[发明专利]一种铁路框架桥结构尺寸的设计方法

说明书

本发明提供了一种铁路框架桥结构尺寸的设计方法，首先确定铁路框架桥的框架孔径、顶板上方填土高、框架轴线方向和线路法线的交角、铁路活载以及顶板初拟厚度，然后将确定的数据带入顶板厚度数值计算模型内，计算得到顶板厚度，然后再根据顶板厚度计算出底部厚度和边墙厚度，即为得到了铁路框架桥结构尺寸，本申请顶板厚度数值计算模型是基于大数据结合经典力学和概率论科学进行修正得出的；本申请铁路框架桥结构尺寸的设计方法，使得结构尺寸的设计归于定量化，既能满足安全需求又能保证经济成本的合理性，准确度高，便于推广。

技术领域

本发明涉及了铁路框架桥结构的设计技术领域，具体涉及了一种铁路框架桥结构尺寸的设计方法。

背景技术

随着国家公路、铁路交通的发展，公路与铁路交叉现象日益增多。铁路新规范要求客运专线与高速铁路严禁设置平交道口，必须采用立交的方式解决二者交叉问题。为确保高铁安全，公路跨铁路的模式已不再适合，为了减少公路对铁路运营的影响，地方道路大多采用框架结构下穿铁路的方案。

对于孔径为7～16m框架桥目前并没有统一结构尺寸，不同的铁路设计院，甚至不同的设计者，设计出的框架桥结构尺寸均是千差万别。若设计尺寸偏小，铁路框架桥结构在后期运营时可能会出现开裂的情况，若设计尺寸偏大，钢筋使用量会偏大，使得成本升高，经济价值低。

研究出铁路框架桥结构尺寸的定量的设计方案，既能满足安全需求又能保证经济成本的合理性，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术框架桥结构尺寸的设计存在缺少定量的设计方法、结构设计尺寸误差比较大的问题，提供一种铁路框架桥结构尺寸的设计方法，使得结构尺寸的设计归于定量化，既能满足安全需求又能保证经济成本的合理性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种铁路框架桥结构尺寸的设计方法，包括以下步骤：

步骤1、确定铁路框架桥的框架孔径、顶板上方填土高、框架轴线方向和线路法线的交角、铁路活载以及顶板初拟厚度；

其中，顶板初拟厚度由公式一计算得到的：H₀＝L₀/20+0.3，公式一中，H₀为顶板初拟厚度，单位为m，L₀为铁路框架桥的框架孔径，单位为m；

步骤2、将步骤1确定的数据带入顶板厚度数值计算模型中，得到顶板厚度；

其中，顶板厚度数值计算模型为：式中A₁为顶板厚度，单位为m；L₀为铁路框架桥的框架孔径，单位为m；H为顶板上方填土高，单位为m；H₀为顶板的初拟厚度，单位为m；F为铁路活载，单位为kN；α为框架轴线方向和线路法线的交角，单位为°；ξ为系数；

其中，ξ的值为0.0062～0.007；

步骤3、利用所述步骤2得到的顶部厚度计算出底部厚度、边墙厚度。

本申请提供的铁路框架桥结构尺寸的设计方法，首先确定铁路框架桥的框架孔径、顶板上方填土高、框架轴线方向和线路法线的交角、铁路活载以及顶板初拟厚度，然后将确定的数据带入顶板厚度数值计算模型内，计算得到顶板厚度，然后再根据顶板厚度计算出底部厚度和边墙厚度，即为得到了铁路框架桥结构尺寸，本申请顶板厚度数值计算模型是基于大数据结合经典力学和概率论科学进行修正得出的，将系数设计在0.0062～0.007内，当系数低于0.0062时运行铁路框架桥的安全性难以保证，但是系数高于0.007时，铁路框架桥钢筋使用量大，形成了经济成本上的浪费。本申请铁路框架桥结构尺寸的设计方法，使得结构尺寸的设计归于定量化，既能满足安全需求又能保证经济成本的合理性，准确度高，便于推广。