城市軌道無砟軌道22.417m雙線非標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)簡支箱梁為研究對象，使用 BSAS4.4程序和 Midas CIVIL 2017程序?qū)υ摵喼淞哼M(jìn)行縱向、橫向計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果與控制指標(biāo)對比，驗(yàn)證了該簡支箱梁設(shè)計(jì)的合理性和安全性。研究結(jié)果表明：梁體縱向的強(qiáng)度安全系數(shù)、抗裂安全系數(shù)等參數(shù)符合相關(guān)規(guī)范要求 梁體橫向的跨中及端橫梁截面混凝土、鋼筋應(yīng)力及裂縫寬度滿足相關(guān)規(guī)范要求 該 22.417m雙線 9.4m寬非標(biāo)準(zhǔn)簡支箱梁，在地鐵 B型車，6輛編組，設(shè)計(jì)最高速度 120km/h的工況下，行車安全可靠。

關(guān)鍵詞：簡支梁 縱向計(jì)算 橫向計(jì)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(yīng)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(yù)應(yīng)力構(gòu)件計(jì)算，縱向采用 BSAS4.4程序計(jì)算。

本城市軌道交通設(shè)計(jì)最高速度為 120km/h，選用地鐵 B型車， 6輛編組。標(biāo)準(zhǔn)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(yù)留 3m直立式聲屏障設(shè)置條件，適用于地震設(shè)防烈度 6度及以下地區(qū)。

2參數(shù)控制

2.1設(shè)計(jì)荷載

（1）恒載

1）結(jié)構(gòu)自重

一般材料容重應(yīng)按現(xiàn)行鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定取用。對于附屬設(shè)備和附屬建筑的自重或材料容重，按所屬專業(yè)的現(xiàn)行規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)取用。恒載（結(jié)構(gòu)重力）：酌取 26kN/m3。

2）二期恒載

包括線路設(shè)備重、預(yù)制擋板、隔聲屏障、電纜及其支架、疏散平臺(tái)、橋面防水層和保護(hù)層等重量。本橋二期恒載按 111.2kN/m計(jì)算，單渡線二恒根據(jù)軌道專業(yè)提供的相關(guān)文件進(jìn)行設(shè)計(jì)。二期恒載的作用點(diǎn)在進(jìn)行橫向計(jì)算時(shí)，按實(shí)際位置加載。

3）混凝土收縮和徐變的影響力

環(huán)境條件按“外一般條件計(jì)算，相對濕度取 70%。采用“混合理論”計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范曳（TB 100922017）。構(gòu)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(biāo)

安全系數(shù)及各階段應(yīng)力控制見下表：

3縱向計(jì)算

3.1計(jì)算模型

將簡支梁離散為有限單元模型，單元?jiǎng)澐謺r(shí)，根據(jù)梁部截面變化特點(diǎn)及各受力控制點(diǎn)，將 22.417m箱梁分為 19個(gè)節(jié)點(diǎn)，18個(gè)單元。

3.2縱向計(jì)算結(jié)果匯總見下表。

4橫向計(jì)算

4.1橫向計(jì)算模型

全梁選取跨中截面，按普通鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行橫橋向計(jì)算，裂縫寬度容許值主力作用時(shí)為 0.2mm，主力+附加力作用時(shí)為0.24mm。采用 Midas CIVIL 2017程序計(jì)算，順橋向取 1.0m長度的主梁梁體，簡化成兩支點(diǎn)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(jì)算結(jié)果匯總

分別以主力、主+附進(jìn)行荷載組合，取最不利組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。

由此可知，各項(xiàng)參數(shù)滿足要求。

4.3端橫梁計(jì)算結(jié)果

由此可知，各項(xiàng)參數(shù)滿足要求。

5結(jié)論

（1）通過縱向計(jì)算分析，得出強(qiáng)度安全系數(shù)、抗裂安全系數(shù)等參數(shù)符合相關(guān)規(guī)范要求

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

（3）通過各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果可知，該 22.417m雙線 9.4m寬非標(biāo)準(zhǔn)簡支箱梁，在地鐵 B型車，6輛編組，設(shè)計(jì)最高速度為 120km/h的工況下，是安全可靠的。

參考文獻(xiàn) ：

[1]張珍珍. 250km/h客運(yùn)專線彈性支承塊式軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)研究（第 36-57頁）[M].西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文， 2009.

（作者單位 ：金華市市軌道交通集團(tuán)運(yùn)營有限公司）