有軌電車多跨連續梁合龍順序設計研究

王會生

摘要：隨著社會的發展及人民生活的需要，新型軌道交通的發展已成為一種趨勢，有軌電車作為新型軌道交通形式的一種，以其建造成本低、建設難度低、安全系數高等特點，近年來在新型軌道交通中已占有一席之地。本文結合天水市有軌電車（38.95+5×70+38.95）m預應力混凝土連續梁，對該多跨連續梁的合龍順序進行了對比分析，確定最優合龍順序，為類似連續梁設計提供一些參考。

Abstract： With the development of society and the needs of peoples lives， the development of new rail transit has become a trend. As a new type of rail transit， trams are characterized by their low construction cost， low construction difficulty and high safety factor. In recent years， it has occupied a place in the new type of rail transit. In this paper， combined with the prestressed concrete continuous beams of Tianshui City Tram （38.95+5×70+38.95） m， the closing sequence of the multi-span continuous beams is compared and analyzed to determine the optimal closing sequence and provide some reference for the design of similar continuous beams.

關鍵詞：有軌電車;多跨連續梁;合龍順序

Key words： tram;multi-span continuous beam;closing sequence

中圖分類號：U482.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）10-0126-03

1? 概述

新建天水有軌電車渭河特大橋位于甘肅省天水市境內，根據渭河特殊的地形特點，該橋孔跨布置為4×40m預應力混凝土簡支梁+1-（38.95+5×70+38.95）m預應力混凝土連續梁+2×40m預應力混凝土簡支梁，其中以（38.95+5×70+38.95）m預應力混凝土連續梁橫跨渭河，大橋全長672.7m，其中主橋全長429.4m。主橋立面布置圖見圖1。

2? 設計基本情況

2.1 主要技術標準

①設計速度：70km/h;

②線路情況：雙線、直曲線，曲線部分半徑R=600m;

③軌道形式：無砟軌道;

④使用年限：正常使用條件下梁體結構使用壽命為100年。

2.2 活載圖示

列車豎向靜活載：有軌電車荷載采用所選定的車輛荷載進行計算。列車縱向荷載如圖2所示，空車輕載軸重81.7kN，橫向荷載如圖3所示。

3? 梁部結構設計

3.1 主梁構造

主橋梁部采用預應力混凝土連續箱梁結構，計算跨度（38.95+5×70+38.95）m，一聯梁全長429.4m。箱梁采用變截面、變高度單箱單室結構，梁高2.4～4.8m，頂寬9.0m，底寬5.0m。頂板厚度除梁端附近區段外均為35cm，底板厚度按照圓曲線形式從40cm變化至70cm，并在中隔墻附近進行局部加厚至135.7cm。主橋梁部中支點和跨中橫斷面如圖4所示。

3.2 主梁預應力體系

主梁采用縱向預應力體系。縱向預應力束采用15-7？準5和17-7？準5兩種高強度、低松弛鋼絞線，抗拉標準強度fpk=1860MPa，鋼束的錨下張拉控制應力頂底板鋼束采用0.65fpk=1209MPa，腹板鋼束采用0.72fpk=1339.2MPa。頂底板鋼束在梁端采取單端張拉形式，其余縱向鋼束均采用兩端張拉。

4? 結構計算分析

該橋主體結構計算采用西南交通大學“橋梁結構分析系統BSASPro2017（v5.01）”，全梁共計劃分為239個節點，238個單元，根據擬定施工方法和步驟，按照平面桿系結構進行整體分析。

計算荷載考慮活載、恒載、支點不均勻沉降、制動力、預應力、溫度變化、體系轉換影響及混凝土收縮徐變等因素。

5? 合龍方式對比分析

隨著施工階段進程的推進，連續梁的結構形式、支承條件以及荷載作用方式等都在不斷變換，合龍順序是整個連續梁施工過程中的關鍵階段，不同的施工合龍順序由于初始恒載內力不同，超靜定次數及收縮徐變進程的變化導致橋梁產生次位力及應力重分布，影響橋梁結構的成橋線形和內力狀態。同時連續梁橋的合龍順序的不同也會導致施工方法及施工難易程度有所不同，從而影響施工工期和施工成本。

5.1 連續梁合龍分段及合龍順序劃分

合龍方式的選擇是連續梁施工過程中的關鍵環節，不同的合龍順序對橋梁結構應力和線形產生影響較大，另外關系到施工工期、施工安全以及施工成本控制等多方面因素。因此應結合設計施工規范及現場地質水文條件、施工工期、進度方面選擇最優合龍方案。

本項目（38.95+5×70+38.95）m預應力混凝土連續梁包含兩側邊跨及五個中跨，共計7孔（見圖1），通過對不同合龍順序的檢算，選取模型的一半進行分析，根據不同合龍工況下結果對比分析。

工況一：按先合龍第一孔、第七孔，再合龍第二、四、六孔，最后合龍第三、五孔三個階段進行。

工況二：按合龍第二、四、六孔，再合龍第一、三、五、七孔兩個階段進行。

5.2 計算結果分析

按照工況一和工況二兩種方式對成橋10年后主梁的撓度位移及內力進行計算，對兩種工況下連續梁的整體撓度和控制截面的進行比較分析。

根據不同合龍方式十年撓度值結果可看出，工況二后期徐變變形較大，最大撓度差為34.6mm，見表1。由此可得出采用工況一的合龍順序相比工況二而言，連續梁邊跨及中跨后期徐變變形要小。

分析兩種工況下控制截面應力，兩種工況下成橋后恒載產生的頂底板應力（見表2），應力趨勢總體走向基本相同，但是相比與工況二來說，工況一控制截面產生的頂板應力較大，底板應力較小，但總體相差不大。

兩種工況下控制截面彎矩見表3，根據計算結果，工況一和工況二在所選擇的控制截面處彎矩總體趨勢相近，但是除1跨支點截面和2跨支點截面外，其余截面在工況一下的彎矩是小于工況二的，其中在3跨跨中截面處，工況一較工況二的彎矩小268kN·m。

通過對兩種工況下支座位移的分析，結果顯示（見表4），工況一的支座位移量要整體小于工況二。

6? 結語

本文結合天水市有軌電車渭河特大橋（38.95+5×70+38.95）m預應力混凝土連續梁實例，對比分析了兩種不同合龍方式對連續梁成橋后的線形及內力的影響，通過模擬兩種不同的合龍順序，分析成橋后全梁整體撓度及內力，結果顯示工況一的合龍順序是優于工況二的合龍順序。兩種工況下的控制截面的應力相差不大，因此可優先采用工況一的合龍順序。

設計中要全面考慮不同合攏順序下，梁體應力和位移的變化情況，以合理指導施工過程，本文通過對合龍順序的對比分析，為國內相似多跨連續梁合龍順序選擇提供參考。

參考文獻：

[1]TB 10002-2017，鐵路橋涵設計規范[S].

[2]陳列，徐公望.高墩大跨預應力混凝土橋式方案及合龍順序選擇[J].橋梁建設，2005（1）.

[3]萬重文，肖星星.多跨長聯預應力混凝土連續箱梁橋合龍方案分析[J].中外公路，2009，29（1）：106-111.