1、有关于重载铁路简支 T 形梁的设计的分析摘要：在国民经济发展当中，铁路原始有着很重要的位置，而铁路运输的两个发展方向就是高速与重载。重载铁路在桥梁承载力这方面有很高的要求，但是简支的 T 梁质量和结构尺寸却受着铁路运输限制，因此在设计的时候就要全方面的考虑好梁体运输、结构承载力的要求，还要在梁体的结构尺寸、桥面的布置形式等一些方面进行仔细的研究、计算。 关键字：铁路；T 形梁；重载 中图分类号：F530.31 文献标识码：A 文章编号： 在上世纪 50 年代开始，因为重载铁路运输有着成本低、效率高、运能大等优点而被很多国家重视了起来，比如说南非、巴西、瑞典、美国、澳大利亚、加拿大等。各个国家的
2、铁路装备水平、运用条件都是不同的，那么重载列车的组织方式、运输形式也就各有不同。在 1985 年为了促进各国的重载运输发展，中国、南非、加拿大、澳大利亚、美国先后都成了起了国际重载协会，此协会 3 次重新修整了重载铁路的标准。我国是一个货运的大国，而铁路则是货运的最重要工具，那么研制出适合轴重列车的梁型就有着很重要的意义。 一 简支 T 梁的设计思路和特点 1 特点 单双线的铁路都是由多片的 T 梁制成的，通常都是 2 片 T 梁，而双线桥则是拥有 4 片 T 梁。单片的 T 梁架设完以后，经过横隔板接缝和过桥面板连成整体的，而且在隔板位置还会加上横向的预应力。单片 T 梁的质量、体积都很小，
3、能够方便铁路远距离的运输，而且架设的方法还灵活，不像箱形梁那样需要大型的架梁设备，所以客货共线的铁路建设中通常都是使用简支 T 形梁。和一般的铁路相比，重载铁路列车的轴很大，而列车的活载效应比标准活载高出了 1.35 倍，当梁重、梁高受到限制的时候，那么在设计的时候就要考虑好预制梁体的结构尺寸，从而达到桥梁所要求的使用功能。 2 设计思路 在设计重载 T 梁的时候要考虑好这些问题：（1）要达到火车每小时120 千米、客车每小时 160 千米这样的动力性要求；（2）桥面的布置要达到线路大机养护所提出的要求；（3）梁体的变形和结构的承载力要达到重载铁路所规定出的使用要求；（4）单片梁的质量不能超过
4、 148t。而单片的预制梁要能通过铁路远距离的运输。 二 设计原则与参数 1 设计的原则 （1）按照平分中矢来布置曲线上梁的平面；（2）如果线路设备的轨枕是新型的轨枕，那么枕下道的道砟厚度一定要超过 350mm，而梁顶和轨底之间的高度，在设计计算的时候取 700mm；（3）双线之间的线间距是 4m，如果线间距发生了变化那么就调整 2 片梁间的湿缝宽度；（4）砟桥面的净宽度要满足铁路养护作业的要求，而且挡砟墙内侧到中心线的间距要取 2.2m；（5）设计好货车每小时 120km、客车每小时 160km 这样的速度；（6）活载：人行道的竖向的活载值是 4kPa，在计算主梁的时候，人行道的活载不和列车
5、活载进行同时组合；取 120kn 作为横向的摇摆力，将其做成一个集中的活载来作用在桥梁中最不利的位置，作用点要在中心线钢轨顶面，而双线桥则是取一条线上的摇摆力；曲线桥梁离心力的大小要=列车竖向的活载离心力率 C，而水平向外则是要作用在轨顶上 2.2m 的地方；列车活载使用 ZH，系数则是 Z=1.2,（图式详见图 1） 图 1 列车活载的图式 2 设计的参数 （1）在列车横向的温度、离心力、摇摆力和风力作用下，梁体水平挠度不能超过梁体跨度的 4 千分之 1；（2）使用 ZH 活载来计算梁体竖向的扰度，双线桥梁竖向的扰度值取 L/800；（3）梁体混凝土的容重按照每立方米 25kN 来计算。二期
6、横载主要有挡砟块、道砟、人行道、线路设备、现浇桥面板和电缆槽重力，计算声屏障的时候按照每单侧延米 4kn来计算。二期横载见表 1。 表 1 二期横载 三 结构设计 1 桥面布置 依据大机养护所要求的，线路的中心到当砟墙里侧的距离要超过2.2m，而且还要考虑好按照平分中矢的方法来布置曲线上的桥梁，而中线线到挡砟墙里侧的距离则为 2.25m。对于人行道要使用角钢支架，按照1.05m、0.8m 这两个宽度来设计，同时在人行道的栏杆外要悬挂上电缆槽。单线梁、双线梁中的各个片梁要通过桥面板混凝土和横隔板来连为整体，将横向的预应力筋加设在隔板处。布置单线梁桥面见图 2，布置双线梁桥面则见图 3；单线桥面的
7、宽度是 4.9m，双线中各线的间距要按照 4m 来设计，桥面的宽度是 8.9m。 图 2 图 3 2 设计预制梁结构的原则 （1）确定上翼缘尺寸 在确定上翼缘宽度的时候要考虑好桥面的布置和各个预制梁片之间的湿缝宽度，单线梁的腹板中心距离是 2.3m，双线梁的中梁、边梁之间的腹板中心距离是 2.2m，而中梁和中梁之间的腹板中心距离是 2m。因为考虑到桥面湿缝施工操作和结构受力的要求，桥面的湿缝宽度为 0.3m。中梁的上翼缘宽为 1.7m，边梁的上翼缘宽为 2.3m。按照结构受力的要求来确定上翼缘厚度，同时还要考虑到腹板中心线和单；梁体的截面重心一致这个可能性，从而尽量避免应力的横向偏心而产生影响
8、。 （2）设计下翼缘的尺寸 在设计下翼缘尺寸的时候，要考虑到这些因素：吊梁、运梁稳定性；施工灌注混凝土便利；结构受力的要求；墩台支座的布置；布置预应力筋的需要；标准化等。 （3）梁高 通常山区的线路梁高都不会受到桥下净空、线路高程限制，那么如果线路是在枢纽站场、平原地区的时候一般都会受到限制。在设计梁高的时候不能过低，要不然就不能达到梁体刚度、结构受力的要求。 （4）腹板的厚度 确定腹板厚度要考虑到预应力筋、钢筋保护层的厚度、结构受力的要求，同时也根据 “腹板的高度不能超过腹板厚度 15 倍”这样的规定来确定。 （5）梗胁的厚度 上翼缘和腹板的交汇处厚度要超过梁高的 10 分之 1，而确定下梗
9、胁厚度的时候，是根据结构计算和预应力筋不布置来决定的。 （6）预应力筋布置 在设计重载铁路的 T 梁时，其中很关键的环节就是预应力筋布置，重载铁路桥梁的二期活载、恒载都比较大，那么预制梁需要的预应力度也就会更大，但是如果预应力度增加梁体变形也就会加大，这也就会影响到存梁支点的位置，所以在布置预应力筋的时候就一定要全面、综合进行考虑。以跨度是 32m 的曲线边梁作为例子：将预应力筋布在腹板、下翼缘例，使用曲线布置的方式，根据结构受力来计算弯起角、起弯点。各个预应力筋的设计参数见表 2. 表 2 预应力筋的设计参数 总结： 我国的重载铁路发展没有多久，而使用 T 形梁的次数也不是很多，因此在设计方法、设计理念方面的经验还不够全面，因此我们就要在实践当中不断的积累经验，加以完善，这样才会不断提高桥梁设计的技术水平。 参考文献： 1 中华人民共和国铁道部 TB10002.1-2005 铁路桥涵设计基本规范 2005 2 蒋波,季日臣. 高速铁路无碴轨道预应力连续梁徐变影响分析J.河南城建学院学报, 2010,(04) 3 戴公连,胡楠,刘文硕. 中国高速铁路桥梁建设新进展A. 第十九届全国桥梁学术会议论文集（上册）C, 2010 4 袁志兵. 浅析普通铁路、高速铁路与重载铁路的差异J. 内蒙古科技与经济, 2011,(01)
