有軌電車多跨連續(xù)梁合龍順序設(shè)計研究

王會生

摘要：隨著社會的發(fā)展及人民生活的需要，新型軌道交通的發(fā)展已成為一種趨勢，有軌電車作為新型軌道交通形式的一種，以其建造成本低、建設(shè)難度低、安全系數(shù)高等特點(diǎn)，近年來在新型軌道交通中已占有一席之地。本文結(jié)合天水市有軌電車（38.95+5×70+38.95）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，對該多跨連續(xù)梁的合龍順序進(jìn)行了對比分析，確定最優(yōu)合龍順序，為類似連續(xù)梁設(shè)計提供一些參考。

Abstract： With the development of society and the needs of peoples lives， the development of new rail transit has become a trend. As a new type of rail transit， trams are characterized by their low construction cost， low construction difficulty and high safety factor. In recent years， it has occupied a place in the new type of rail transit. In this paper， combined with the prestressed concrete continuous beams of Tianshui City Tram （38.95+5×70+38.95） m， the closing sequence of the multi-span continuous beams is compared and analyzed to determine the optimal closing sequence and provide some reference for the design of similar continuous beams.

關(guān)鍵詞：有軌電車;多跨連續(xù)梁;合龍順序

Key words： tram;multi-span continuous beam;closing sequence

中圖分類號：U482.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）10-0126-03

1? 概述

新建天水有軌電車渭河特大橋位于甘肅省天水市境內(nèi)，根據(jù)渭河特殊的地形特點(diǎn)，該橋孔跨布置為4×40m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁+1-（38.95+5×70+38.95）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁+2×40m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，其中以（38.95+5×70+38.95）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橫跨渭河，大橋全長672.7m，其中主橋全長429.4m。主橋立面布置圖見圖1。

2? 設(shè)計基本情況

2.1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

①設(shè)計速度：70km/h;

②線路情況：雙線、直曲線，曲線部分半徑R=600m;

③軌道形式：無砟軌道;

④使用年限：正常使用條件下梁體結(jié)構(gòu)使用壽命為100年。

2.2 活載圖示

列車豎向靜活載：有軌電車荷載采用所選定的車輛荷載進(jìn)行計算。列車縱向荷載如圖2所示，空車輕載軸重81.7kN，橫向荷載如圖3所示。

3? 梁部結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 主梁構(gòu)造

主橋梁部采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，計算跨度（38.95+5×70+38.95）m，一聯(lián)梁全長429.4m。箱梁采用變截面、變高度單箱單室結(jié)構(gòu)，梁高2.4～4.8m，頂寬9.0m，底寬5.0m。頂板厚度除梁端附近區(qū)段外均為35cm，底板厚度按照圓曲線形式從40cm變化至70cm，并在中隔墻附近進(jìn)行局部加厚至135.7cm。主橋梁部中支點(diǎn)和跨中橫斷面如圖4所示。

3.2 主梁預(yù)應(yīng)力體系

主梁采用縱向預(yù)應(yīng)力體系?？v向預(yù)應(yīng)力束采用15-7？準(zhǔn)5和17-7？準(zhǔn)5兩種高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線，抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fpk=1860MPa，鋼束的錨下張拉控制應(yīng)力頂?shù)装邃撌捎?.65fpk=1209MPa，腹板鋼束采用0.72fpk=1339.2MPa。頂?shù)装邃撌诹憾瞬扇味藦埨问?，其余縱向鋼束均采用兩端張拉。

4? 結(jié)構(gòu)計算分析

該橋主體結(jié)構(gòu)計算采用西南交通大學(xué)“橋梁結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)BSASPro2017（v5.01）”，全梁共計劃分為239個節(jié)點(diǎn)，238個單元，根據(jù)擬定施工方法和步驟，按照平面桿系結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析。

計算荷載考慮活載、恒載、支點(diǎn)不均勻沉降、制動力、預(yù)應(yīng)力、溫度變化、體系轉(zhuǎn)換影響及混凝土收縮徐變等因素。

5? 合龍方式對比分析

隨著施工階段進(jìn)程的推進(jìn)，連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)形式、支承條件以及荷載作用方式等都在不斷變換，合龍順序是整個連續(xù)梁施工過程中的關(guān)鍵階段，不同的施工合龍順序由于初始恒載內(nèi)力不同，超靜定次數(shù)及收縮徐變進(jìn)程的變化導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生次位力及應(yīng)力重分布，影響橋梁結(jié)構(gòu)的成橋線形和內(nèi)力狀態(tài)。同時連續(xù)梁橋的合龍順序的不同也會導(dǎo)致施工方法及施工難易程度有所不同，從而影響施工工期和施工成本。

5.1 連續(xù)梁合龍分段及合龍順序劃分

合龍方式的選擇是連續(xù)梁施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不同的合龍順序?qū)蛄航Y(jié)構(gòu)應(yīng)力和線形產(chǎn)生影響較大，另外關(guān)系到施工工期、施工安全以及施工成本控制等多方面因素。因此應(yīng)結(jié)合設(shè)計施工規(guī)范及現(xiàn)場地質(zhì)水文條件、施工工期、進(jìn)度方面選擇最優(yōu)合龍方案。

本項(xiàng)目（38.95+5×70+38.95）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁包含兩側(cè)邊跨及五個中跨，共計7孔（見圖1），通過對不同合龍順序的檢算，選取模型的一半進(jìn)行分析，根據(jù)不同合龍工況下結(jié)果對比分析。

工況一：按先合龍第一孔、第七孔，再合龍第二、四、六孔，最后合龍第三、五孔三個階段進(jìn)行。

工況二：按合龍第二、四、六孔，再合龍第一、三、五、七孔兩個階段進(jìn)行。

5.2 計算結(jié)果分析

按照工況一和工況二兩種方式對成橋10年后主梁的撓度位移及內(nèi)力進(jìn)行計算，對兩種工況下連續(xù)梁的整體撓度和控制截面的進(jìn)行比較分析。

根據(jù)不同合龍方式十年撓度值結(jié)果可看出，工況二后期徐變變形較大，最大撓度差為34.6mm，見表1。由此可得出采用工況一的合龍順序相比工況二而言，連續(xù)梁邊跨及中跨后期徐變變形要小。

分析兩種工況下控制截面應(yīng)力，兩種工況下成橋后恒載產(chǎn)生的頂?shù)装鍛?yīng)力（見表2），應(yīng)力趨勢總體走向基本相同，但是相比與工況二來說，工況一控制截面產(chǎn)生的頂板應(yīng)力較大，底板應(yīng)力較小，但總體相差不大。

兩種工況下控制截面彎矩見表3，根據(jù)計算結(jié)果，工況一和工況二在所選擇的控制截面處彎矩總體趨勢相近，但是除1跨支點(diǎn)截面和2跨支點(diǎn)截面外，其余截面在工況一下的彎矩是小于工況二的，其中在3跨跨中截面處，工況一較工況二的彎矩小268kN·m。

通過對兩種工況下支座位移的分析，結(jié)果顯示（見表4），工況一的支座位移量要整體小于工況二。

6? 結(jié)語

本文結(jié)合天水市有軌電車渭河特大橋（38.95+5×70+38.95）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁實(shí)例，對比分析了兩種不同合龍方式對連續(xù)梁成橋后的線形及內(nèi)力的影響，通過模擬兩種不同的合龍順序，分析成橋后全梁整體撓度及內(nèi)力，結(jié)果顯示工況一的合龍順序是優(yōu)于工況二的合龍順序。兩種工況下的控制截面的應(yīng)力相差不大，因此可優(yōu)先采用工況一的合龍順序。

設(shè)計中要全面考慮不同合攏順序下，梁體應(yīng)力和位移的變化情況，以合理指導(dǎo)施工過程，本文通過對合龍順序的對比分析，為國內(nèi)相似多跨連續(xù)梁合龍順序選擇提供參考。

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