地铁高架桥节段预制拼装落梁阶段端节段梁设计浅析

1、地铁高架桥节段预制拼装落梁阶段端节段梁设计浅析 摘要：本文结合东莞城市快速轨道交通r2线工程高架区间节段预制拼装梁的设计，通过对梁体架设施工阶段的分析，计算落梁前梁体的受力情况，探讨端节段梁局部钢筋的布置方式，为类似工程设计及施工提供了参考。 关键词：节段预制拼装；端节段梁；吊点 1 工程概况 东莞市城市快速轨道交通r2线工程（以下简称东莞r2线）东莞火车站虎门火车站段高架工程全长约3.65km，除局部跨越道路路口采用连续梁外，其余均为简支箱梁。综合考虑现场线路布置环境、施工条件、交通条件等情况，主要采用节段预制拼装施工方案。预制简支梁分30m、25m跨度，共计108孔。 节段拼装技术在我国已

2、属于较为成熟的技术方案，无论设计或施工均有较多工程实例。但其中不乏有在施工过程中的细节存在疏忽，从而造成事故的。较易疏忽的环节其中之一便是：梁体拼装完成落梁前由端梁吊点承受全梁自重的状态，若设计环节对此施工状况考虑不周，则容易造成落梁时顶板与腹板交接处混凝土开裂，或吊点处顶板混凝土因冲切破坏而开裂。本次结合实际工程探讨以上细节的设计。 2 结构设计 东莞r2线30m节段拼装简支梁在预应力张拉完成后，整孔梁落梁前，整孔梁由架桥机前后两端的16根吊杆悬吊于桥墩之上，其中梁两端的端节段分别设8根吊杆。 1）梁截面构造及吊点布置 梁体端节段及跨中节段截面如图1，端节段顶板厚40cm，底板厚45cm，腹

3、板厚50cm。 端节段长245cm，共设置8个吊点，吊点布置如图2 2）落梁前端节段梁受力分析 30m简支梁梁体自重（不含二期恒载）为4388kn，每根吊杆平均受力为275kn，考虑落梁时冲击力，取冲击系数0.2，吊杆力为330kn。 考虑吊杆受力不均匀，不均匀系数取0.2，其中较不利的靠近端部位置的2处吊杆受力乘以不均匀系数1.2，吊杆力为395kn，如图a、b吊杆。因该处吊杆位置对应的顶板根部受力较大，考虑4根吊杆因不均匀受力增大的可能性不大，故取2根吊杆受力增大。 利用midas建立该状态梁体模型，梁体横向弯矩如图3 顶板于腹板处为下部受拉，吊点处顶板为上部受拉，提取其单位弯矩、剪力，见

4、表1： 表1 顶板截面单位力 根据受力情况布置钢筋，腹板处顶板梗肋加厚至0.65m，于下缘设置10根25钢筋；吊点处顶板厚0.40m，于上缘设置20根20钢筋。梁体采用c50混凝土。分别进行结构检算，材料容许应力按主力+附加力取值，检算结果见表2： 表2 顶板受力检算结果 从计算结果可知，梁体在该施工工况会出现不大于规范限值宽度的裂缝，处于可控范围，且梁体落梁完成后，该裂缝将会处于闭合状态。 3）抗冲切计算 在顶板承受吊装荷载时，在不配置抗冲切钢筋时，其抗冲切承载力参考公路预应力及钢筋混凝土结构设计规范计算公式为 按此公式反算um距集中反力作用面h0/2处破坏锥体截面面积的周长，与实际截面的该

5、值进行比较，进而判断是否满足抗冲切要求。 计算参数及结果见表3： 表3 抗冲切计算表 经计算，在集中力395kn作用于顶板吊点处，破坏锥体截面周长最小需要0.05m，而梁体结构的um为4（0.2+d）（d为吊点垫板边长），故um0.8um（min），满足抗冲切承载力要求。 3 结束语 通过以上计算分析，进行合理的结构尺寸设计及钢筋布置，有效保证了施工过程中梁体的安全。经后续施工证明，梁体在吊装、落梁过程中，均处于安全受力状态，梁体吊装、落梁过程顺利。 随着我国城市的发展，地铁在公共交通中发挥着越来越重要的作用。其中地铁高架线及轻轨以其结构形式轻盈美观、造价经济、施工快速的优势，为城市轨道交通带来了非常可观的效益。节段拼装的工法又能满足城市施工空间狭小、环境影响小等要求，将会得到越来越广泛的运用。 本文借实际工程对地铁高架桥节段预制拼装中的架梁环节进行浅析，对类似桥跨结构及工程建设有一定的借鉴意义。 参考文献： 1地铁设计规范 gb50157；