會產生逆時針方向轉動。可以用挖空a側刃角前土壤,讓b側刃角吃土的辦法,使刃角正面阻力對框架產生順時針方向轉動,來達到框架正確頂進的目的。 (3)當千斤頂總頂力與1/2(e小+e大)位置對應則自階段開始至階段中期之前,框架會產生順時針方向轉動;自階段中期之後至階段終期間,框架會產生逆時針方向轉動。

如果仍然用刃角正面阻力來克服框架轉動,那麼在階段中期之前要用前述第1種辦法;在階段中期之後就要用前述第2種辦法了

(28)(三)採用千斤頂不對稱布置法的注意事項

(1) 選用的千斤頂的頂程應小些,以適應階段劃分的要求。

(2) 千斤頂的儲備能力要比一般正框架正向頂進法大些,以滿足糾偏的需要。

(3) 階段劃分要適當,既要滿足正確就位的要求,又要方便施工

(29)13、關於設計荷載:

(30)主力:分為恆載和活載。恆載包括:結構自重,土壓力,混凝土收縮和徐變的影響。活載包括:列車活載,公路活載,列車活載所產生的土壓力,行人路荷載。

(31)附加力:制動力,溫度變化的影響。

(32)14、換算均布活載:

(33)為了計算方便,上述的標準軸重荷載可以換算為均布的換算荷載。《橋規》附錄c中列有鐵路標準活載換算均布荷載表。它是以載入長度l和影響線最大縱座標位置來決定的。

(34)15、公路、人群荷載,與鐵路荷載相比的不同點:

(35)鐵路荷載是作用在橋跨方向上,而公路荷載是作用在橋跨的垂直方向上。

(36)鐵路活載直接作用在頂板上,公路活載直接作用在底板上。

(37)鐵路活載是框架結構設計的重要荷載,公路活載對產生框架結構的內力值的影響較小,可用近似簡化荷載來代替。

(38)16、公路荷載的簡化:

(39)在確定公路活載等級時,不能直接引用《公路工程技術標準》的有關規定,因為公路活載作用在橋跨的垂直方向,故一律不分公路等級近似地按汽-20級考慮。又因為地道橋框架結構是按lm為計算單元,故取最不利的軸重60kn—120kn—120kn作為控制計算荷載。

(40)17、用換算均布活載在影響線上載入求截面內力的步驟:

(1) 分析內力影響線的形狀、區段,找出各段的段長l和最大縱座標位置 。

(41)(2)查表,並用內插法求得換算均布荷載值k0 。如果,此區段為凹形三角形,在k0值上增加e〔γ-1〕% ,得到增大後的換算均布活載k1。

(2) 按鐵路的線數n和相應的多線折減係數以及荷載橫向分布寬度b,求得實際豎向活載。

(3) 按照影響線區段的各點豎距,用近似積分的辛普生公式求出影響線面積為:

(4) 按照規定或實際情況,確定活載的衝擊影響,決定衝擊係數μ。將求得的實際換算均布活載乘以(1+μ)

(5) 求區段影響線產生的截面內力為q*ω(1+μ)。

(6) 將各同符號區段所產生的內力累加起來,正號的就是內力最大值,負號的就是內力最小值。

(42)18、附加力組合:制動力:應按豎向靜活載的10%計算。

如製動力與衝擊力同時考慮時,制動力可按靜活載的7%計算。雙線橋應採用一線的制動力,三線或二線以上的橋應採用兩線的制動力。根據計算列車活載時的同樣道理,制動力亦應按一線、兩線折算為每延公尺的列車制動力,並取其大者。

(43)!設計時,應考慮施工季節和混凝土入模溫度,然後確定夏季公升溫度數和冬季降溫度。 溫度變化的幅度,可按當地氣候條件決定,當地最高和最低月平均氣溫一般取7月份平均溫度值和1月份平均溫度值。

(44)19、箱涵排列方法:

(1) 串聯式:將數節箱涵在頂進軸線上按先後次序預製好,將各個中繼間一次安裝完成。起動後即可中途不停頓地連續頂進,直至全部就位。一般施工場地布置無困難的情況下採用。

(2) 並列式:箱涵橫移的方法:頂進法,需要設定橫向後背;在工作坑底板上設滑道,用捲揚機及滑輪組牽引,但牽引又需要若干裝置;在箱涵內穿進桁梁的橫移方法。

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