大跨度鐵路橋梁箱梁橫向計算分析

張志躍

(中鐵七局集團第三工程有限公司，陜西西安710032)

新建昆(明)玉(溪)鐵路是我國鐵路網的重要組成部分，國鐵Ⅰ級，一次雙線，速度目標值客車200km/h、貨車120km/h，復雜的地形、地質條件決定了其工程種類繁多、結構復雜。本文結合昆玉線無砟軌道連續梁的設計，分析了箱梁橫向環框計算。

1 工程實例

縱向取1m梁段，按照支撐設在腹板底端的橫向框架為結構模型，采用橋梁結構專用有限元程序進行計算。橫向共82個節點，82個單元，單元劃分詳見圖1單元布置圖。

圖1 單元布置

計算混凝土收縮徐變時，環境條件按野外一般條件計算，相對濕度取70%。根據老化理論計算混凝土的收縮徐變，系數如下。

①徐變系數終極值:2.0(混凝土齡期3～5d)。②徐變增長速率:0.0055。③收縮速度系數:0.00625。④收縮終極系數:0.00016。

在溫差力作用下，由于構件截面纖維間溫差不同，纖維間相互約束引起溫度自約束應力，對靜定和超靜定結構均產生附加力。另一方面，構件在溫差荷載作用下產生的變形受到結構外部或內部的約束，從而產生約束應力，稱為溫度次應力。年溫度變化荷載作用下，結構整體發生升溫或降溫，僅在結構或構件變形受到約束時產生附加力。年溫度變化幅度取溫度最高與最低月平均變化值，設計中將其作為設計依據。日照溫差及寒潮溫差示意圖如圖2所示。

圖2 日照溫差及寒潮溫差示意

荷載橫向分布示意如圖3所示。

圖3 荷載橫向分布示意圖

具體荷載計算如下。

(1)道槽擋墻集中力:0.233×25=5.825kN

(2)電纜槽等荷載:[5.032+(0.815+0.034+0.034+0.12888)×25］/1.95=11.99/1.95=6.15kN/m

(3)護欄集中力:6.125+0.21×25=11.375kN

(4)電化柱:5kN

(5)活載集中力擴散為均布活載:250÷1.6÷2.8=55.8kN/m

(6)軌道均布荷載:q=26.1/2.8=9.32kN/m

(7)防水層:0.14×23=3.22kN/m

2 計算結果分析

運營階段彎矩包絡圖如圖4所示。

圖4 運營階段彎矩包絡圖

運營階段組合Ⅰ～Ⅲ應力包絡圖分別如圖5～圖7所示。

圖6 運營階段組合Ⅱ包絡圖

圖7 運營階段組合Ⅲ包絡圖

根據上述圖形指導配筋，需采用4－j15.24低松弛預應力鋼絞線，間距50cm。限于篇幅，計算結果從略。

[1]TB10002.3－2005鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范[S］

[2]劉興法．預應力混凝土結構的溫度應力分析[M］．北京:人民交通出版社，1991