津滨轻轨1-50m简支钢混结合梁设计.doc
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1、津滨轻轨1-50m简支钢混结合梁设计welles 转载 发布时间:2004-3-26 10:40:36阅读次数:69津滨轻轨1 -50 m 简支钢混结合梁设计收稿日期:2003 06 作者简介:孙宗磊(1974 ),男,助理工程师,1998 年毕业于西南交通大学土木工程学院桥梁与结构工程专业。摘要:介绍津滨轻轨1-50m 简支钢混结合梁的设计特点,针对其关键问题进行研究和探讨。关键词:轻轨; 钢混结合梁; 设计 1 概述轨的高程, 达到降低造价的目的, 决定采用1-50m简支钢混结合梁, 并采用顶推施工或吊车整体吊装施工。津滨轻轨跨越京山铁路位置处, 轻轨线路位于R = 600 m 的圆曲线上
2、, 线间距3. 81 m , 线路纵坡为2 结构型式及材质选择 19. 5 -15 , 竖曲线半径R= 8000 m 。京山双线铁该桥位于曲线上,采用直线钢梁。的路线间距4. 0 m , 轨面高程4. 00 m , 直线。 为增强结构抗扭性能钢梁采用双箱单室敞口钢箱梁。钢梁施工轻轨与京山铁路夹角28. 5, 要求净高7. 60 m 。为在施工期间尽可能就位后,钢梁与钢筋混凝土桥面板形成闭合双箱单室减少对铁路正常运营的影响和安全, 同时尽量降低轻结构型式。01 钢梁分3 段制造,中间一段长30 m ,两端各长10 m。节段运至桥位后采用高强度螺栓连接。钢箱梁采用U 形断面,钢梁高2. 9 m ,
3、 主梁腹板厚16 mm , 上翼缘面进行台身检算,以确定前墙底部尺寸。两侧墙顶部宽度为0. 4 m , 坡率与前墙相同,从而确定侧墙底部尺寸。 2桩基设计 (1) 设计思路沿线地层简单,第四系地层广泛发育,地层分布从上到下依次为人工堆积层、新近沉积层、上部陆相层、第一海象层、中上部陆相层,上部及中上部地层广泛沉积有十几米厚的软土。根据沿线的地层特点,对桩基础类型及桩径的选择进行了分析比较。根据经济分析,一般高架桥基础采用直径0. 8 m 钻孔灌注桩最为经济,较大直径的钻孔桩造价较高。对于较大跨度桥梁的基础必要时也需采用直径1. 0 m 及以上的钻孔灌注桩,桩端持力层置于较硬的砂粘土或砂土层上。
4、 (2) 钻孔桩、打入桩技术比较钻孔桩与打入桩比较,打入桩施工时难度较大,工后沉降量也较大,不易控制。另外,由于沿线大多距居民住宅较近,打入桩施工扰民问题突出,难以满足环保要求。因此,不宜采用打入桩。经计算及经济比较, 除个别段高墩外, 余均采用8 根0. 8 m 钻孔灌注摩擦桩, 桩长宜控制在35 45 m 。若是桩根数较少, 桩长较长, 施工起来较困难, 因地质条件较差, 地面下约有十几米的软土层;若是桩根数较多, 桩长较短, 必定造成浪费。板厚26 mm , 两端下翼缘梁段厚30 mm , 中间梁段下翼缘厚50 mm 。箱梁腹板中心距1 400 mm , 双箱内侧腹板中心距2 200 m
5、m 。其结构型式如图1 所示。 图1 结合梁横断面(横梁及横隔板未示) ( 单位:mm)全桥每隔5 m 左右设置横梁、横隔板,每隔1. 75 m 左右设置竖向加劲肋,竖向加劲肋为单个,位于腹板内侧。腹板设置一个水平加劲肋,下底板设置2 个纵向加劲肋,纵向加劲肋全桥长连续。为对钢梁进行检修,除端横隔板外,其余横隔板均设置1. 2 m 0. 5 m 检查孔。梁端附近外侧腹板开孔以进入箱梁内部。设计中对钢梁材质16Mnq 和14MnNbq 按相同梁高分别进行了比选。14MnNbq 钢材可以做到板厚50 mm , 而且板厚引起的承载力折减效应不明显,同时其韧性指标和焊接性能均比较好。根据计算结果,跨中
6、需要用50 mm 的厚板, 根据比选采用了14MnNbq 钢材。桥面板采用C50 钢筋混凝土。 3 桥梁设计荷载及相关规定 (1) 恒载一期恒载包括钢梁自重,模板,钢筋混凝土桥面板重,该荷载由钢梁承担。二期恒载按70 kN/m 计算,由钢梁与钢筋混凝土桥面板形成的组合截面承担。(2) 活载按6 节车辆编组设计,重车轴重为140 kN , 空车轴重为75 kN 。该桥位于曲线,钢梁直做,线形由桥面板调整。钢梁布置采用平分中矢法。由于偏载引起的活载效应按杠杆原理进行分配。(3) 动力系数 1 + =1 +22.4/(40 +L) 式中,L为梁跨的有效跨度,m。 (4) 温度力按钢梁与钢筋混凝土桥面
7、板温度差15 考虑。(5) 混凝土收缩徐变影响混凝土收缩按现浇混凝土降温15 ,并考虑混凝土徐变影响。(6) 剪力传剪器采用22 柔性栓钉,承载力及疲劳剪力幅分别采用50 kN 和25 kN 。4 钢混结合梁的设计与研究 4. 1 总体思路该桥按顶推拖拉施工方法进行设计。分两个施工阶段,第一施工阶段钢梁拖拉就位,以钢梁为模架进行钢筋混凝土桥面板浇筑,此时一期恒载由钢梁承担;第二施工阶段桥面设备施工,二期恒载及活载由钢梁与钢筋混凝土桥面板形成的组合截面承担。由于该桥位于曲线上,在设计中同时考虑组合梁扭矩效应和畸变效应。 4. 2 换算截面的合理计算方法 4. 2. 1 混凝土板有效宽度计算(图2
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