双薄壁小半径曲线连续刚构桥设计

８２　铁道勘察　２０１３年第６期　文章编号：１６７２—７４７９（２０１３）０６—００８２—０３　双薄壁小半径曲线连续刚构桥设计　李贻山　（铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津３００１４２）　Ｔｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｓｍａｌｌ－ｒａｄｉｕｓ　Ｃｕｒｖｅｄ　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｒｉｇｉｄ　Ｂｉｄｇｅ　ｗｉｔｈ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｔｈｉｎ－Ｗａｌｌ　Ｐｉｅｒ　ＬＩ　Ｙｉｓｈａｎ　摘要　广州市轨道交通２１号线象岭停车场入场线上跨广汕公路主桥采用（５８＋９５＋５８）ｍ连续　刚构梁，上部结构为变截面单箱单室形式，下部结构主墩采用双薄壁墩，桥梁位于小半径曲线上。采用　Ｍｉｄａｓ　ｃｉｖｉｌ　２０１３建立结构空间杆系有限元模型，主要从结构设计、结构纵向计算、结构横向计算等方面　进行受力分析。　关键词收稿日期：２０１３—１１—０４　连续刚构桥　小半径曲线双薄壁　作者简介：李贻山（１９８２一），男，２００４年毕业于西南交通大学桥梁工程　专业，工程师。　结构设计　中图分类号：Ｕ４４２．５　文献标识码：Ｂ　表２公路桥面系结构方案综合比较　４　结论　通过对滨北线松花江公铁两用桥三个方案技术及　经济的合理性、设计和施工周期以及美观等方面的比　参考文献　中铁第五勘察设计股份有限公司．滨北线松花江公铁两用桥改建　工程可行性研究［Ｒ］．北京：铁五院，２０１　１　徐伟．武汉天兴州公铁两用长江大桥主桥钢梁设计［Ｊ］．桥梁建　设，２００８（１）：２—５　较分析，滨北线松花江公铁两用桥初步选定平行弦连　续钢桁梁方案，该方案具有较高的横向、竖向刚度，以　及足够的抑振质量、平顺的轨道支承结构，为列车的运　行提供了更平稳、安全的保障。现为初步设计研究阶　段，施工图阶段应对钢梁的关键整体节点的构造、整正　交异性钢桥面制造和安装、杆件的疲劳设计、新材料及　新工艺作进一步的研讨。　查道南，吴乃森．下乘式钢桁拱桥极限承载力分析［Ｊ］．河北工业　科技，２００９（３）：２Ｏ一２５　薛宪政，成明．连盐线灌河连续钢桁拱特大桥设计［Ｊ］．铁道建筑　技术，２０１１（６）：７—１Ｏ　刘俊锋，王为玉．郑州黄河公铁两用桥总体设计［Ｊ］．铁道标准设　计，２００９（３）：３６—３８　冯沛，李风芹．济南黄河公铁两用桥主桥结构型式研究［Ｊ］．铁道　工程学报，２０１０（８）　双薄壁小半径曲线连续刚构桥设计：李贻山　８３　１　工程概况　广州市轨道交通２１号线象岭停车场入场线以小角　度上跨既有广汕公路，受停车场位置布置的影响，上跨　高架桥位于半径仅２８０　ＩＴＩ的曲线上。为尽量减小施工　对既有广汕公路的干扰及满足桥下净空的要求，结合桥　梁高度较低的情况，采用（５８＋９５＋５８）ｍ双薄壁连续刚　构，全桥均采用曲线曲做，主桥桥形布置如图１。　９　５００　图１　（５８＋９５＋５８）ｍ双薄壁连续刚构桥型布置（单位：ｃｍ）　该桥主要技术标准如下。　（１）设计速度：９０　ｋｍ／ｈ；　（２）线路情况：城市轨道交通，单线；　（３）轨道类型：无砟轨道；　（４）设计活载：地铁车辆Ｂ型车，六节编组。　（５）地震设防烈度：设计地震动峰值加速度　０．０５　ｇ，地震动反应谱特征周期０．３５　Ｓ。　２　主要材料　主梁及薄壁墩均采用Ｃ６０混凝土，基础采用　Ｃ３５混凝土，预应力钢束采用中　１５．２高强度低松弛钢　绞线。　３主桥结构设计　梁体采用单箱单室变高度直腹板箱形截面，中支　点处梁高５．７　ｍ，跨中及边跨端部梁高３　ｍ，梁底变化　段采用圆曲线。箱梁顶宽５．４　１３１，底宽４．４　ｍ，顶板厚　０．３　１１３，底板厚０．３～０．７　ｎｌ，梁高变化段范围内按圆曲　线变化，腹板厚０．５～０．７　ｍ，按折线变化。全联在刚　构墩顶和边支点处设置横隔板，横隔板均设置过人洞，　主梁跨中及墩顶横截面如图２、图３所示。　５０　５Ｏ　７０　２００　７０　５０　导　］　／　０　ｌｌ　图２主梁跨中横截面（单位：ｃｍ）　下部结构中主墩采用双薄壁墩，四周倒２０　ｅｍｘ　２０　ｅｍ直角，单壁墩顶尺寸为４．４　ｍ（横向）×１　ｍ（纵　向），墩底尺寸３　ｍ（横向）Ｘ１　ｍ（纵向），墩高１０　ｍ，肢　５０　７０　７０　１６０　７０　７０　５０　图３主梁墩顶横截面（单位：ｃｍ）　间净距３．５　ｍ。承台尺寸为１０．３　ｍ￣６．６　ｍ￣３　ｍ（横桥　向Ｘ顺桥向Ｘ厚度），基础采用６根中１．５　ｍ钻孔灌　注桩。　４预应力体系　梁体设计为纵、竖双向预应力体系，纵向按全预应　力构件设计。　主梁纵向顶板、底板预应力钢束均采用１９一　＋１５．２　ｍｍ高强度低松弛钢绞线，腹板束采用１２一　＋１５．２　ｍｍ高强度低松弛钢绞线，金属波纹管成孔，　ＯＶＭ系列锚具。　箱梁竖向预应力钢筋：采用直径３２　ｍｍ的　ＰＳＢ８３０螺纹钢筋，ＪＬＭ一３２轧丝锚锚固，内径＋／，５０　ｍｍ　铁皮波纹管成孔。每道腹板根据腹板厚度设置一根或　两根竖向预应力钢筋，顺桥向间距５０　ｃｍ。　５箱梁主体施工　主桥采用支架现浇法施工，其主要施工步骤如下。　（１）完成基础及墩身施工，搭设施工支架，在墩顶　施工０号段，待０号段施工完毕后，依次施工剩余　节段。　（２）合龙顺序：先合龙中跨，然后浇筑边跨直线　段，最后合龙边跨。　（３）施工桥面系等附属设施，完成全桥施工。　６　结构计算　（１）计算模型　采用Ｍｉｄａｓ　ｃｉｖｉｌ　２０１３建立结构空问杆系有限元　模型，计算中按照实际的施工顺序进行模拟，全桥共分　为８８个单元，９５个节点。　结构有限元模型如图４所示。　（２）设计荷载及计算参数选取　８４　铁道勘察　２０１３年第６期　图４结构三维空间模型　设计活载为地铁车辆Ｂ型车活载，二期恒载单线　按６０　ｋＮ／ｍ考虑，基础不均匀沉降０．０１　ｎｌ。根据当地　气候条件，结构整体升降温按±２０℃考虑，主梁顶板升　温按５　ｏＣ考虑，合龙温度按１５～２５℃考虑，其他设计　荷载及相关参数取值按现行相关铁路规范及地铁规范　处理。　（３）主要计算结果　竖向静活载作用下位移：计算结果边跨最大竖向　位移为６　ｍｍ，为跨度的１／９　６６７＜１／１　５００，中跨竖向最　大位移为１５　ｍｍ，为跨度的１／６　３３３＜１／１　５００。　在列车摇摆力、离心力和风力及温度作用下，上部　结构横向最大位移为１３．３　ｍｍ，小于计算跨度的　１／４　０００（２４　ｍｍ），满足规范要求。　梁端转角最大ｉ．９６％ｃ（＜３‰），满足规范要求。　结构静力计算结果见表１。　表１　主梁结构静力计算结果　（４）箱粱横向计算　箱梁横向计算时将箱梁横向简化为带刚性支承的　框架结构，支承点位于两腹板下。将整个箱梁断面划　分为２８个单元，共计２８个节点，箱梁横向框架效应分　析计算模型单元划分见图５。　图５箱梁横向模型　桥梁纵向活载影响分布宽度按照《铁路桥涵设计　基本规范》（ＴＢ１０００２．１—２００５）４．３．４条办理。计算荷　载包括恒载、活载、列车脱轨荷载、风荷载、温度变化等　作用。横向升降温按以下情况考虑，取最不利情况进　行横向设计，升温按箱身外部一侧腹板升温１４℃、顶　板和另侧腹板升温５℃、箱身内部及底板温度不变计　算；降温按箱梁内外温差１０℃计算。箱梁横向计算结　果如表２。　表２箱梁横向计算结果　７　结束语　连续刚构桥综合了刚构和连续梁的优点，中跨梁　体受固定墩的约束，与连续梁相比，连续刚构中的固定　墩可以消减支点处梁体内力峰值，降低梁高，使得梁部　轻巧、经济。　连续刚构桥为高次超静定结构，对温度变化、预应　力、混凝土的收缩和徐变等因素产生的次内力比较敏　感，在满足抗弯、抗压强度和压杆稳定的前提下，桥墩　应具有较小的抗推刚度，将上述荷载作用的不利影响　降至最低限度，尤其当主墩较矮时（如本桥墩高仅　１０　ｍ），在墩顶还会出现较大的拉应力，因此常采用双　薄壁墩来降低上述次弯矩。　当梁体位于小曲线半径时，梁体平弯效应影响不　容忽视，从计算分析需求及计算效率考虑，应采用空间　杆系模型进行分析计算。　参考文献　［１］　中华人民共和国建设部．ＧＢ　５０１５７－－２００３地铁设计规范［ｓ］．　北京：中国计划出版社，２００３　［２］　中华人民共和国铁道部．ＴＢ１０００２１－－２００５铁路桥涵设计基本规　范『Ｓ１．北京：中国铁道出版社，２００５　大马铁路七里沟特大桥６４　ｍ预应力混凝土简支箱梁设计：历付　８５　文章编号：１６７２—７４７９（２０１３）０６—００８５—０３　大马铁路七里沟特大桥６４　ＩＴＩ预应力　混凝土简支箱梁设计　付　（铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津３００１４２）　Ｄａｍａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｑｉｌｉｇｏｕ　Ｂｒｉｄｇｅ　６４　ｍ　Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｓｉｍｐｌｙ　Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　Ｂｏｘ　Ｇｉｒｄｅｒ　Ｄｅｓｉｇｎ　ＬＩ　Ｆｕ　摘要介绍大马铁路七里沟特大桥节段预制移动支架拼装法施工６４　ｍ简支箱梁的结构设计、动　６４　ｍ简支箱梁　节段预制拼装文献标识码：Ｂ　动力仿真　力分析及施工工艺，对今后解决高桥、施工工期控制等同类工点具有借鉴意义。　关键词　山区铁路　高桥中图分类号：Ｕ４４２．５　１　概况　大马铁路七里沟特大桥位于山区深谷地段，桥高　６８　ｍ，全桥采用简支梁结构，高墩部分采用ｌ２—６４　ｍ简　支箱梁，节段预制移动支架拼装施工。本桥位于１１‰　５．５　ｍ，底板宽度为３．４０　ｍ。为满足支座板放置要求，　支点处底板宽加宽至４．１４　ｍ。顶板厚均为３２０　ｍｉｌｌ，腹　板厚３２０～５６０　ｍｍ，按折线变化，底板厚由跨中的　４５０　ｍｍ变化至梁端的９００　ｍｍ。全联在支座、跨中和　约１／４跨处共设置５个横隔板，隔板厚度：支座处　坡道上，平面为直线及Ｒ＝８００　ｍ曲线，设计活载为中一　活载，行车速度１２０　ｋｍ／ｈ，主桥部分具有桥梁高、跨度　大、曲线半径小的特点。　１．１５　ｍ，跨中和１／４跨处０．５　ｍ。横隔板设有孔洞，供　检查人员通过。箱梁两侧腹板与顶底板相交处外侧均　采用圆弧倒角过渡，桥面两侧设人行道，人行道宽为　１．０５　ｍ，截面形式见图１。　２　结构形式　２．１　主粱构造　本设计为移动支架拼架法预应力混凝土单线箱　梁，梁场预制梁段，造桥机拼接梁段，现场浇筑湿接缝，　２．２预应力体系　本梁采用单项预应力体系，即沿梁纵向施加预应　力，纵向预应力钢束采用抗拉强度标准值为１　８６０　ＭＰａ　的高强低松弛钢绞线，公称直径１５．２　ｍｌＴｌ，其技术条件　应符合ＧＢ／Ｔ５２２４－－２００３标准。设计过程中对预应力　钢束的布置形式和采用规格进行了分析比较，最终确　张拉预应力钢束联成整体。梁全长６６．２　ｍ，计算跨度　为６４．０　ＩＴＩ，截面梁高５．０　ｍ，支座中心至梁端１．１　ｍ。　截面采用单箱单室、等高度、直腹板形式，箱梁顶宽　收稿日期：２０１３—１０—２９　作者简介：历付（１９８２一），男，２００４年毕业于西南交通大学土木工程　专业，工程师。　定腹板束采用１６束１３—７＋５，排成一列，通长布置，锚　下张拉控制应力为１　２３０　ＭＰａ；底板束采用１２—７４，５，锚　下控制应力为１　２３０　ＭＰａ；锚固体系采用ＯＶＭ系列。　钢束布置见图２。　［５］李廉锟．结构力学［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９９６　［６］　项海帆．高等桥梁结构理论［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００１　［３］　中华人民共和国铁道部．ＴＢ１０００２．３—２００５　铁路桥涵钢筋混凝　土和预应力混凝土结构设计规范［ｓ］．北京：中国铁道出版　社，２００５　［７］　钱枫．马坡洛河特大桥刚构连续梁设计［Ｊ］．铁道建筑技术　２０１０（６）：８７—８９　［４］　中华人民共和国铁道部．ＴＢ１０００２．５—２０ｏ５铁路桥涵地基和基　础设计规范［Ｓ］．北京：中国铁道出版社，２００５　［８］曹阳．观石河大桥设计与施工［Ｊ］．世界桥梁，２００１（１０）：９—１２