青海大学学报地铁建设论文发表

　　摘要：随着带长悬臂的斜腹板箱梁的发展，预应力混凝土连续箱梁在不仅要在纵向计算上满足规范要求，还要对桥梁横向进行单独的分析计算，以保证桥梁在横向受力的安全可靠。本文以工程实例为研究对象，介绍了四线地铁高架连续箱梁的横向计算分析过程，并对结构进行了配筋计算和支座反力分配分析，对同类桥梁设计具有指导意义。

　　关键词：青海大学学报投稿,宽箱梁,横向分析计算,配筋计算,支座反力分配

　　0.引言

　　要保证桥梁横向的强度、刚度及稳定性，就需要对桥梁横向单独计算分析。本文以青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程中一座三跨连续箱梁为研究对象，对其横向受力分析计算，通过对结果的比较，讨论其支座反力分配规律及结构的配筋合理性。

　　一、工程实例

　　本桥为青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程株洲路站~海洋大学站区间(27.5+30+27.5)m四线现浇连续梁，梁体采用单箱四室等高度箱形截面，梁高1.8m。箱梁顶宽25.6m，底宽20.8m。箱梁边腹板厚35～50cm，中腹板厚30～50cm;底板厚30～40cm;顶板厚30cm。顶板设60×20cm的梗肋,底板设20×20cm的梗肋。箱梁小里程侧接36m简支箱梁，梁端设厚130cm横隔墙;箱梁大里程侧为顺接U梁，梁端设650cm变化段，梁高从 1.8m变为1.1m，梁宽从25.6m变为24.7m。箱梁纵断面见图1，箱梁横断面见图2。

　　图1箱梁纵断面示意图(单位：mm)

　　a 1号墩1/2截面示意图 b 跨中1/2截面示意图

　　图2箱梁横断面示意图(单位：mm)

　　二、连续梁横向计算方法

　　在分析预应力混凝土连续箱梁，通常使用空间模型，可是空间有限元模型建模复杂，耗时耗力。本设计采用平面杆系单元进行纵向计算，再进行横向环框分析看能否满足规范要求。桥梁横向结构计去算采用西南交大“桥梁结构分析系统BSAS”程序进行设计计算，截取直线段中1m标准梁段环框，共划分为132个单元，129个节点，截取纵向4m的横梁结构，共划分46个单元，47个节点。横向环框计算模型见图3(a)，衡量计算模型见图3(b)。

　　a 横向环框计算模型

　　b 横梁计算模型

　　图3箱梁横断面示意图

　　三、横向计算和结果分析

　　3.1 计算荷载

　　(1)结构自重：将混凝土横梁自重折算到横梁截面为1000kN/m。

　　(2)二期恒载：二期恒载包括线路设备，桥面两侧防噪栏板、电缆、支架等，本联连续梁二期恒载取值175kN/m。环框计算按桥面横向6.84kN/m取。箱梁两侧挡板和声屏障荷载取23.45kN。

　　(3)活载：地铁荷载，横向分析时的活载用轮重140kN作用于轨枕底面，考虑动力系数的影响，动力系数=3.4608。

　　(4)风荷载：风荷载产生的弯矩为6.5kN・m。

　　(5)温度力：对于上部结构计算温度荷载取下列计算模式：(a)整体均匀升温为+20°;(b)整体均匀降温为-30°;(c)不均匀升温按5°考虑。

　　(6)混凝土收缩和徐变影响：混凝土收缩应变和徐变系数终级值按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)第6.3.4**。

　　3.2 荷载组合

　　根据相关规范分别按主力和主力+附加力进行组合验算，并对特殊荷载按规范进行组合验算。

　　3.3 结果分析

　　从图4~图6中可以看出，主+附组合时是控制设计配筋计算的，而截面最不利位置是悬臂板根部截面及箱梁顶板弯矩最大截面，这两个截面的弯矩最大值分别为78kN・m和135kN・m，下面对其作配筋计算及截面验算。

　　图4主+附时环框弯矩包络图(单位：kN・m)

　　图5主+附时环框剪力包络图(单位：kN)

　　图6环框结构恒载变形图(单位：mm)

　　3.4 悬臂板根部截面检算

　　表1显示了截面是满足规范要求的，并配置了10根直径为16mm的钢筋，也满足了裂缝宽度的要求。

　　表1 悬臂板根部截面检算表

　　3.5箱梁顶板弯矩最大截面检算

　　表2显示了截面是满足规范要求的，并配置了10根直径为16mm的钢筋，也满足了裂缝宽度的要求。

　　表2 箱梁顶板弯矩最大截面检算表

　　3.6支座反力分配分析

　　通过纵向计算可得1号墩支座反力总值为23768.4kN，通过横梁计算，5个支座的反力见表3。

　　表3 横梁计算支座反力表

　　由计算结果可知，如果平均分配纵向计算的反力值到5个支座上，那么每个支座分配到4754kN的力，以此为依据挑选支座显然是不对的。可见横梁计算后5个支座的反力比值为1：2.3：2.2：2.2：1，显然这个分配规律和列车轴重在横向的位置是相符合的。

　　四、结论

　　通过对地铁高架连续箱梁横向环框的建模、分析和计算，根据计算结果对宽箱梁的悬臂根部截面及顶板最大弯矩截面作出验算并配置了普通钢筋以满足规范要求，再根据横梁计算得出支反力的分配规律，使选取支座吨位时有了可靠依据，设计过程安全可靠，合理可行。本文以工程实例为研究对象并得出结果，可为我国今后类似工程的建设提供经验，对同类桥梁设计具有借鉴及指导意义。

　　参考文献

　　[1]中华人民共和国铁道部. TB10002.1―2005铁路桥涵设计基本规范[S]北京:中国铁道出版社，2005.

　　[2]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.

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　　[4]邵旭东，程翔云，李立峰.桥梁设计与计算[M]北京:人民交通出版社，2007.

　　[5]郭金琼，房贞政，郑振.箱形梁设计理论[M]北京:人民交通出版社，2008.