城市轨道交通结构设计与施工之高架结构设计

城市轨道交通结构设计与施工StructuralDesignandConstructionofUrbanRailTransit主讲：周顺华教授同济大学交通运输工程学院第八章高架结构设计

目录总则第一节

设计荷载第二节

结构设计原则第三节

高架轨道交通的下部结构设计第四节

高架轨道交通的上部结构设计第五节

高架梁的结构设计流程第六节

高架轨道交通的防噪结构总则构造简洁、力求标准化，满足耐久性、列车运行安全和乘坐舒适度，建筑形式应充分考虑城市景观的要求；上部结构优先采用预应力混凝土结构，有足够的强度、刚度；墩位布置应符合城市规划要求；防水、排水、伸缩缝、栏杆、灯杆、防撞墙等配套构件的功能完善和外观鲜明；施工应尽可能避免对城市交通和市民生活的干扰；必要地段要设置隔声屏障；桥上应设置养护、维修人员及疏散旅客的安全通道。第一节

设计荷载设计规范无专门的设计规范，遵照《铁路桥涵设计基本规范》、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》、《地铁设计规范》设计荷载分类高架结构荷载一般分为主力、附加力及特殊荷载三类。主力恒载和活载附加力制动力、列车横向摇摆力、风荷载、温度影响力、流水压力等特殊荷载无缝线路断轨力、船或汽车的撞击力、地震力、施工临时荷载等车辆荷载的标准图式（1）活载图中荷载轴重P1、P2，车轴距D1、D2、D3及连挂车辆相邻轴距D0应根据所选车型各项数据采用。注：无驾驶室动车C=2300mm，有驾驶室拖车C=3095mm；重车轴重170kN,轻车80kN。上海明珠线车辆荷载图式（尺寸单位mm）国家加拿大美国地点多伦多金斯顿斯卡勃罗温哥华华盛顿亚特兰大迈阿密活载27.217.1916.3816.3823.3523.7422.47国外触某些槐轻轨京高架嗓线路虫的活粉载（松单位kN袍)制动迅力或耳牵引测力取啊竖向师静活普载的15随%，当掠其与显离心刑力同伐时计乱算时绘，取10哀%。双命线桥朵只计械算一岸线的刑制动雕力或璃牵引喊力。横向截摇摆川力可务按相挪邻两鞋节车示四个语轴轴脚重的15森%计，法以集漏中力察形式币作用看于轨阔顶处驰，横劈燕向摇稀摆力些不与辞风力犯或离侧心力漏组合女。曲线构上的钢列车嫁离心乘力按菠静活梳载乘丙以离京心力倒率取搭值：（2）附加耍力及程特殊酱荷载风荷恭载、愧温度角变化灾的作干用及叙混凝蜡土收煎缩的隙影响随、船窃只撞妈击力闭按现蛋行《铁路味桥涵蒜设计室基本聚规范》的规枕定执蓬行。线路哭的纵栽向水每平力岁、断搏轨力踢作用苍于墩冲台上慎的支匪座中者心处协，单弯线及斤多线波桥只魂计算柳一根每钢轨探的断而轨力锅。若考英虑汽征车对育墩柱棍撞击倘力时锋，撞掠击力丸顺行秒车方尝向采专用10蛇00乌kN，横衔行车母方向圆采用50懒0k坐N，作闭用在怒路面任以上1.报2m高度衬处。高架忘桥结锁构边待缘应肌考虑30五kN的脱鉴轨力辩。车站务站台梨、楼纺板和塔楼梯斗等部往位的叶人群丝式均布恼荷载能值应深采用4.仰0k讲Pa，设渡备用松房楼叛板荷坊载根寨据实难际情林况确附定，祖并不晃小于4.榴0k管Pa。高架灶结构闲的挡外板结驱构，凉应考良虑0.渗75谣kN裙/m的水纲平推胸力和0.特36沟kN阵/m的竖妹向压验力，柳水平惯推力稼作用舌于桥醒面以游上1.迅2m处。设计垒荷载军组合主力证单独南作用咸，即厕恒载+活载趴；主力+附加嫂力的蜓作用过，即妥恒载+活载+一个无方向炮（纵闹向或积横向却）可接能同拿时出哪现的番附加歌力，艘但横读向摇赔摆力吉不与活离心搏力、万风力客同时袋计入听；地震宣荷载+恒载裹。列车草竖向拆活载急的动钢力作谱用以淡车辆刘竖向践静荷微载乘购以动布力系感数（1+型μ）的方刻式来在考虑无，μ按现姓行《铁路纪桥涵践设计绣基本唯规范》规定狭的值院乘以0.哲8。对楼于钢贴筋混尊凝土连简支款梁桥绝，有俱：第二刷节结构豪设计烤原则计算久原则钢筋槽混凝铲土、定预应猛力混劲凝土警和钢吸结构找，应准按容思许应邻力法爪设计怎，材忌料、链容许匙应力帐、结猴构安搭全系泻数、工结构喜设计共方法夹及构万造要幸求应期符合塘现行《铁路册桥涵幅钢筋劈燕混凝容土和旨预应欠力混唇凝土逐结构充设计悲规范》（TB率10劝00舟2.专3—捐20鹿05）和《铁路遭桥梁肃钢结反构设掀计规榆范》（TB办10穴00亏2.卷2—辣20雾05）要求垦。高架挣结构铸设计炊计算观建议雷按以茄下原陶则进考行：按弹扩性受森力阶鸡段计励算；预应劣力砼易结构光应验稠算其质强度查、抗弃裂性爆、稳乒定性模、应膨力及崖变形哑，预会应力扶砼连屡续梁蓝应考淘虑温既度等垂二次锯力；结构利满足库最小搞配筋携率和究最大莫裂缝普宽度死的要喝求；箱梁导应考玻虑进停行抗色扭计纵算；墩顶蚀容许惑位移红除满棍足行耀车安吸全及怕桥梁博自身景的受利力外户，应亮还保址证轨乱道结贡构的准正常盛使用叮；桥墩锐内力诱计算础时考拼虑无撒缝线俯路引槐起的究墩顶伐水平湾力；墩台受身应采验算逼强度赔、纵剂向弯变曲稳昼定、顾墩顶想弹性粱水平歪位移访；墩顶服弹性斯水平药位移由、顶夜帽尺继寸及讲构造叔要求和，暂呈执行也铁路每桥规小的规垄定；桩基捆设计戴考虑歼土的遣弹性贵抗力梅，可除按K法或m法计待算；摩擦鉴桩设饲计，撤按土皇的阻犬力验局算桩悬的承裁载力植，即单材料毕强度短，验冷算混简凝土违及钢予筋应购力，漂验算亮桩身何开裂纯宽度降；基础乳的容号许沉按降量疲应满课足列坑车安赛全运筑营和落乘客刮舒适衰度的笑要求削，并言控制略在轨搭道结茎构允侧许变绢形的陡范围茧之内竞。刚度合要求梁式公桥跨华结构诵竖向风挠度扬容许抗值跨度挠度容许值跨度挠度容许值L≤30mL/2000L＞30mL/1500桥墩敌墩顶蚁纵向滤水平息线刚泼度跨度L(m)最小水平刚度（kN/m）备注L≤20m240不设钢轨伸缩调节器；单线桥梁桥墩纵向水平刚度取本表值的一半。20＜L≤30m32020＜L≤30m400墩顶明弹性房诚水平畅位移Δ顺桥向横桥向L—桥梁鸽跨度看，采弱用相事邻跨律中的疑较小齐跨，L≤觉25评m时取25资m。墩台豆基础列的沉画降（荷静定祝）均匀沉降差异沉降50mm20mm注：俗超静誓定结抛构，民相邻波墩台饶不均糟匀沉仙降量旦之差斜的容井许值抖应根兼据沉截降对卫结构矛产生京的附柳加影盈响来盘确定确。横向技刚度柿，采身用横位向自买振频纯率控脂制，突取不轻小于90会/L。第三问节高架狡轨道械交通抓的下才部结跑构设域计墩身选型强度稳定性美学地形、地物、交通

地面行车视线基础桩基础钻孔桩打入桩扩大基础地质好环境墩身车、基秋础倒梯折形桥霞墩Y形桥漠墩倒梯碌形桥残墩与鸡上部些结构浑布置Y桥墩怀与上绝部结廊构布棍置构造腰简单施工条容易受力族较合摧理占地链少美观跑简洁构造厦复杂T形桥淹墩长悬痰臂T形桥物墩T形桥折墩与剪上部愈结构谜布置占地鞭面积蜂小最常肚用轻巧看美观双柱紧式桥正墩双柱克式桥险墩双柱仗式桥暮墩与过上部谷结构威布置墩质首量轻节省群圬工五材料透空岩空间乞大承载券能力逐和稳定性苏均较郊强钢筋撤混凝狂土墩渐台结逃构应镰验算樱强度电、整底体纵栋向弯盟曲稳冻定性性、墩队台顶附弹性览水平内位移旧；基底闻应验钻算压龄应力练、合毒力偏咏心距芬、基归底倾欲覆稳悼定性床和滑竞动稳覆定性露；活载孕一般桐按单羡跨活惠载、伞双跨丧活载烧、双丢跨空的车来宪考虑翅，取怠最不鱼利情绳况；混凝柴土空仆心墩显削弱芳截面善面积诸较多克，验牢算截睁面压嫌应力就、拉页应力耽；薄壁养空心连墩台很中，以考虑鸽温度挂变化安、空佣心墩鉴内外劲温差伍、混绣凝土庄收缩字等影址响。下部咽结构华的设骆计计度算拉压应力验算第四潮节高架崭轨道丛交通怪的上视部结种构设乘计上部伸结构声的截善面形凤式城市篇轨道弄交通顾常用地桥梁翻截面望形式a)箱梁猾；b)空心余板梁罚；c)劲T形梁依；d)槽形评梁；e)脊梁概式箱尼梁每种渡梁型滔都有剪自身捎的适女应性恶；同茂一条理高架队线路护的结抚构类屋型不猎宜过挂多，抖考虑芳构件阳标准期化、斥便于旦工厂六制造规和机鱼械化伯施工店。上部独结构鹿的设立计计蛇算原钩则（1）板的腊计算双向弯曲、扭转计算化弯矩计算尼跨度摄为两骆梗间离净距释加板倒的厚堤度，晒但不辞大于录两梗傍间净渠距加值梁梗刷宽度甜。计算办剪力计算惩跨度咳为梗惧间净滥距，介剪力喂按简夫支板标计算而。由于湾剪力愁滞现璃象，企计算稀主梁糕的弯版曲纵并向正烛应力腐时，缴取一遇定宽订度的何车道拆板作神为主烤梁翼将缘，糕这个疼宽度娃被称啄为计失算宽盗度。往城市梳轻轨浇桥单戴线跨纳径12神m以上垃，双责线跨森径22国m以上铁可取引车道插板全月宽作客为主笑梁翼饱缘。夏此外禽，在丛预加垦应力渠作用饮下可肺以取宁车道集板全旁宽作衬为主创梁翼管缘。（2）梁竹的计授算形截拳面梁工受弯充时，莫只有春当板叫厚满捐足一奸定要彻求时压，方遍可按T形截屠面计苗算，纷否则延应按桑不计架翼缘啄悬出摧部分泛的矩洋形截像面计姻算。根据理国内倦外资很料，殿板的大计算程宽度芦采用谅下列训三项湿中的山最小脱值：T形截劝面梁处受弯欧时，街受压稼翼缘锤悬臂集端部局应力配呈三鹿角形墙分布沸，采预用有怖效宽陵度简即化计惕算，格假定晋有效蠢宽度舱范围凯内的赖应力践图形浸与腹把板内亿的应橡力图枝形相盐同。超静箭定结挥构，朽力的荣计算屈仅与玩刚度畜比有驴关，浮翼缘冶宽度为大小女对刚较度比捎影响来很小僵，可车近似绝取全彼宽计贫算；宋箱形思梁也努可按T形梁尘的规袍定计队算。计算穷连续增梁时族应考摇虑截慎面变滥化的仇影响叔。连续训梁要债考虑守因多框余约雁束而陶产生当的次毕内力捏；分孙阶段喂施工黎的连罩续梁杜，做株施工主阶段担验算胀。设计榆中箱鸦形梁息应考齿虑截泡面温贷差所启引起卧的纵闭向和架横向链温差禁应力泰。连续丝式梁中过间支碗承处陵负弯名矩图拐理论达上呈注尖形炊，实臂际情届况支忧点负催弯矩绢呈圆泳滑的栏曲线仪形。式中拴：g—梁的炮支承眠力R在支百承两剃侧向云上按45阁°分布睛于中追心轴G-筐G水平哀处的筝荷载;a—在支乳承两晒侧按45家°向上结扩散杂交于夺中心短轴G-刺G的长垂度。第五鸟节高架等梁的盐结构转设计讲流程设计基础资料平、立面布置依据、标准、规范内力计算、组合配筋，校核刚、强度墩、台、基础等设计附属设施的设计施工方法施工图绘制第六颈节高架