钢筋混凝土限高防护架分析论文

钢筋混凝土限高防护架分析论文

摘要：以铁路沿线桥涵限高防护架为计算实例，使用ＭＩＤＡＳ软件建模，得出相应结论，供类似铁路沿线桥涵工程设计参考。

关键词：铁路；桥涵；钢筋混凝土；限高防护架

目前，铁路沿线有部分车辆不愿绕行既有的立交通道，而选择就近从既有排洪桥涵下通行，对铁路沿线桥涵的使用安全造成极大的.隐患。针对此情况，内蒙古铁道勘察设计院有限公司受铁路局委托，编制了钢筋混凝土限高防护架的设计图，①对过往车辆起到减速慢行的作用；②也可避免车辆直接撞击既有桥涵结构，对铁路安全运营起到保障的作用。

１工程概况

本限高防护架适用于路宽７ｍ以内，限高４．５ｍ以下通行机动车的等外道路。限高防护架设计采用框架形式，截面尺寸限宽５ｍ、７ｍ采用０．６ｍ×０．６ｍ；限宽３ｍ采用０．５ｍ×０．５ｍ，为保证结构强度及稳定性增加斜撑的设计，斜撑截面采用与主体截面一致。横梁、墩柱、斜撑等采用Ｃ３５钢筋混凝土结构，基础采用Ｃ３５钢筋混凝土扩大基础。钢筋混凝土限高防护架布置图，如图１所示。

２建立有限元模型

对钢筋混凝土限高防护架的计算采用ＭＩＤＡＳ软件进行了建模分析，横梁、墩柱及斜撑均采用梁单元，基础采用板单元，横梁与墩柱间、斜撑与墩柱间采用刚性连接模拟，基底采用固结形式。钢筋混凝土限高防护架受力图，如图２所示。

３计算方法

《铁路桥涵设计基本规范》（ＴＢ１０００２．１－２００５）中对撞击力的规定如下：“撞击力顺行车方向应采用１０００ｋＮ，横行车方向应采用５００ｋＮ，作用在路面以上１．２ｍ高度处”。车辆撞击限高防护架的荷载可借鉴船舶撞击桥墩荷载的设计公式，《铁路桥涵设计基本规范》（ＴＢ１０００２．１－２００５）中墩台承受船只或排筏的撞击力按下式计算：式中：Ｆ为撞击力，γ为动能折减系数，υ为船只或排筏撞击墩台时的速度，α为撞击角度，ｗ为船只重量。本模型中，横梁中部作用顺行车向１０００ｋＮ撞击力，即按汽车质量２０ｔ，行车速度１０ｋｍ／ｈ，碰撞角度９０°进行计算。

４施工注意事项

①为不影响现场车辆通行，横梁采用提前在预制场进行预制，两侧预留纵向钢｀然后吊装，搭放在墩柱牛腿上，与墩柱顶部预留钢筋进行现场浇筑，使横梁与墩柱连接成整体。②在主体结构底部基础间设置钢筋混凝土连接块增加防护，以防止挖掘机破坏。钢筋混凝土连接块截面采用０．５ｍ×０．３ｍ，需在预制场进行预制，两端预留部分钢筋，需在墩柱浇注前运至现场，连接块预留钢筋与两侧基础内部钢筋搭接，进行整体连接现浇工作。③在横梁迎车面下部设置∠１００×１００×１０角钢，与横梁中预埋Ｕ型钢筋进行焊接，对横梁起到保护作用。④安装横梁期间，应采取可靠的措施使横梁与牛腿进行临时固定，以避免在施工期间发生意外。

５结论

钢筋混凝土限高防护架已经在桥涵出入口架设施工，从运营情况来看，限高防护架对行驶的车辆起到了警示降速的作用，解决了超标车辆对铁路沿线桥涵造成的隐患.