2012箱梁尺寸设计初稿

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1、混凝土巨型截面箱梁设计一、功能设计依据城市道路设计规范、城市桥梁设计荷载标准、城市桥梁设计准则、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范以及城市道路交通规划设计规范、城市轨道交通技术规范等相关技术规范，按面单箱双室等截面形式，上层中等城市道路、下层城市轻轨设计。根据城市道路设计规范2.1.1及2.1.2条规定：主干路为连接城市各主要分区的干路，以交通功能为主；大城市应采用各类道路中的I级标准；中等城市应采用II级标准；小城市应采用III级标准。综合上述因素及我国目前中等城市交通现状，上层道路等级定为II级主干路。根据城规第2.2.1条规定：各类各级道路计算行车速度按照表1执行c设计为II级主干

2、路，故采用计算行车速度取50km/h。表1各类各级道路计算行车速度道路主干路抚干路快直路道路圾别111IIII11IIIIIIIII计算行805C4C504030206050340302C3020根据城规第4.3.1442条的相关规定：当大型汽车或大、小汽车混行，其计算行车速度超过40km/h时，机动车车道宽度取3.75m;非机动车道路的宽度包括几条自行车车道宽度及两侧各25cm路缘带宽度，当非机动车种类为自行车时，宽度取1.0m。根据城规461条规定，行车速度为50-60km/h之间时,分隔带最小宽度为1.5m，取顶板车道总宽度为43.75m21.25m1.5m19m车道总宽度满足城市桥梁设

3、计荷载标准第4.1.5条关于车道总宽度与设计车道数的规定（表2）。表2设计车道数目与车道总宽度的关系设计牟逍总tV-(in)(TWO127.0a一414-0讯5W叭&2L0TFfl2562l.01Fc2.024.07盤0肌31.5号28.此毗35.0根据我国城市公共交通分类标准2.0.4及条文说明相关规定，轻轨一种中运量的轨道交通运输系统，采用钢轮钢轨体系，标准轨距1435mm主要在城市地面或高架桥上运行，线路类型可以采用专用轨道或高架轨道。综合巨型截面箱形构件的跨度和我国城市轻轨交通使用现状，根据表2,选择C-I型列车。表3轻轨系统主要标准及特征表7l傩旳垮址_4卜一爪SLLcS4ciis0

4、1113一1”盘肌1眾9祝3SOL4LL1111;i口P-3230-fiC药7口時亠】CIO服r竝咄或削下.挫幻直护川UK整路t棟g0鑒3胖运笔山万人枳;2供电电用方式DC7OVZ1MCV.號立总泊网或三駅肺7昭巨型截面箱梁底板双向行驶两列轻轨，C-I型列车标准宽度为2600mm,城市轨道交通技术规范第6.04条规定：相邻双线线间距，当两线间无建（构）筑物及设备，左右线列车在运行时产生的设备限界加100mr的安全间隙。城市轨道交通工程项目建设标准第三十二条规定：A、B型车的限界应符合国家现行标准地铁限界标准CJJ96的有关规定，其他车型的限界可按地铁限界标准CJJ96规定的计算方法确定。由于本

5、巨型箱型截面构件采用单箱双室，箱内有三个腹板，根据地铁限界标准5.4.1规定：巨型隧道中B1型车线路中心线距离中墙距离为2000mm距离边墙为2100mmC-I型列车的建筑限界标准小于B型车。考虑安全间隙与巨型截面构件箱内行车与地铁隧道内行车的相似性，建筑限界按B型车取值。综上得底板宽度至少为20002210028200mm。根据城市轨道交通铰接车辆通用技术条件第5.2条规定，C-I型列车车辆顶部设备至轨面高度最小为3700mm地铁限界标准5.4.1条规定：B1型车在矩形隧道内轨面以上建筑限界高度定位4200m（包括上部273m的设备限界）。城市轨道交通技术规范第6.03条规定，当采用侧向接触

6、网或接触轨授电时，建筑限界高度按设备限界高度加不小于200m的安全间隙计算确定。C-I型车建筑限界按B1型车取值，钢轨选择每米60kg钢轨，该类型钢轨轨顶与轨底距离为176mm根据地铁设计规范6.3.14及其条文说明规定：地铁碎石道床不宜小于250mm取250mm综上得出底板净空高度至少为：42001762504626mm。箱梁底板宽度对箱梁受力十分敏感，在满足通车净空及宽度的条件下，应减小底板的横桥向受力跨度以改善箱梁的受力状况，此外，斜腹板的景观效果较直腹板佳，所以采用斜腹板形式。综合以上尺寸，由于腹板采用斜腹板形式，顶板宽为19m，顶板两侧翼缘板长度均为3m,三道腹板厚2.4m,因此底板

7、总宽度为8200mm2400m10600mm。、截面尺寸设计（1）顶板确定箱型截面顶板厚度一般需考虑两个因素：一是满足桥面横向弯矩的要求；二是满足纵横向预应力筋布置的要求。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第9.3.3条规定：箱形截面梁顶、底板的中部厚度，不应小于板净跨径的1/30，且不应小于200mm。板净跨径为5.5m，其净跨径的1/30小于200mm；文献箱梁的剪力滞效应研究综述提出普通箱梁顶板在腹板间距为6m时厚度一般为250-300mm;另外由于其功能要求，箱内不能设置横隔板，截面整体刚度降低，为了保证巨型箱梁截面的稳定性，取顶板中部厚度取为300mm。箱形截面顶板两侧挑出

8、的翼缘板长度是调节顶板内弯矩的重要因素，箱梁悬臂长度应结合箱梁总宽及箱室布置数量确定，一般中小跨径连续箱梁不宜大于3米，箱形梁设计理论指出悬臂板长度一般可以取腹板间距的一半，故取顶板翼缘板长度为3m。箱梁翼缘悬臂根部厚度可取1/51/10的悬臂长度，故悬臂根部厚度取为400mm。（2）底板底板作为截面的翼缘板承受弯矩，普通箱梁底板厚度一般为200-250mm;同样根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范第9.3.3条，并考虑到巨型截面箱梁自身截面大且要满足上下层通车的要求，同时为了满足板内配置纵横向预应力钢筋与普通钢筋的要求，故底板中部厚度设计为300mm。（3）腹板箱梁腹板主要承受剪力及

9、主拉应力，并承受局部荷载产生的横向弯曲。在预应力混凝土桥梁中，其承受的剪应力和主拉应力由于预应力束对荷载剪力的抵消而减小。除了上述受力因素外，考虑预应力筋布置及混凝土浇筑，箱梁腹板最小厚度取值有以下几种情况：腹板内无预应力束管道布置时可采用200mm;腹板内有预应力束管道布置时可采用250-300mm;腹板内有预应力束锚固时可采用350mm。中腹板厚主要由通长钢束及腹板内各类普通钢筋的构造要求决定；支点处腹板厚应首先满足截面抗剪要求，除此之外尚应满足构造上的要求。中小跨径连续箱梁跨中腹板厚度一般取4060cm,支点腹板厚度一般取6080cm。箱梁是空间受力结构，腹板是主要受力构件，适当增加腹板

10、的截面尺寸可使底板的受力减小，通过增加腹板尺寸进而增加腹板的受力，减少底板的受力。另外本文所述的巨型截面箱梁由于考虑了箱内通车所需的通风、采光、消防等要求而开设了一些孔洞，对腹板抗剪性能有了较大的影响，故设计时加大腹板宽度，采用800mm。（4）承托承托的形式和尺寸是箱梁细部构造内容之一。承托提高了截面的抗弯扭刚度，减少了扭转剪应力与畸变应力。承托使截面线形过渡更加平缓，使次应力减小；另外从构造上考虑，承托所提供的空间有利于布置纵、横向预应力筋，同时也为减小顶、底板的厚度提供了构造上的保证。为了合理确定箱梁截面的承托尺寸，参考国内外已建成的有关桥梁统计资料，设计顶板与中腹板、边腹板的承托尺寸均为1200mm400mm;底板与中腹板承托尺寸为300mm300mm。（5）截面高度根据表2.2,箱内行车的最小净高为4.3m,箱梁顶底板厚度均为300mm，另外考虑箱内设置环向加劲肋，因此截面高度最终确定为5.1m。本桥高跨比为1/12，梁高相对较高，为了不致给人以沉重感，并考虑功能的需要，在箱梁腹板中部纵向按一定的间距设置排风及排烟矩形窗户，以增加桥梁的虚实统一性。综上所述，确定单箱双室三腹板混凝土巨型截面箱梁横截面尺寸如下图所示。42008004200