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1、 铁路站场道岔区下穿框架涵的线路架空设计王芳 1，肖念婷 2（1.武汉铁路局麻城工程建设指挥部 河南信阳 464000；2. 重庆工程职业技术学院 重庆 400030）摘要 结合某既有线道岔区现浇下穿框架涵的施工，介绍采用 I100 工字钢为纵梁，I50a 工字钢为横梁、50kg/m 钢轨 3-5-3 扣轨架空线路的施工方法，为施工安全作出技术上的保证。关键词 框架涵；现浇；架空；设计1 工程概况京九铁路 K1153+935 钢筋砼箱涵接长工程位于京九线 K1153+935 下行线左侧，黄州车站南端，箱涵中心线与铁路垂直。本立交为 1-3.0m 箱涵，黄州车站 2 股货物线（道岔后）下接长 1
2、6 横延米。箱涵顶板厚度为 0.3m，底板厚度为 0.4m，边墙厚度为 0.35m，结构高度为 3.3m，桥下使用净空 3m。该立交排水采用自排，在箱涵北侧设一 0.5m 宽盖板沟，从线路右侧向左侧沿 1.00%坡度排水。货物线下箱涵采用线路架空现浇箱涵方案。2 线路架空方案设计道岔后两股货物线线路加固采用扣轨、纵横工字钢梁法，扣轨、工字钢梁均采用平板车运输到位，卸在使用地点路肩上限界以外整齐堆码。道岔后两股货物线 H1、H2 线间距由 1.58 米渐变为 3.32 米，两线间无法布置纵梁。采用 2 片 I100 工字钢（单根长 16 米）做纵梁，分别布置于 H1、H2 的外侧，主跨 8 米，
3、边跨 3.5 米； I50a 工字钢作横梁，在枕木间逐孔穿插，间距为 0.55 米，横梁跨度由 5.87 米渐变为 7.66 米。由于货物线小部分线路为砼枕，架空要点前须抽换为木枕。主跨、边跨支点均采用矩形挖孔桩，截面为 1.82.0 米。主跨支点挖孔桩长度为 8 米左右，边跨一端落在主跨支点上，另一端落在长度为 4 米左右的挖孔桩上。挖孔桩底部 1米范围内扩孔，每边向外扩 0.5 米。挖孔桩顶部预埋铁件（角钢或钢轨） ，待架空完毕后将预埋铁件与纵梁实施可靠焊接，使挖孔桩与纵梁构成刚性连接，防止挖孔桩倾覆。架空布置参见图 1（图中单位为 cm） 。图 1 架空布置平面示意图3 线路架空验算货物
4、线道岔后两股线架空拟采用 I100 工字钢做纵梁，线路外侧每边 1 根，共 2 根，主跨度为 8m；横梁采用 I50a 工字钢，在枕木间逐孔穿插，纵梁主跨 8m 范围内共有 15 根I50a 工字钢，横梁跨度为 7.5m ,间距为 0.55m。 边跨采用相同结构，跨度为 3.5m。故检算主跨即可。3.1 主要技术参数I100 工字钢：每片长 16m, 重 6554kg, =13900cm3， =787228cm4，截面高xWxIH=100cm，截面宽 36cm。I50a 工字钢：每片长 12m, =46470cm4， =1860cm3，截面积IS=119cm2，单位量 93.6kg/m，截面高
5、 H=50cm，截面宽 15.8cm。钢材弹性模量E=210106kpa。3.2 纵梁检算 123（1）恒载计算（即静荷载）2 片 I100 纵梁： = =8.19KN/m1q06154215 根 I50a 工字钢横梁： = =21.06 KN/m 208126.93线上荷载（含钢轨，枕木等）： =62=12KN/m （道岔近似按两股道计算）3q则 = + + =8.19+21.06+12=41.25 KN/m静q123q（2）列车荷载（活载）查铁路桥涵设计基本规范 （TB10002.1-2005）附录 C 中活载，按加载长度 L=8m,在 1/2 处，换算均布荷载： =151.3 KN/m。
6、4q（3）冲击系数计算若机车（内燃）限制车速为 45 KN/h，则冲击系数:1+0.75uv=1+0.750.75 =1.33，其中 u= =0.75。84026045（4）横梁偏心计算(参见图 2)由 =2.15m， =5.35m， =7.5mabl得 R1 =P R1= = =0.713P, lblbP5.73R2 =P R2= = =0.287PlalaP5.712.m.3图 2 横梁偏心分析图（5）应力检算抗弯应力= + 0.7131.33= +151.30.7131.33=164KN/mq2静425.41最大弯矩： = = ( + 0.7131.33) maxM8ql静4q2l= （
7、 +151.310000.7131.33）8 2=1312810Nm1205.4则 = = =94.44106Pa=94.44MPa =170MPamaxW639 w挠度计算= = =5.29 m=5.29mmfEIql384586410721025310 = = =0.02m=2cmf0l抗剪应力静面距 S=1.94623+36448=8922.2cm3 d=1.9cm I=787228cm4最大剪力 V= = =656404N2ql8160则最大剪应力= = =39155163Pa =100MPamaxIdvS826107109.543.3 横梁检算在直线上限速按 45km/h 考虑，冲击
8、系数为 1.33，横梁不均匀工作系数为 1.3，则综合系数为 =1.331.3=1.73根据中-活载，机车最大轴重 p=220KN，轴距 1.5m，而 1.5m 内有 3 根横梁，因此单根横梁的弯矩 M=0.7132201.731/32.15=194.5KNm其应力 = = =104.56 Pa=104.56MPa =170 MPamaxWM61085.94610最大挠度 = =7.15 m=7.15mm = = =0.019m=19mmaxfEIlqbP3)(23f40l5.7(其中 a=5.35m b=2.15m =7.5m)综上计算可知线路架空纵、横梁强度，挠度均能满足条件要求。4 线路
9、架空施工步骤方法在挖孔桩混凝土达到设计强度后，即可进行扣轨、纵横梁的安装。（1）测量定位。技术人员用油漆在钢轨上标出横梁位置，向现场人员交底。（2）扒碴。采取隔六穿一的方法穿入横梁，人工扒碴，扒至横梁设计位置底部，扒碴底部宽度为 20cm。（3）横梁就位。横梁间距 0.55m，采用 I50a 工字钢。由于货场线没有轨道电路，横梁就位后，横梁置于钢轨底面下，在轨底面与横梁顶面放置厚 2cm 杂木板。安装完毕立即回填道碴捣固密实，进行下一根横梁安装。横梁的穿入要基本垂直于 H2 线，先中间后两侧。穿横梁前，需将 2 股道线路排枕，保证横梁顶支撑于轨底受力。（4）铺设扣轨。每股道采用 3-5-3 扣
10、轨，钢轨采用 P50 轨。钢轨接头错开 1.0m 以上。两端伸出箱涵边墙以外 10m，扣轨与其下的枕木用 20-U 型螺栓联结。在道岔范围内，不便于安装扣轨，取消道岔范围内的吊轨。扣轨程序如下：将单跟枕木两侧枕木盒内道碴同时扒出至枕底以下 0.1m，并调整枕木间距。将轨束梁用 U 形卡套在枕木上，若既有线路为钢筋砼轨枕，需先按照“六”抽“ 一”的方法将砼轨枕抽换为木枕，抽换下来的砼轨枕及时抬运至指定位置堆放。本步可与穿横梁同时。回填补充道碴，捣固道床，并检查线路几何尺寸。重复以上工序将枕木逐根套上 U 形卡，完毕进行线路检查并调整。用撬棍将钢轨翻到枕木面上。先靠拢正摆两根钢轨，完毕将其中一根钢
11、轨用撬棍翻倒倒放并用撬棍稳住，再用撬棍慢慢拨向另外一根钢轨靠拢，用撬棍稳住，再将第三根钢轨以正摆的形式滑入，形成 3根一束的形式，以次类推进行扣轨。轨束调整方向，使轨束与行车线平行，并位于设计中心位置。用套筒扳手连接 U 形卡和轨束梁。（5）纵梁安装。采用 2 片 I100 工字钢（单根长 16 米）做纵梁，分别布置于 H1、H2的外侧，纵梁工字钢与横梁工字钢用 20-U 型螺栓联结，纵梁两端支撑于挖孔桩上。纵梁在横梁安装到位后随即安装。5 结语黄州车站道岔区下穿框架涵采用上述线路架空方案，在架空现浇施工过程中，安全顺利地通过了道岔，目前该框架涵已建成投入使用，该工程的成功实践为类似工程的架空
12、设计积累了经验。参考文献： 1 TB10002.1-2005,铁路桥涵设计基本规范S.北京:中国铁道出版社,2005. 2 李海波,工字钢组合梁架空设备稳定性检算及应用J.山西建筑,2007,33(6):319320. 3 李欣,刘忠华.道岔下面桥涵顶进的线路架空检算J.西部探矿工程,2005,(5):162163.第一作者：王芳， （1981-） ，女，湖北孝感人， 助理工程师，2007 年毕业于长安大学岩土工程专业，硕士研究生，从事工程管理工作。工作单位：武汉铁路局麻城工程建设指挥部。通讯地址:河南省信阳市浉河区胜利南路 339 号信阳商业银行大楼三楼，邮编：464000。联系电话：18790080989，0376-6821081 。邮箱：。第二作者：肖念婷， （1979-） ，女，湖北孝感人，讲师，2008 年毕业于兰州交通大学岩土工程专业，硕士研究生，从事教学科研工作。工作单位：重庆工程职业技术学院。通讯地址:重庆市沙坪坝区小龙坎文化村学林佳苑 5-28-12，邮编：400030。邮箱：。
