城市軌道無砟軌道22.417m雙線非標準簡支梁安全性分析

張麗平

摘要：以城市軌道無砟軌道 22.417m雙線非標準簡支箱梁為研究對象，使用 BSAS4.4程序和 Midas CIVIL 2017程序對該簡支箱梁進行縱向、橫向計算，并將計算結果與控制指標對比，驗證了該簡支箱梁設計的合理性和安全性。研究結果表明：梁體縱向的強度安全系數、抗裂安全系數等參數符合相關規范要求 梁體橫向的跨中及端橫梁截面混凝土、鋼筋應力及裂縫寬度滿足相關規范要求 該 22.417m雙線 9.4m寬非標準簡支箱梁，在地鐵 B型車，6輛編組，設計最高速度 120km/h的工況下，行車安全可靠。

關鍵詞：簡支梁 縱向計算 橫向計算 安全性分析

1概述

22.417m跨度，9.4m寬簡支箱梁，主梁橫斷面采用單箱單室截面，梁高 1.8m，對應底寬 4.1m，梁面平坡。頂板厚度為 0.25m 腹板采用斜腹板，厚度為 0.3m耀0.60m 底板厚度為 0.26m耀0.5m。本梁按全預應力構件計算，縱向采用 BSAS4.4程序計算。

本城市軌道交通設計最高速度為 120km/h，選用地鐵 B型車， 6輛編組。標準線間距 4.2m，采用長軌枕式整體道床形式，軌頂至橋面的高度為 0.65m，簡支梁上預留 3m直立式聲屏障設置條件，適用于地震設防烈度 6度及以下地區。

2參數控制

2.1設計荷載

（1）恒載

1）結構自重

一般材料容重應按現行鐵路橋涵設計規范規定取用。對于附屬設備和附屬建筑的自重或材料容重，按所屬專業的現行規范或標準取用。恒載（結構重力）：酌取 26kN/m3。

2）二期恒載

包括線路設備重、預制擋板、隔聲屏障、電纜及其支架、疏散平臺、橋面防水層和保護層等重量。本橋二期恒載按 111.2kN/m計算，單渡線二恒根據軌道專業提供的相關文件進行設計。二期恒載的作用點在進行橫向計算時，按實際位置加載。

3）混凝土收縮和徐變的影響力

環境條件按“外一般條件計算，相對濕度取 70%。采用“混合理論”計算混凝土的收縮徐變。

（2）列車豎向靜活載

按照軌道交通 B型車（P=140kN，單位：m），6輛編組。

（3）溫度力：按葉鐵路橋涵混凝土結構設計規范曳（TB 100922017）。構件整體升降溫按 20益考慮 梯度溫度按頂板升溫 10益和降溫-5益考慮。

2.2控制指標

安全系數及各階段應力控制見下表：

3縱向計算

3.1計算模型

將簡支梁離散為有限單元模型，單元劃分時，根據梁部截面變化特點及各受力控制點，將 22.417m箱梁分為 19個節點，18個單元。

3.2縱向計算結果匯總見下表。

4橫向計算

4.1橫向計算模型

全梁選取跨中截面，按普通鋼筋混凝土構件進行橫橋向計算，裂縫寬度容許值主力作用時為 0.2mm，主力+附加力作用時為0.24mm。采用 Midas CIVIL 2017程序計算，順橋向取 1.0m長度的主梁梁體，簡化成兩支點框架，豎向支承位置為腹板與底板中心線相交處。

4.2跨中截面橫向計算結果匯總

分別以主力、主+附進行荷載組合，取最不利組合進行設計。

由此可知，各項參數滿足要求。

4.3端橫梁計算結果

由此可知，各項參數滿足要求。

5結論

（1）通過縱向計算分析，得出強度安全系數、抗裂安全系數等參數符合相關規范要求

（2）通過橫向計算分析，得出跨中及端橫梁截面混凝土、鋼筋應力及裂縫寬度滿足相關規范要求

（3）通過各項計算結果可知，該 22.417m雙線 9.4m寬非標準簡支箱梁，在地鐵 B型車，6輛編組，設計最高速度為 120km/h的工況下，是安全可靠的。

參考文獻 ：

[1]張珍珍. 250km/h客運專線彈性支承塊式軌道結構參數研究（第 36-57頁）[M].西南交通大學碩士研究生學位論文， 2009.

（作者單位 ：金華市市軌道交通集團運營有限公司）