预应力混凝土槽形简支梁内力分析方法研究

 

摘　要:首先采用传统的计算理论对某轻轨高架桥槽形简支梁的内力进行了手算.同时,还采用MidasCivil桥梁专用设计软件对槽形梁进行了电算,在对计算结果进行比较的基础上,对传统设计理论的可靠性进行了剖析和评价,并对实际的工程设计提出合理化的建议.

关键词:预应力混凝土;槽形梁;内力计算

 

1 工程简介

      某轻轨高架桥,设计区间总长为90m,双线、线路中心线间距为3.6m.车辆采用电力牵引、第三轨受力,设计最高行车速度为80km/h,轨距1425mm,轴重14t.采用60kg/m钢轨、钢筋混凝土轨枕式整体道床,轨道建筑高度为55cm.拟采用3×30m预制装配式预应力混凝土简支梁桥,采用等高度双线整体式预应力混凝土槽形梁截面.桥墩采用T形墩,基础采用钻孔灌注桩.

      槽形梁是一种下承式受力构件,其传力途径为列车轮载作用于槽形梁底板,底板将荷载横向传至两侧纵向主梁.主梁内配有高强预应力钢筋,抵抗桥跨结构由外荷载产生的弯矩.槽形梁具有增加桥下净空、减少建筑高度、两侧主梁可提供隔音屏作用、缩短施工工期及降低使用期内的费用等优点.槽形梁的具体尺寸见图1.

2 一般计算方法

2.1 主梁内力计算

      对于主梁内力的计算,传统的方法是将主梁简化为一般的简支受力体系,采用结构力学的方法进行计算.

      (1)恒载内力:包括一期恒载(槽形梁自重)及二期恒载(65kN/m)作用下的内力.计算简图如图2所示.

      (2)活载内力:列车活载按6节车辆编组计算, 重车和空车轴重分别为140kN和70kN.考虑到该轻轨为双线,依据《地铁设计规范》(GB50157—2003)[1],双线时应按各线列车活载总和计算.故最不利加载情况为双线同时有重车通过.图3为跨中最大弯矩的计算图式,限于篇幅,其他不一一列出.

      主梁内力计算结果汇总于表1.

2.2 道床板内力计算

      道床板按单向板进行计算[2-3],计算跨度B取两主梁腹板中线与道床板中面交点间的距离,取1m宽的板条进行计算.计算结果列于表2.

3 电算分析方法

      以上计算主梁内力的传统方法,采用了相应的简化假设,实际上是在忽略主梁截面尺寸影响的前提下进行的.但实际上槽形梁是一个空间的

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