l工程建设与设计 l Construction＆Des For ect
蒙 内 铁 路 圆 端 形 桥 墩 托 盘 、顶 帽 裂 缝 分 析 与 加 固
Analysis and Reinforcement for Pier Cap Gaps of the Round—ended Pier in
M ombasa-Nairobi Standard Gauge Railway Project
周茂 强 ，胡 秀宇
(1．宁波中车产业基地开发建设有限公司，浙江 宁波 315200；
2．中交铁道勘察设计院有限公司 ，北京 100088)
ZHOUMao—qiang ，HUXiu一
(1．NingboCRRCIndustryBaseDevelopment&ConsteuctionCo．Ltd．，Ningbo315200，China；
2．CCCCRailwaySurveyandDesignInstitute，BeOing100088，China)
【摘 要】在铁路桥圆端形桥墩设计中，托盘受力较为复杂，针对蒙内铁路桥梁部分墩台出现裂缝的情况，对铁路桥墩托
盘项帽建立实体模型并进行力学分析。对比分析在不同工况及加固方案下，桥墩托盘的受力分析结果 研究表明：采用
CFRP材料对托盘裂缝处进行加固处理后，托盘的应力明显减小。此研究结果对托盘裂缝处理有一定的实际指导意义
【Abstract]Inthedesignoftheround—endedpier，thestressofthetrayisverycomplex．Forinstance，thefoundationappeargapsonthe
Mombasa—NairobiStandard Gauge Railway Project，in this paper the tray with gaps has been builded sloid models and analyzed the
mechanics．Compare the analysis results on the different working conditions and reinforcing scheme ofthe pier tray．Research shows：
Using CFRP to reinforce material gaps on the tray，the stress ofthe tray decrease obviously，the research results of~ay gap processing
hasacertainpracticalguidingsignificance．
【关键词】圆端形桥墩；裂缝；有限元分析；CFRP；加固
【Keywords】round—endedpier；gap；finiteelementmethod；CFRP；reinforce
[e0图分类号】U443．2；U445．7 1 【文献标志码IB 【文章编号】1007．9467(2017)04．0108．04
[DOI]10．136168．cnki．gcjsysj．2017．04．035
1 引 言
在铁路桥梁墩台设计中，现行桥梁设计规范《铁路桥涵设
计基本规范》(TB 1 0002．1～2005)Ⅲ，仅从构造对桥墩托盘顶帽
缩颈处的尺寸给出了相关要求，没有对托盘处的结构受力给
出具体检算方法。在一般的桥梁设计中，目前都直接套用部颁
标准图，也不对托盘进行局部的结构分析。
新建肯尼亚蒙巴萨至内罗毕铁路工程项 目，在桥梁工程
施工过程中，扩大基础施工完毕后不久出现裂纹，针对此种情
况，由于托盘受力比较复杂 ，因此，有必要对桥墩托盘顶帽进
行实体模型受力分析 。
本文以计算跨度为 32rn+32m的桥墩托盘顶帽为研究对
【作者简介】周茂强(1983 )，男，福建亍德人，工程师，从事工程项
目管理研究。
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象，对托盘 、顶帽及垫石作为实体进行有限元结构受力分析 ，
并对托盘进行加固的可行性做了进一步的计算分析 ，给出了
加固处理建议。
2 桥 墩 托 盘 结 构 分 析
2．1 基础 资 料
桥墩为 32m+32m简支梁桥 ，顶帽为矩形 ，横向宽度为
6．0m，纵向长度为 2．5rn；托盘为圆端形 ，顶部纵向长度 2．1m，
托盘直线段 3．5m，横向宽度 5．6m；底部纵向长度 2．1m，托盘直
线段 3．5m，横向宽度 3．8m；桥墩托盘及墩身采用C35混凝土，
垫石采用 C40混凝土。该桥采用圆端形桥墩。
2．2 有 限元建模
采用 MIDAS有限元对桥墩托盘以及顶帽和支撑垫石建立
实体模型，进行三维有限元分析 ，桥墩托盘顶帽的三维有限元
实体模型如图 1所示。
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·●●
图 1垫石、项帽及托盘均采用实体单元进行模拟
(托盘底部固结)
2．3 结构 计 算荷 载
本文以 32m+32m简支梁桥墩进行托盘局部受力分析，考
虑桥墩托盘在施工阶段及后期运营阶段受力情况。
2-3．1恒载
1)结构自重：按《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002．1—
2005)，采用钢筋混凝土容重按 25kN／m3计。
2)二期恒载
二期恒载重力包括线路设备、道碴 、人行道栏杆 、挡碴墙、
防水层 、电缆槽等，按 80．81kN／m计。
3)混凝土收缩徐变的影响：按规范计算。
2．3．2 活载
1)静活载：中一活载。
2)列车竖向动力冲击系数 ：对实体墩台可不计竖向冲击
力作用。
3)横向摇摆力取 100kN，作为一个集中荷载作用于桥梁
结构最不利位置，其作用点在垂直线路中心线的钢轨顶面。
4)人行道人行荷载 ：按 《铁路桥涵设计基本规范 )(TB
10002．1—2O05)4．5．1条处理 ，并应考虑人行道检查车荷载的
作用。
2I3-3 附加力
1)风力：按《铁路桥涵设计基本规范》计算，基本风压值
Wo=800Pa。
2)制动力 ：按铭 淅涵设计基本规范》(TB10002．1一
市政·交通·水,~1r-程设计 I／un“"Jpd- h r Re 一 · 儿， ringI)e．~ign
2005)计算。
2．3．4施工临时荷载
在施工阶段，考虑
蒙内铁路圆端形桥墩托盘、顶帽裂缝分析与加固（论文）.pdf
