有轨电车多跨连续梁合龙顺序设计研究

王会生

摘要：随着社会的发展及人民生活的需要，新型轨道交通的发展已成为一种趋势，有轨电车作为新型轨道交通形式的一种，以其建造成本低、建设难度低、安全系数高等特点，近年来在新型轨道交通中已占有一席之地。本文结合天水市有轨电车（38.95+5×70+38.95）m预应力混凝土连续梁，对该多跨连续梁的合龙顺序进行了对比分析，确定最优合龙顺序，为类似连续梁设计提供一些参考。

Abstract： With the development of society and the needs of peoples lives， the development of new rail transit has become a trend. As a new type of rail transit， trams are characterized by their low construction cost， low construction difficulty and high safety factor. In recent years， it has occupied a place in the new type of rail transit. In this paper， combined with the prestressed concrete continuous beams of Tianshui City Tram （38.95+5×70+38.95） m， the closing sequence of the multi-span continuous beams is compared and analyzed to determine the optimal closing sequence and provide some reference for the design of similar continuous beams.

关键词：有轨电车;多跨连续梁;合龙顺序

Key words： tram;multi-span continuous beam;closing sequence

中图分类号：U482.1                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）10-0126-03

1  概述

新建天水有轨电车渭河特大桥位于甘肃省天水市境内，根据渭河特殊的地形特点，该桥孔跨布置为4×40m预应力混凝土简支梁+1-（38.95+5×70+38.95）m预应力混凝土连续梁+2×40m预应力混凝土简支梁，其中以（38.95+5×70+38.95）m预应力混凝土连续梁横跨渭河，大桥全长672.7m，其中主桥全长429.4m。主桥立面布置图见图1。

2  设计基本情况

2.1 主要技术标准

①设计速度：70km/h;

②线路情况：双线、直曲线，曲线部分半径R=600m;

③轨道形式：无砟轨道;

④使用年限：正常使用条件下梁体结构使用寿命为100年。

2.2 活载图示

列车竖向静活载：有轨电车荷载采用所选定的车辆荷载进行计算。列车纵向荷载如图2所示，空车轻载轴重81.7kN，橫向荷载如图3所示。

3  梁部结构设计

3.1 主梁构造

主桥梁部采用预应力混凝土连续箱梁结构，计算跨度（38.95+5×70+38.95）m，一联梁全长429.4m。箱梁采用变截面、变高度单箱单室结构，梁高2.4～4.8m，顶宽9.0m，底宽5.0m。顶板厚度除梁端附近区段外均为35cm，底板厚度按照圆曲线形式从40cm变化至70cm，并在中隔墙附近进行局部加厚至135.7cm。主桥梁部中支点和跨中横断面如图4所示。

3.2 主梁预应力体系

主梁采用纵向预应力体系。纵向预应力束采用15-7？准5和17-7？准5两种高强度、低松弛钢绞线，抗拉标准强度fpk=1860MPa，钢束的锚下张拉控制应力顶底板钢束采用0.65fpk=1209MPa，腹板钢束采用0.72fpk=1339.2MPa。顶底板钢束在梁端采取单端张拉形式，其余纵向钢束均采用两端张拉。

4  结构计算分析

该桥主体结构计算采用西南交通大学“桥梁结构分析系统BSASPro2017（v5.01）”，全梁共计划分为239个节点，238个单元，根据拟定施工方法和步骤，按照平面杆系结构进行整体分析。

计算荷载考虑活载、恒载、支点不均匀沉降、制动力、预应力、温度变化、体系转换影响及混凝土收缩徐变等因素。

5  合龙方式对比分析

随着施工阶段进程的推进，连续梁的结构形式、支承条件以及荷载作用方式等都在不断变换，合龙顺序是整个连续梁施工过程中的关键阶段，不同的施工合龙顺序由于初始恒载内力不同，超静定次数及收缩徐变进程的变化导致桥梁产生次位力及应力重分布，影响桥梁结构的成桥线形和内力状态。同时连续梁桥的合龙顺序的不同也会导致施工方法及施工难易程度有所不同，从而影响施工工期和施工成本。

5.1 连续梁合龙分段及合龙顺序划分

合龙方式的选择是连续梁施工过程中的关键环节，不同的合龙顺序对桥梁结构应力和线形产生影响较大，另外关系到施工工期、施工安全以及施工成本控制等多方面因素。因此应结合设计施工规范及现场地质水文条件、施工工期、进度方面选择最优合龙方案。

本项目（38.95+5×70+38.95）m预应力混凝土连续梁包含两侧边跨及五个中跨，共计7孔（见图1），通过对不同合龙顺序的检算，选取模型的一半进行分析，根据不同合龙工况下结果对比分析。

工况一：按先合龙第一孔、第七孔，再合龙第二、四、六孔，最后合龙第三、五孔三个阶段进行。

工况二：按合龙第二、四、六孔，再合龙第一、三、五、七孔两个阶段进行。

5.2 计算结果分析

按照工况一和工况二两种方式对成桥10年后主梁的挠度位移及内力进行计算，对两种工况下连续梁的整体挠度和控制截面的进行比较分析。

根据不同合龙方式十年挠度值结果可看出，工况二后期徐变变形较大，最大挠度差为34.6mm，见表1。由此可得出采用工况一的合龙顺序相比工况二而言，连续梁边跨及中跨后期徐变变形要小。

分析两种工况下控制截面应力，两种工况下成桥后恒载产生的顶底板应力（见表2），应力趋势总体走向基本相同，但是相比与工况二来说，工况一控制截面产生的顶板应力较大，底板应力较小，但总体相差不大。

两种工况下控制截面弯矩见表3，根据计算结果，工况一和工况二在所选择的控制截面处弯矩总体趋势相近，但是除1跨支点截面和2跨支点截面外，其余截面在工况一下的弯矩是小于工况二的，其中在3跨跨中截面处，工况一较工况二的弯矩小268kN·m。

通过对两种工况下支座位移的分析，结果显示（见表4），工况一的支座位移量要整体小于工况二。

6  结语

本文结合天水市有轨电车渭河特大橋（38.95+5×70+38.95）m预应力混凝土连续梁实例，对比分析了两种不同合龙方式对连续梁成桥后的线形及内力的影响，通过模拟两种不同的合龙顺序，分析成桥后全梁整体挠度及内力，结果显示工况一的合龙顺序是优于工况二的合龙顺序。两种工况下的控制截面的应力相差不大，因此可优先采用工况一的合龙顺序。

设计中要全面考虑不同合拢顺序下，梁体应力和位移的变化情况，以合理指导施工过程，本文通过对合龙顺序的对比分析，为国内相似多跨连续梁合龙顺序选择提供参考。

参考文献：

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