跨既有電氣化線路承重式防電棚設(shè)計(jì)與施工

摘要：文章以深圳市紅桂路跨廣深鐵路K144+333m處四線電氣化線路，對(duì)承重式防電棚設(shè)計(jì)與施工方面，提出具體控制措施，有助于保證工程施工及鐵路營(yíng)運(yùn)安全。此次工程有著以下特點(diǎn)，如施工安全壓力大；施工外層協(xié)調(diào)量非常大，手續(xù)繁雜；單次施工有效時(shí)間短，施工周期比較長(zhǎng)；施工場(chǎng)地、空間狹小等。

關(guān)鍵詞：鐵路既有電氣化；線路承重；防電棚設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）01-0116-03

1 防電棚設(shè)計(jì)

本防電棚跨垂直鐵路方向采用四排鋼立柱跨過(guò)，在廣深四線外邊Ⅲ、IV線二側(cè)各設(shè)置一排鋼立柱，在Ⅱ、Ⅲ線間和I、IV線間各設(shè)置一排鋼立柱；四排鋼立柱均超出鐵路線軌面7m，每排鋼立柱間通過(guò)底部混凝土橫梁、頂部I36c工字鋼和中間剪刀撐連成一排整體；再在鋼立柱頂部采用I36c橫向工字鋼把四排鋼立柱整體連成“門”字結(jié)構(gòu)。跨Ⅲ線工字鋼橫梁因棚頂距鋼梁底凈空不夠且此處為本支撐防電棚承力較小部位，采用I25a工字鋼。

2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)算

2.1 設(shè)計(jì)方案

基礎(chǔ)采用條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)長(zhǎng)24m、寬1.5m、深1m。立柱采用320×320×8mm鋼立柱，立柱高度有8m和10m。立柱頂縱梁采用I36c工字鋼、橫梁采用I36c工字鋼，橫梁跨度12.5m，橫梁間距0.4m，橫梁上包裹防電膠，橫梁上鋪設(shè)5mm厚鋼板，2.0cm厚夾板、夾板上鋪設(shè)彩條布、特種防電絕緣材料防水層和保護(hù)層。

2.2 橫梁驗(yàn)算

橫梁采用I36c工字鋼，以須在跨內(nèi)設(shè)置臨時(shí)支墩的第一跨和第二跨橫梁進(jìn)行計(jì)算，第一跨跨度8.2m，第二跨跨度12.5m，橫梁間距0.4m。橫梁承受5mm厚鋼板、2.0cm厚模板、彩條布、特種防電絕緣材料防水層和保護(hù)層、鋼箱梁荷載、施工臨時(shí)荷載等。荷載統(tǒng)計(jì)（第一跨以N2Y46.5t，第二跨以S3的一半鋼箱梁考慮）。

I36c工字鋼：?jiǎn)挝蛔灾亓縬1=71.2kg/m=0.712kN/m

Q1=0.712×12.5=8.9kN

鋼箱梁自重：S3鋼箱梁兩片共重為96t=960kN，則一片為48t，兩邊臨時(shí)支架支座反力各取24t=240kN。

每片鋼箱梁的荷載由2.8/0.4=7片，按6片I36c工字鋼驗(yàn)算。

每片I36c工字鋼承受外力Q2=240/6=40kN/片

所以I36c工字鋼受力為Q1+Q2=48.9kN，受力模型

如下：

圖1 受力簡(jiǎn)圖

由計(jì)算可知Mmax=71.9kN·m

2.2.1 彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算：

σ=Mmax/Wx=71.9kN·m/（962㎝3）=74.7MPa<[δ]=170MPa

2.2.2 驗(yàn)算撓度：

=22.4mm

2.3 縱梁驗(yàn)算（I36c工字鋼驗(yàn)算）

縱梁采用兩根I36c工字鋼：

在箱梁底部2.8m的范圍內(nèi)橫梁，每一片I36c工字鋼橫梁支座最大反力為48.9×（12.5-1.703）/12.5=42.24kN，故每片橫梁傳遞給縱梁的力為42.24kN，共6片橫梁?？v梁取計(jì)算長(zhǎng)度L0=2m，共5根橫梁。

按最不利取值：

2.3.1 彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算：

近似將集中力換算為均布荷載，即：

q=（42.24×5）/2+0.712×2=107.1kN/m

σ=M/Wx=0.125×107.1×22/（2×962㎝3）=27.9MPa<[δ]=170MPa

2.3.2 驗(yàn)算撓度：

fmax=5ql4/384EI=5×107.1×1000×24/（384×2.1×1011×2×17310×10-8）

=0.31mm

2.4 立柱受力及穩(wěn)定計(jì)算

2.4.1 立柱受力計(jì)算：

立柱采用320×320×8mm組成的方形鋼立柱，立柱高度10m，立柱間距2m。

荷載統(tǒng)計(jì)（以每根立柱為研究對(duì)象）：

最不利橫梁傳給縱梁的力：105.6kN/m×2m=211.2kN（實(shí)際只有幾根能達(dá)到這么大的力）

縱梁自重產(chǎn)生的力：0.945kN/m×2×2m=3.78kN

立柱自重產(chǎn)生的力：0.8kN/m×10m=8.0kN

最不利立柱合計(jì)：223.0kN，計(jì)算取為平均每根柱200kN。

2.4.2 立柱穩(wěn)定驗(yàn)算：

對(duì)于軸心受壓構(gòu)件，其整體穩(wěn)定性滿足N/Am≤φ1[σ]

荷載統(tǒng)計(jì)（以每根立柱為研究對(duì)象）：

由橫梁受力分析可知鋼柱受橫梁最大傳力為223kN

立柱自重產(chǎn)生的力：0.592kN/m×10m=5.92kN

立柱合計(jì)：228.92kN，計(jì)算取為229kN。

Am=322-（32-0.8）2=50.56cm2

I=[324-（32-0.8）4]/12=8415.881cm4

回轉(zhuǎn)半徑：i=（I/A）1/2=（8415.881/50.56）1/2

=12.9cm

自由長(zhǎng)度：L=1000cm

∴長(zhǎng)細(xì)比：λ=μL/i=0.7×1000/12.9=54.26（因相鄰立柱間為剪刀撐聯(lián)結(jié)，計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比時(shí)按按一端固定一端鉸支計(jì)算，故取長(zhǎng)度系數(shù)0.7）

∴σ=N/Am=229×1000/0.00841588=27.2MPa<200MPa

剛度驗(yàn)算：《橋規(guī)》中規(guī)定，對(duì)于主桁架中的受壓構(gòu)件，其長(zhǎng)細(xì)比不得大于容許長(zhǎng)細(xì)比[λ]=100，上述λ=54.26<100，故剛度滿足要求。

由以上分析可知立柱整體穩(wěn)定。

2.5 基礎(chǔ)及地基承載力驗(yàn)算

地基承載力按100kPa計(jì)算?；A(chǔ)采用條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)長(zhǎng)24m、寬1.5m、深0.8m。

根據(jù)計(jì)算所得，每根鋼立柱頂承受的外力按200kN

計(jì)算。

受力如圖：

圖2 防電棚基礎(chǔ)簡(jiǎn)圖

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.3.2條：柱下條形基礎(chǔ)的計(jì)算，在比較均勻的地基上，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，荷載分布較均勻，且條形基礎(chǔ)梁的高度不小于1/6柱距時(shí)，地基反力可按直線分布，條形基礎(chǔ)梁的內(nèi)力可按連續(xù)梁計(jì)算，此時(shí)邊跨跨中彎矩及第一內(nèi)支座的彎矩值宜乘以1.2的系數(shù)。由于防電棚各柱之間沉降量小，剛度大，所以本設(shè)計(jì)采用倒梁法計(jì)算條形基礎(chǔ)。

2.5.1 確定基底尺寸：

地基基本承載力fa=100kPa

基礎(chǔ)總長(zhǎng)度L=24m

埋入深度0.8m

基礎(chǔ)底面寬度：

取B=1.5m

2.5.2 確定基底尺寸：在對(duì)稱荷載作用下，基底反力呈均勻分布，單位長(zhǎng)度的基底凈反力：

取對(duì)稱結(jié)構(gòu)，采用力矩分配法，計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力。

圖3 基礎(chǔ)受力圖

固定端彎矩：

MCD=-MDC=-30.57kN·m

MDE=-MED=-30.57kN·m

MEF=-MFE=-30.57kN·m

彎矩分配系數(shù)設(shè)EI/2=i。

B節(jié)點(diǎn)：

C節(jié)點(diǎn)：

依此類推：

圖4 基礎(chǔ)內(nèi)力圖

由計(jì)算得知：最大彎矩為A點(diǎn)的M=44.3kN·m

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.3.2條第一款規(guī)定，邊跨跨中彎矩及第一內(nèi)支座的彎矩值乘以1.2的系數(shù)，故：

邊跨跨中彎矩M=1.2×16.5=19.8kN·m

第一內(nèi)支座彎矩M=1.2×26.5=31.8kN·m

2.5.3 驗(yàn)算部分：

地基承載力驗(yàn)算：

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.2.2條可知：

偏心荷載作用時(shí)：

式中：

Fk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力

Gk—基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重

Mk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，作用于基礎(chǔ)地面的力矩值

W—基礎(chǔ)地面的抵抗矩

本設(shè)計(jì)：Fk=12×200=2400kN

Gk=23×24×1.5×0.8=662.4kN

A=24×1.5=36m2

Mk=44.3kN·m

W=bh3/6=2.048m3

1.2fa=1.2×100=120kPa

Pkmax=106.6KPa<1.2fa=120kPa

滿足驗(yàn)算。

沖切承載力驗(yàn)算：根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.2.7條第二款可知：對(duì)于矩形截面柱的矩形基礎(chǔ)，應(yīng)驗(yàn)算柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力。

受沖切承載力應(yīng)按下列公式驗(yàn)算：

本設(shè)計(jì)中：

=399.5kN

則Fl=pjAl=88.3×1.4575=128.7kN<399.5kN

滿足驗(yàn)算。

3 防電棚施工

3.1 防電棚基礎(chǔ)施工

挖孔樁和條形基礎(chǔ)施工注意事項(xiàng)：

3.1.1 挖孔樁和條形基礎(chǔ)施工時(shí)間安排必須是下半夜或封鎖施工。

3.1.2 在線間或鐵路兩側(cè)進(jìn)行基礎(chǔ)施工時(shí)，同時(shí)施工人員要做好列車通過(guò)的調(diào)度時(shí)間的協(xié)調(diào)與聯(lián)絡(luò)。

3.1.3 挖孔樁護(hù)壁內(nèi)需加設(shè)鋼筋，護(hù)壁砼必須及時(shí)澆灌；當(dāng)土質(zhì)較差時(shí)，每挖30～50cm高澆灌一次護(hù)壁砼，當(dāng)土質(zhì)較好時(shí)，每挖1m澆灌一次護(hù)壁砼。

3.1.4 由于線間距較小，條形基礎(chǔ)開挖時(shí)應(yīng)先按每1.5m打兩根Φ22～Φ25支撐鋼筋或角鋼（基礎(chǔ)一側(cè)一根），一邊開挖基坑一邊加設(shè)木擋板及臨時(shí)支撐；基坑分段開挖（每晚擬挖15m左右），開挖出來(lái)的基坑及時(shí)澆灌c25商品砼并埋設(shè)好柱子Φ22錨固螺栓。當(dāng)作業(yè)時(shí)間不允許灌基礎(chǔ)砼時(shí)，及時(shí)用袋裝石碴回填，恢復(fù)線路狀況，等待第二天封鎖繼續(xù)施工，樁基頂部預(yù)埋鋼筋與條形基礎(chǔ)連成整體。

3.2 防電棚安裝與拆除施工

3.2.1 安裝施工：

鋼立柱：封鎖廣深鐵路深圳-深圳北區(qū)間K144+280～K144+380之間線路，共有鋼立柱64根，封鎖停電21個(gè)晚上，用兩臺(tái)16t軌道吊車同時(shí)進(jìn)行吊裝。采用在工字鋼橫梁下每個(gè)柱頂位置安放砂箱，為了確保鋼立柱的整體穩(wěn)定，型鋼與立柱頂法蘭盤點(diǎn)焊牢固，鋼立柱及時(shí)用U型螺栓鎖牢固。

橫梁、縱梁、防電棚：封鎖廣深鐵路深圳-深圳北區(qū)間K144+280～K144+380之間線路7個(gè)晚上，用兩臺(tái)16t軌道吊車同時(shí)進(jìn)行吊裝。

3.2.2 拆除施工：在防電棚拆除過(guò)程中，由于受橋梁凈高的限制，所有的鋼縱梁必須平移至跨線橋外側(cè)方可吊走，所以拆除比安裝更為困難、時(shí)間更長(zhǎng)。防電棚拆除后還要做路基恢復(fù)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)跨鐵路既有電氣線路承重式防電棚設(shè)計(jì)與施工的研究，在工程實(shí)施過(guò)程中鐵路營(yíng)運(yùn)安全得以保證，為類似工程施工提供經(jīng)驗(yàn)貯備。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)：公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范

（JTJ041-2000）[S].

[2] 中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)：公路工程施工安全技術(shù)

規(guī)程（JTJ076-95）[S].

[3] 鐵路技術(shù)管理規(guī)程[（京）新登字063號(hào)][S].

[4] 中華人民共和國(guó)鐵道部.電氣化鐵路有關(guān)人員電氣安

全規(guī)則[（79）鐵機(jī)字654號(hào)] [S].

[5] 電氣化鐵路電力設(shè)計(jì)規(guī)定（TBJ23-89）[S].

作者簡(jiǎn)介：陳勇波（1980—），男，湖北人，供職于深圳中鐵二局工程有限公司，研究方向：市政工程。endprint

由以上分析可知立柱整體穩(wěn)定。

2.5 基礎(chǔ)及地基承載力驗(yàn)算

地基承載力按100kPa計(jì)算?；A(chǔ)采用條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)長(zhǎng)24m、寬1.5m、深0.8m。

根據(jù)計(jì)算所得，每根鋼立柱頂承受的外力按200kN

計(jì)算。

受力如圖：

圖2 防電棚基礎(chǔ)簡(jiǎn)圖

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.3.2條：柱下條形基礎(chǔ)的計(jì)算，在比較均勻的地基上，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，荷載分布較均勻，且條形基礎(chǔ)梁的高度不小于1/6柱距時(shí)，地基反力可按直線分布，條形基礎(chǔ)梁的內(nèi)力可按連續(xù)梁計(jì)算，此時(shí)邊跨跨中彎矩及第一內(nèi)支座的彎矩值宜乘以1.2的系數(shù)。由于防電棚各柱之間沉降量小，剛度大，所以本設(shè)計(jì)采用倒梁法計(jì)算條形基礎(chǔ)。

2.5.1 確定基底尺寸：

地基基本承載力fa=100kPa

基礎(chǔ)總長(zhǎng)度L=24m

埋入深度0.8m

基礎(chǔ)底面寬度：

取B=1.5m

2.5.2 確定基底尺寸：在對(duì)稱荷載作用下，基底反力呈均勻分布，單位長(zhǎng)度的基底凈反力：

取對(duì)稱結(jié)構(gòu)，采用力矩分配法，計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力。

圖3 基礎(chǔ)受力圖

固定端彎矩：

MCD=-MDC=-30.57kN·m

MDE=-MED=-30.57kN·m

MEF=-MFE=-30.57kN·m

彎矩分配系數(shù)設(shè)EI/2=i。

B節(jié)點(diǎn)：

C節(jié)點(diǎn)：

依此類推：

圖4 基礎(chǔ)內(nèi)力圖

由計(jì)算得知：最大彎矩為A點(diǎn)的M=44.3kN·m

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.3.2條第一款規(guī)定，邊跨跨中彎矩及第一內(nèi)支座的彎矩值乘以1.2的系數(shù)，故：

邊跨跨中彎矩M=1.2×16.5=19.8kN·m

第一內(nèi)支座彎矩M=1.2×26.5=31.8kN·m

2.5.3 驗(yàn)算部分：

地基承載力驗(yàn)算：

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.2.2條可知：

偏心荷載作用時(shí)：

式中：

Fk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力

Gk—基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重

Mk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，作用于基礎(chǔ)地面的力矩值

W—基礎(chǔ)地面的抵抗矩

本設(shè)計(jì)：Fk=12×200=2400kN

Gk=23×24×1.5×0.8=662.4kN

A=24×1.5=36m2

Mk=44.3kN·m

W=bh3/6=2.048m3

1.2fa=1.2×100=120kPa

Pkmax=106.6KPa<1.2fa=120kPa

滿足驗(yàn)算。

沖切承載力驗(yàn)算：根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.2.7條第二款可知：對(duì)于矩形截面柱的矩形基礎(chǔ)，應(yīng)驗(yàn)算柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力。

受沖切承載力應(yīng)按下列公式驗(yàn)算：

本設(shè)計(jì)中：

=399.5kN

則Fl=pjAl=88.3×1.4575=128.7kN<399.5kN

滿足驗(yàn)算。

3 防電棚施工

3.1 防電棚基礎(chǔ)施工

挖孔樁和條形基礎(chǔ)施工注意事項(xiàng)：

3.1.1 挖孔樁和條形基礎(chǔ)施工時(shí)間安排必須是下半夜或封鎖施工。

3.1.2 在線間或鐵路兩側(cè)進(jìn)行基礎(chǔ)施工時(shí)，同時(shí)施工人員要做好列車通過(guò)的調(diào)度時(shí)間的協(xié)調(diào)與聯(lián)絡(luò)。

3.1.3 挖孔樁護(hù)壁內(nèi)需加設(shè)鋼筋，護(hù)壁砼必須及時(shí)澆灌；當(dāng)土質(zhì)較差時(shí)，每挖30～50cm高澆灌一次護(hù)壁砼，當(dāng)土質(zhì)較好時(shí)，每挖1m澆灌一次護(hù)壁砼。

3.1.4 由于線間距較小，條形基礎(chǔ)開挖時(shí)應(yīng)先按每1.5m打兩根Φ22～Φ25支撐鋼筋或角鋼（基礎(chǔ)一側(cè)一根），一邊開挖基坑一邊加設(shè)木擋板及臨時(shí)支撐；基坑分段開挖（每晚擬挖15m左右），開挖出來(lái)的基坑及時(shí)澆灌c25商品砼并埋設(shè)好柱子Φ22錨固螺栓。當(dāng)作業(yè)時(shí)間不允許灌基礎(chǔ)砼時(shí)，及時(shí)用袋裝石碴回填，恢復(fù)線路狀況，等待第二天封鎖繼續(xù)施工，樁基頂部預(yù)埋鋼筋與條形基礎(chǔ)連成整體。

3.2 防電棚安裝與拆除施工

3.2.1 安裝施工：

鋼立柱：封鎖廣深鐵路深圳-深圳北區(qū)間K144+280～K144+380之間線路，共有鋼立柱64根，封鎖停電21個(gè)晚上，用兩臺(tái)16t軌道吊車同時(shí)進(jìn)行吊裝。采用在工字鋼橫梁下每個(gè)柱頂位置安放砂箱，為了確保鋼立柱的整體穩(wěn)定，型鋼與立柱頂法蘭盤點(diǎn)焊牢固，鋼立柱及時(shí)用U型螺栓鎖牢固。

橫梁、縱梁、防電棚：封鎖廣深鐵路深圳-深圳北區(qū)間K144+280～K144+380之間線路7個(gè)晚上，用兩臺(tái)16t軌道吊車同時(shí)進(jìn)行吊裝。

3.2.2 拆除施工：在防電棚拆除過(guò)程中，由于受橋梁凈高的限制，所有的鋼縱梁必須平移至跨線橋外側(cè)方可吊走，所以拆除比安裝更為困難、時(shí)間更長(zhǎng)。防電棚拆除后還要做路基恢復(fù)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)跨鐵路既有電氣線路承重式防電棚設(shè)計(jì)與施工的研究，在工程實(shí)施過(guò)程中鐵路營(yíng)運(yùn)安全得以保證，為類似工程施工提供經(jīng)驗(yàn)貯備。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)：公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范

（JTJ041-2000）[S].

[2] 中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)：公路工程施工安全技術(shù)

規(guī)程（JTJ076-95）[S].

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[4] 中華人民共和國(guó)鐵道部.電氣化鐵路有關(guān)人員電氣安

全規(guī)則[（79）鐵機(jī)字654號(hào)] [S].

[5] 電氣化鐵路電力設(shè)計(jì)規(guī)定（TBJ23-89）[S].

作者簡(jiǎn)介：陳勇波（1980—），男，湖北人，供職于深圳中鐵二局工程有限公司，研究方向：市政工程。endprint

由以上分析可知立柱整體穩(wěn)定。

2.5 基礎(chǔ)及地基承載力驗(yàn)算

地基承載力按100kPa計(jì)算?；A(chǔ)采用條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)長(zhǎng)24m、寬1.5m、深0.8m。

根據(jù)計(jì)算所得，每根鋼立柱頂承受的外力按200kN

計(jì)算。

受力如圖：

圖2 防電棚基礎(chǔ)簡(jiǎn)圖

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.3.2條：柱下條形基礎(chǔ)的計(jì)算，在比較均勻的地基上，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，荷載分布較均勻，且條形基礎(chǔ)梁的高度不小于1/6柱距時(shí)，地基反力可按直線分布，條形基礎(chǔ)梁的內(nèi)力可按連續(xù)梁計(jì)算，此時(shí)邊跨跨中彎矩及第一內(nèi)支座的彎矩值宜乘以1.2的系數(shù)。由于防電棚各柱之間沉降量小，剛度大，所以本設(shè)計(jì)采用倒梁法計(jì)算條形基礎(chǔ)。

2.5.1 確定基底尺寸：

地基基本承載力fa=100kPa

基礎(chǔ)總長(zhǎng)度L=24m

埋入深度0.8m

基礎(chǔ)底面寬度：

取B=1.5m

2.5.2 確定基底尺寸：在對(duì)稱荷載作用下，基底反力呈均勻分布，單位長(zhǎng)度的基底凈反力：

取對(duì)稱結(jié)構(gòu)，采用力矩分配法，計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力。

圖3 基礎(chǔ)受力圖

固定端彎矩：

MCD=-MDC=-30.57kN·m

MDE=-MED=-30.57kN·m

MEF=-MFE=-30.57kN·m

彎矩分配系數(shù)設(shè)EI/2=i。

B節(jié)點(diǎn)：

C節(jié)點(diǎn)：

依此類推：

圖4 基礎(chǔ)內(nèi)力圖

由計(jì)算得知：最大彎矩為A點(diǎn)的M=44.3kN·m

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.3.2條第一款規(guī)定，邊跨跨中彎矩及第一內(nèi)支座的彎矩值乘以1.2的系數(shù)，故：

邊跨跨中彎矩M=1.2×16.5=19.8kN·m

第一內(nèi)支座彎矩M=1.2×26.5=31.8kN·m

2.5.3 驗(yàn)算部分：

地基承載力驗(yàn)算：

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.2.2條可知：

偏心荷載作用時(shí)：

式中：

Fk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力

Gk—基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重

Mk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，作用于基礎(chǔ)地面的力矩值

W—基礎(chǔ)地面的抵抗矩

本設(shè)計(jì)：Fk=12×200=2400kN

Gk=23×24×1.5×0.8=662.4kN

A=24×1.5=36m2

Mk=44.3kN·m

W=bh3/6=2.048m3

1.2fa=1.2×100=120kPa

Pkmax=106.6KPa<1.2fa=120kPa

滿足驗(yàn)算。

沖切承載力驗(yàn)算：根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.2.7條第二款可知：對(duì)于矩形截面柱的矩形基礎(chǔ)，應(yīng)驗(yàn)算柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力。

受沖切承載力應(yīng)按下列公式驗(yàn)算：

本設(shè)計(jì)中：

=399.5kN

則Fl=pjAl=88.3×1.4575=128.7kN<399.5kN

滿足驗(yàn)算。

3 防電棚施工

3.1 防電棚基礎(chǔ)施工

挖孔樁和條形基礎(chǔ)施工注意事項(xiàng)：

3.1.1 挖孔樁和條形基礎(chǔ)施工時(shí)間安排必須是下半夜或封鎖施工。

3.1.2 在線間或鐵路兩側(cè)進(jìn)行基礎(chǔ)施工時(shí)，同時(shí)施工人員要做好列車通過(guò)的調(diào)度時(shí)間的協(xié)調(diào)與聯(lián)絡(luò)。

3.1.3 挖孔樁護(hù)壁內(nèi)需加設(shè)鋼筋，護(hù)壁砼必須及時(shí)澆灌；當(dāng)土質(zhì)較差時(shí)，每挖30～50cm高澆灌一次護(hù)壁砼，當(dāng)土質(zhì)較好時(shí)，每挖1m澆灌一次護(hù)壁砼。

3.1.4 由于線間距較小，條形基礎(chǔ)開挖時(shí)應(yīng)先按每1.5m打兩根Φ22～Φ25支撐鋼筋或角鋼（基礎(chǔ)一側(cè)一根），一邊開挖基坑一邊加設(shè)木擋板及臨時(shí)支撐；基坑分段開挖（每晚擬挖15m左右），開挖出來(lái)的基坑及時(shí)澆灌c25商品砼并埋設(shè)好柱子Φ22錨固螺栓。當(dāng)作業(yè)時(shí)間不允許灌基礎(chǔ)砼時(shí)，及時(shí)用袋裝石碴回填，恢復(fù)線路狀況，等待第二天封鎖繼續(xù)施工，樁基頂部預(yù)埋鋼筋與條形基礎(chǔ)連成整體。

3.2 防電棚安裝與拆除施工

3.2.1 安裝施工：

鋼立柱：封鎖廣深鐵路深圳-深圳北區(qū)間K144+280～K144+380之間線路，共有鋼立柱64根，封鎖停電21個(gè)晚上，用兩臺(tái)16t軌道吊車同時(shí)進(jìn)行吊裝。采用在工字鋼橫梁下每個(gè)柱頂位置安放砂箱，為了確保鋼立柱的整體穩(wěn)定，型鋼與立柱頂法蘭盤點(diǎn)焊牢固，鋼立柱及時(shí)用U型螺栓鎖牢固。

橫梁、縱梁、防電棚：封鎖廣深鐵路深圳-深圳北區(qū)間K144+280～K144+380之間線路7個(gè)晚上，用兩臺(tái)16t軌道吊車同時(shí)進(jìn)行吊裝。

3.2.2 拆除施工：在防電棚拆除過(guò)程中，由于受橋梁凈高的限制，所有的鋼縱梁必須平移至跨線橋外側(cè)方可吊走，所以拆除比安裝更為困難、時(shí)間更長(zhǎng)。防電棚拆除后還要做路基恢復(fù)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)跨鐵路既有電氣線路承重式防電棚設(shè)計(jì)與施工的研究，在工程實(shí)施過(guò)程中鐵路營(yíng)運(yùn)安全得以保證，為類似工程施工提供經(jīng)驗(yàn)貯備。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：陳勇波（1980—），男，湖北人，供職于深圳中鐵二局工程有限公司，研究方向：市政工程。endprint