城市轨道无砟轨道22.417m双线非标准简支梁安全性分析

张丽平

摘要：以城市轨道无砟轨道 22.417m双线非标准简支箱梁为研究对象，使用 BSAS4.4程序和 Midas CIVIL 2017程序对该简支箱梁进行纵向、横向计算，并将计算结果与控制指标对比，验证了该简支箱梁设计的合理性和安全性。研究结果表明：梁体纵向的强度安全系数、抗裂安全系数等参数符合相关规范要求 梁体横向的跨中及端横梁截面混凝土、钢筋应力及裂缝宽度满足相关规范要求 该 22.417m双线 9.4m宽非标准简支箱梁，在地铁 B型车，6辆编组，设计最高速度 120km/h的工况下，行车安全可靠。

关键词：简支梁 纵向计算 横向计算 安全性分析

1概述

22.417m跨度，9.4m宽简支箱梁，主梁横断面采用单箱单室截面，梁高 1.8m，对应底宽 4.1m，梁面平坡。顶板厚度为 0.25m 腹板采用斜腹板，厚度为 0.3m耀0.60m 底板厚度为 0.26m耀0.5m。本梁按全预应力构件计算，纵向采用 BSAS4.4程序计算。

本城市轨道交通设计最高速度为 120km/h，选用地铁 B型车， 6辆编组。标准线间距 4.2m，采用长轨枕式整体道床形式，轨顶至桥面的高度为 0.65m，简支梁上预留 3m直立式声屏障设置条件，适用于地震设防烈度 6度及以下地区。

2参数控制

2.1设计荷载

（1）恒载

1）结构自重

一般材料容重应按现行铁路桥涵设计规范规定取用。对于附属设备和附属建筑的自重或材料容重，按所属专业的现行规范或标准取用。恒载（结构重力）：酌取 26kN/m3。

2）二期恒载

包括线路设备重、预制挡板、隔声屏障、电缆及其支架、疏散平台、桥面防水层和保护层等重量。本桥二期恒载按 111.2kN/m计算，单渡线二恒根据轨道专业提供的相关文件进行设计。二期恒载的作用点在进行横向计算时，按实际位置加载。

3）混凝土收缩和徐变的影响力

环境条件按“外一般条件计算，相对湿度取 70%。采用“混合理论”计算混凝土的收缩徐变。

（2）列车竖向静活载

按照轨道交通 B型车（P=140kN，单位：m），6辆编组。

（3）温度力：按叶铁路桥涵混凝土结构设计规范曳（TB 100922017）。构件整体升降温按 20益考虑 梯度温度按顶板升温 10益和降温-5益考虑。

2.2控制指标

安全系数及各阶段应力控制见下表：

3纵向计算

3.1计算模型

将简支梁离散为有限单元模型，单元划分时，根据梁部截面变化特点及各受力控制点，将 22.417m箱梁分为 19个节点，18个单元。

3.2纵向计算结果汇总见下表。

4横向计算

4.1横向计算模型

全梁选取跨中截面，按普通钢筋混凝土构件进行横桥向计算，裂缝宽度容许值主力作用时为 0.2mm，主力+附加力作用时为0.24mm。采用 Midas CIVIL 2017程序计算，顺桥向取 1.0m长度的主梁梁体，简化成两支点框架，竖向支承位置为腹板与底板中心线相交处。

4.2跨中截面横向计算结果汇总

分别以主力、主+附进行荷载组合，取最不利组合进行设计。

由此可知，各项参数满足要求。

4.3端横梁计算结果

由此可知，各項参数满足要求。

5结论

（1）通过纵向计算分析，得出强度安全系数、抗裂安全系数等参数符合相关规范要求

（2）通过横向计算分析，得出跨中及端横梁截面混凝土、钢筋应力及裂缝宽度满足相关规范要求

（3）通过各项计算结果可知，该 22.417m双线 9.4m宽非标准简支箱梁，在地铁 B型车，6辆编组，设计最高速度为 120km/h的工况下，是安全可靠的。

参考文献 ：

[1]张珍珍. 250km/h客运专线弹性支承块式轨道结构参数研究（第 36-57页）[M].西南交通大学硕士研究生学位论文， 2009.

（作者单位 ：金华市市轨道交通集团运营有限公司）