轨道交通高架区间桥梁形式比选与经济比较

1、轨道交通高架区间桥梁形式比选与经济比较摘要：在城市轨道交通高架区间设计中，桥梁形式很多，比选复杂。此文就此进行讨论，比选出一样区间经济适用、造型美观的桥梁形式。关键词：轨道交通；高架区间；桥梁形式；经济比较目前，我国城市轨道交通正在快速进展，而高架区间又因其造价低、工期短被普遍应用，但区间桥梁形式很多，除特殊地段特殊设计外，高架区间的桥梁形式正慢慢趋于统一。笔者依照连年城市轨道桥梁设计的体会，就高架区间桥梁形式比选与经济性进行探讨。1国内轨道交通桥梁形式普遍采纳情形统计及分析城市轨道交通高架区间桥梁形式的选择是高架结构设计的前提，国内目前在建和已建成的项目按时刻前后统计见表lo从表1能够看到，

2、在国内各城市己建成和在建的城市轨道交通高架区间桥梁中，梁的截面形式绝大多数采纳了箱形梁，I形组合梁与槽形梁用得较少。I形组合梁仅在北京八通线用过，槽形梁也仅在大连快轨3号线用过；受力体系以简支梁和三跨持续梁为主；经常使用跨度以30nl与25nl较多；施工方式初期以现浇为主，近期预制架设较多。从进展趋势来看，轨道交通的高架结构正在向箱形截面、简支梁体系及预制架设施工方向进展。2桥式方案比选简支梁与持续梁的适应性分析（1）对软土地基采纳无硝轨道的适应性对位于软土地基的简支梁桥采纳无稽轨道时，基础的均匀与不均匀沉降引发的轨道不平顺在必然范围内能够通过轨道扣件的调整解决，超出轨道扣件调剂范围时必需通过

3、可调高支座解决；持续梁桥采纳无稽轨道时，基础的均匀与不均匀沉降引发轨道不平顺，在必然范围内也能够通过轨道扣件的调整解决，但当沉降值超出轨道扣件能够调剂的范围或基础的不均匀沉降超出桥梁梁部设计的允许值时，必需通过采纳可调高支座进行调整。因此，利用轨道扣件和采纳可调高支座调整解决由于基础沉降引发的轨道不平顺和持续梁的支座不均匀沉降是可行的，但在沉降操纵较困难的情形下，持续梁存在的风险远大于简支梁。持续梁可能存在的风险有：当不均匀沉降差超过设计允许值，没有及时发觉和处置，将引发结构开裂；轨道扣件、支座调整是不确信的，在施工期和运营期都需要进行长期的观测，适时调整，后期养护维修工作量专门大；持续梁对地

4、基的适应性较差，严格操纵持续梁的支座不均匀沉降，将对梁部、下部结构及基础的设计起操纵作用，必将增加基础的工程量。简支梁对地基的适应性较强，当发生局部均匀沉降差超过设计允许值时，能够通过调整支座高度或支承垫石标高等方式来恢复桥面标高至设计值。（2）对无缝线路长钢轨纵向力的适应性无缝线路长钢轨纵向力分派对制动墩的水平抗推刚度要求随着梁长的增加而增加。关于持续梁随着一联内孔数的增加，制动墩抗推刚度限值慢慢增大。因此，持续梁制动墩的外形尺寸与工程量要大于简支梁桥墩。从下部结构及基础的设计结果来看，操纵墩身尺寸及桩基数量设计的要紧因素是桥墩的纵向抗推刚度。简支梁桥桥墩的纵向水平线刚度限值远小于持续梁，同

5、时由于简支梁各墩受力较均匀，其相邻桥墩的沉降差较容易操纵，且该沉降差可不能对结构产生附加内力，只须知足轨道变形要求即可。因此，简支梁对无缝线路长钢轨纵向力的适应性较好。简支梁与持续梁受力体系分析简支梁体系具有受力简单明确，设计与施工体会比较成熟，能适应现浇、整孔预制吊装、节段预制拼装等多种施工方式；梁体的制造便于工厂化、标准化，有利于提高梁体的制造速度和质量；更重要的是能够大大幸免轨道交通建设对周围环境的阻碍，而且，建成后保护作业相对简单统一，有利于维持线路处于良好的运营状态。持续梁体系和简支梁体系相较，提高了结构的冗余度，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。在维持与简

6、支梁相同的刚度的前提下能够降低梁高，但持续梁对基础沉降比较灵敏,基础的设计施工需充分重视。现浇施工对周围环境的阻碍较为不利，持续梁体系能适应的施工方式有现浇和节段预制拼装法，建成后对支座的保护与改换相对困难。简支梁与持续梁的技术经济分析下面从这两种体系的抗震性能、施工质量操纵、体系适应性、施工工艺、进度、对环保阻碍及经济性等方面列表进行比较，详见表2o由表1和表2能够看出，简支梁体系和持续梁体系都能知足轨道交通系统对桥梁的要求，应用较多，但简支梁体系用的更为普遍，铁路上也是如此。因此，预制架设简支梁便于工程质量操纵,有利于提高梁体景观质量,对环境污染小，能够有效操纵工期。而持续梁均采纳桥位现浇

7、，即便采纳简支变持续施工方式也需现场施工作业，内在与外观质量不易保证，工期较长，对环境污染大。一样关于工程量大、工期紧张及环保要求高的工程，高架区间推荐采纳简支梁体系。例如，选取上海某轨道交通同一段300nl长的高架线路，别离布置4联3跨251n持续梁与10孔30nl简支梁，并做了同精度的上部结构、下部结构及基础的设计，统计各类工程数量，持续梁采纳桥位现浇，简支梁采纳预制架设，结合各自的施工方式，摊消本钱，同边界条件下的技术经济指标比较见表3。从表3能够看出，3X25m持续梁的上部结构工程数量较30nl简支梁小一些，但下部结构与基础的工程数量，持续梁大于简支梁，桩基础数量更大。上下部及基础的综

8、合土建费用持续梁也大于简支梁。截面形式比选在确信采纳简支梁体系的前提下，进行简支梁的截面比选。由表1看出，城市轨道交通梁型多数采纳箱形梁。箱梁是闭合截面结构，其抗扭刚度大，整体受力性能好，动力稳固性好，外观简练，利用于区间直线段、曲线段及渡线段，是国内普遍采纳的高架结构形式。T形梁,其抗弯性能好，梁重较轻，便于预制吊装，但多片T梁间横向需将横隔板及桥而联为整体乃至还要利用横向预应力，从桥下看不如箱梁简练且现场横向联接施工工作量较大。槽形梁属下承式梁，最大优势是轨顶至梁顶结构建筑高度相对较低，且梁侧的主梁可起到隔音作用，但混凝土要紧位于受拉区，经济性能较差。另外，从侧而看槽形梁梁高太高，梁体显得

9、庞大，阻碍景观成效。各类截而形式梁的综合比较见表4o综合各类梁型比较分析及国内轻轨高架桥梁形式的利用情形,一样城市轨道交通梁式采纳单箱整孔箱形截而形式。为了追求最正确景观成效，咱们在单箱的前提下又对直腹板箱梁、斜腹式箱梁、鱼腹式箱梁进行方案比选，见表5o鱼腹式箱梁曾在我国几个城市的市政道路高架桥上应用过，如上海沪闵路高架桥、上海市中环纹水路高架桥、南京大桥南路高架桥及柳州飞鹅路立交桥等桥梁，除上海市中环纹水路高架采纳节段拼装外，其余均采纳支架现浇或移动模架现浇。而且I形组合梁在正弯矩段，布束偏高，对抗击正弯距很不合理，造成鱼腹形截面箱梁结构不经济。因此，截而形式一样要依照桥梁总长长度，工期长短

10、，地基情形与环保要求限制进行选择。3经济跨度比选要紧材料平米指标依照铁路和城市轨道交通桥梁建设体会，高架桥的经济跨度都在40m以下，尤其以30m、25nl为主型跨度。针对实际情形，别离就40m、30m、25m3种跨度进行比较，见表6。不同跨度梁的高架桥综合造价分析选取上海某轨道交通高架桥长1km段落，统计其上部结构与下部结构的工程数量，确保估算的条件相同，通过度析，3种跨度桥梁的土建工程费用指标见表7o推荐桥梁跨度从表6和表7中能够看出，30m和25nl跨度较40nl跨度不管在梁体要紧材料平米指标仍是综合造价平米指标都要优；30m和25m跨度在梁体要紧材料指标上大体相当，但考虑了下部结构与基础后，桥梁每平米造价指标30nl跨度优于25nl跨度，同时30m跨度比25m跨度具有更好的跨越能力，能更好地知足计划要求，并使桥下视野更为通透。依据上述比较结果可知，跨度30nl梁较40nl梁与25nl梁经济合理，综合造价最低，因此推荐跨度30m梁为高架区间的标准梁跨。4标准预制梁施工方案比选依照尽可能采纳预制架设的设计思路，依照高架桥的特点及沿线自然、交通等条件，进行整孔预制架设施工法和节段预制拼装施工法比较，见表8。经济性比较选取上海某轨道交通高架桥，采纳不同的桥梁架设方案，