文章摘要：......
京津城际轨道交通跨京山铁路小三线结合梁设计
摘 要:介绍京津城际轨道交通跨越京山铁路小三线的铁路钢混结合梁的设计过程,对其结构形式的选择、结构平面布置和断面形式等进行详细介绍,对用于京津城际轨道交通上无碴轨道梁的计算方法以及需要关注的问题,如自振频率相对变形等和解决方法也进行分析。
关键词:京津城际铁路;钢混结合梁;设计
1 工程概况
京津城际轨道交通在天津市区跨越京山铁路小三线,由于市区内既有建筑物较多,限制了轨道交通平面线形的选择,致使京津城际轨道交通与京山铁路小三线的立交条件很差,两条线的夹角仅为18·3°,且两条线均位于平面曲线上,其平面关系详见图1。
2 桥式方案的选择
由图1可知,两线间夹角很小,一般跨度的简支梁不能满足所跨越的小三线净宽要求,如果采用大跨度结构跨越,则可供选择的桥跨结构形式有预应力混凝土连续梁、预应力混凝土连续刚构桥、钢桁架桥等结构形式,相应的施工方法就要采用悬臂法或顶推拖拉等,但由于线路处于R=400m小曲线上,这些方案不仅难以实现,且为既有铁路运营增加了许多不安全的因素。
综上所述,结合该工点的具体情况,跨既有京山铁路小三线的桥梁最佳施工方案是预制架设,进而提出了框架墩与简支梁的桥式方案,即2个框架墩配3孔20m简支梁,详见图2。
由于框架墩跨度大,2个框架墩受梁部荷载的作用点差别大,采用自重轻且对受扭及支座不均匀变形承受能力好的桥跨结构是本工点的首选。因此,本桥跨越京山铁路小三线的桥跨结构采用了双箱单室的钢混结合梁。
3 钢混结合梁的结构形式
3·1 结构的平面布置(图3)
本桥的钢混结合梁位于缓和曲线及R=400m的圆曲线上,但为了便于制作和架设,钢梁则采用了直线梁。同时,尽量减小曲线内外侧梁缝差值便于两端伸缩缝安装的原则,采用了桥面板两端线平行于墩中心线的布置方式,即内外钢箱梁腹板长度不相等。
3·2 钢混结合梁横断面形式
为了减轻钢梁架设安装的重量,便于施工人员的安装作业,钢梁选用了双箱单室截面,且将钢梁部分做成U形断面的等高度梁。钢梁高2.0m,桥面板厚0.3m,结构总高2.3m。全桥每隔4m左右设置横梁、横隔板,将两箱梁连成空间结构增强桥梁的整体刚度。两箱中心距4.80m,箱梁采用U形断面,每道上翼缘板宽0.6m,下翼缘板宽3.0m,支点附近为满足布置支座的构造要求,增加到3.3m。箱梁腹板中心距2.6m,主梁腹板厚16mm。钢梁上翼缘板厚30mm,下翼缘板厚40mm。设计时为满足轨道交通对结构自振频率的要求,钢箱梁下翼缘设纵向加劲肋进行截面加强,所以下翼缘纵向加劲肋沿主梁纵向通长不能间断。
3·3 钢混结合梁的其他构造形式
端横隔板、中间横隔板均设置过人孔。架设安装时施工人员可以进入梁内进行拼接,运营后检查维修人员也可以进入梁内检查和维修,而且可以通过与之相邻的混凝土梁体的进人洞,由端隔板的过人孔进入到钢混结合梁的梁体内。
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