温州市域铁路梁型及跨度比选研究.doc

1、温州市域铁路梁型及跨度比选研究摘 要：城市桥梁梁型及跨度的选择是否合理，将直接影响到市域铁路高架桥梁的工程造价、施工进度及城市景观，而市域铁路对梁型及跨度选择还没有既定的模式。本文通过借鉴国内其它城市轨道交通梁型与跨度的设置经验，结合温州市域铁路的一些具体要求，提出经济、实用、美观、构造简单、方便养护维修的梁型和梁跨。 关键词：市域铁路 梁型 跨度 中图分类号：F53 文献标识码： A 1 温州市域铁路工程概况及梁型跨度比选研究的意义 为了拉大城市框架，引导城市规划落实，缓解城市交通压力，适应城市发展，温州市建设规划市域铁路，近期规划建设 S1 线、S2 线、S3 线，作为温州都市区范围中心组

2、团与外围组团，及都市区内组团间快速联系通道，服务范围是温州大都市区范围，服务对象主要是温州大都市区主中心与 6 个副中心之间以及沿途城市组团之间客流出行，并兼顾主中心内部少量较长距离城市居民客流出行。 S1 线、S2 线、S3 线线路长度分别为：52.22 公里、68.8 公里、33.4公里，温州市市域铁路桥梁长度占线路总长的比例分别为：62.2、85.8、68.6。桥梁梁型及跨度的选择是否合理，将直接影响到市域铁路高架桥梁的工程造价、施工进度及城市景观，而市域铁路对梁型及跨度选择还没有既定的模式，所以有必要对其进行研究。 2 常用简支梁梁型比选及跨度比选 2.1 桥梁结构选型的主要原则 桥梁

3、结构选型应充分考虑桥址环境、地质条件、公路线型、通航要求、桥梁的使用功能要求、施工条件等各种实际情况, 提出若干可行的桥型方案进行比选, 本着安全、适用、经济、美观的原则, 结合各桥型特点, 分析各备选方案的优缺点, 选择出安全可靠、经济适用、与环境协调统一的桥梁结构, 作为工程建设最终的方案。 2.2 桥式方案比选 2.2.1 简支梁与连续梁受力体系分析 简支梁桥主梁简支在墩台上，各孔独立工作，不受墩台变位影响，只承受正弯矩，属于静定结构。 连续梁桥是中等跨径桥梁中常用的一种桥梁结构，两跨或两跨以上连续的梁桥，属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下，在支点产生负弯矩。 2.2.2 简支梁与连续

4、梁优缺点分析 2.2.2.1 简支梁 （1）简支梁结构简单,受力明确,对地基的适应性比较强,当地基发生局部均匀沉降时可以通过调整支座高度或支承垫石标高等方法来恢复桥面标高。 （2)简支梁的设计与施工经验比较成熟,能适应现浇、预制吊装等多种施工方法。梁体的制造便于工厂化、标准化,安装架设方便,有利于缩短工期,减少对周围环境的影响。 （3) 简支梁桥建成后维护作业相对简单方便,有利于线路保持良好的运营状态。 （4）简支梁桥各孔不相连续，车辆在通过断缝时将产生跳跃，影响车速的提高。 2.2.2.2 连续梁 （1）连续梁体系和简支梁体系相比，增加了结构的延性，增强了结构的抗震能力，具有更好的动力性能，

5、具有接缝少、刚度好、行车平顺舒适等优点： （2）由于连续梁桥的主梁是超静定结构，墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。因此，连续梁一般用于地基条件较好、跨径较大的桥梁上。 （3）连续梁桥建成后对支座的维护与更换相对困难。 2.2.3 简支梁与连续梁的适应性分析 温州市市域铁路沿线大多位于深厚软土地区，软土层承载力低、压缩性大。连续梁对地基的适应性较差，基础不均匀沉降是梁部设计的主要控制因素，成桥后桥面标高调整困难。简支梁对地基的适应性较强，当局部不均匀沉降差超过设计容许值时，可以通过调整支座高度或支承垫石标高等方法来恢复桥面标高至设计值。 通过上述比较可以看出，对于温州市市域铁路常用跨度

6、的桥式方案，简支结构优于连续结构。 2.3 梁部截面形式比选 梁式桥是最常见而又最基本的桥梁，主要包括 T 梁、箱梁、空心板、槽型梁等结构形式。这种结构形式简单，施工方便，便于标准化施工，对地基承载的要求也不高，下部墩高 50 米以内的桥梁常被采用，适用跨径一般在 40m 以下。 国内轨道交通高架桥常用跨度简支梁的截面形式有：组合 T 形、箱形、槽形等（见表 4.3.1） 。 2.3.1 T 形梁 T 形梁桥有结构简单，受力明确、节省材料、架设安装方便，跨越能力较大等优点。在普通铁路中应用较多；但 T 梁的梁高较高,横隔板多,施工比较麻烦,且其横向抗扭刚度小，外观欠美观，在我国城市轨道桥梁中很

7、少采用。 2.3.2 箱梁 箱梁外观简洁，是目前国内城市轨道交通和客运专线铁路应用最广泛的梁型。它具有闭合断面、截面抗弯及抗扭刚度大，整体受力性能和动力稳定性好等特点。另外箱梁可采用整体预制架设、现浇施工等，工法较灵活，并可满足小半径曲线桥梁运架施工条件。此外，单箱梁底板横向宽度较窄，与之匹配的桥墩尺寸亦小，桥梁整体景观及经济性均较好。 2.3.3 空心板 空心板梁曾应用于深圳的铁路高架桥,主要有以下优点: 桥梁建筑高度较低,自重轻,受力清晰。设计、施工经验相当成熟,适合于整孔预制,施工进度快。 但空心板梁的缺点也很明显: （1)板梁若采用预制安装,各片板梁间铰接,横向连接不强,使用时容易引起

8、桥面开裂。 （2)由于板梁的梁高比较低,相应刚度较小,预应力度大则容易上拱,预应力度小则容易下挠,梁部后期收缩徐变较大,不利于轨道交通线路轨道调高要求。 2.3.4 槽形梁 槽形梁最大优点是底板薄，建筑高度低，最适用于立交桥，在满足桥下净空的要求下可以减少两端线路路堤的土方量，且两侧梁板可起到隔声作用，降低轮轨噪声对周边环境的影响。但其结构受力复杂、梁体抗扭刚度小、施工复杂，工程造价略高。国内轨道交通、干线铁路主要在结构高度受控制地区或噪声敏感区采用这种形式。 各种截面形式梁的综合比较见表 2.3.2。 表 2.3.2 各种梁型性能对比表 经综合比较，温州市市域铁路常用跨度简支梁推荐采箱梁；在

9、噪声敏感区或结构高度受限地段也可分段采用槽型梁。 2.4 简支箱梁常用跨度比选 城市轨道交通高架桥跨越的城市道路、河道较多，为便于稳定桥跨布置方案，常用跨度简支梁一般采用 25m、30m、35m（均含梁缝）系列。经济跨度根据梁部制架方案及地质条件比较确定，地质条件较好的地区桥梁基础工程投资相对较小，常采用 25m 作为标准跨度（如：武汉、天津、南京等地） ；深厚软土地区，桥梁基础工程投资相对较大，常采用35m 作为标准跨度（如：无锡、宁波等地） ；北京、上海地区的城市轨道交通桥梁，25m、30m 跨度简支梁的经济性差别不大，这两种跨度都有选用。 温州市市域铁路沿线相交叉的道路、河道较多，控制线

10、路走向的建筑物也较多，因而，线路弯道多。为便于稳定桥跨布置方案，常用跨度简支梁推荐采用 25m、30m、35m（均含梁缝）系列。 高架桥作为永久性城市建筑，景观效果应在设计中重点考虑。标准跨跨径的选定要满足人的视觉效果，视线通透、无压抑感觉。桥墩的排列密度大时，桥梁对于人的侧向视线有明显的屏蔽作用。桥墩的排列密度越小，跨度越大，视线穿过桥梁底部所看到的区域越大。换句话来说，当桥梁的跨度越大时，桥梁对于人的视线遮挡的影响就越小，对于提高视线的通透程度就越有帮助。 人们在远眺高架桥时，合适的高跨比例给人以平衡、稳定、协调的美感。城市高架道路和轨道交通高架线的实践表明，这个比例总结为 1：2.41：

11、4。对于墩高 10m 的桥梁，25m35m 跨度是较合适的。以温州市市域铁路 S1 线为例，墩高超过 10m 的高架桥长度占全部高架的 71.6%，墩高超过 15m 的高架桥长度占全部高架的 20.5%，采用 35m 跨度比较合适。 图 2.4.1 桥下视觉效果示意图 3 结论 综上所述比较，温州市市域铁路高架桥主要采用简支箱梁结构形式，标准跨度推荐采用 35m，另根据工点情况（立交、河道、航道等）可采用30m、25m 梁进行局部的孔跨调整。 参考文献: 1裘伯永.桥梁工程M.北京:中国铁道出版社,2001. 2姚亚茹.城市轨道交通高架区间桥梁形式比选与经济比较J.铁路工程造价管理,2006(10):40-44.3余凤翔.城市轨道交通高架桥选型的探讨J.铁道工程学报,2001(8):66-68. 作者简介：谢子静， （1978-） ，男，湖南省冷水江市人，工程师，一级建造师（公路、建筑） 、造价工程师，主要从事工程项目管理工作。