下穿铁路斜交框架桥的空间结构分析.pdfVIP

维普资讯 铁 道 建 筑 2005年第 7期 RailwayEn~neering 3l 文章编号 ：1003．1995(2oo5)o7．0031—03 下穿铁路斜交框架桥的空间结构分析 周家新 (铁道建筑研究设计 院，北京 102600) 摘要：文章采用空间有限元分析的方法，分析 了下穿铁路框架桥的空间受力特性，并根据分析结果选择 合适 的配筋方案 ，为斜交框架桥 的设计提供更准确的方法。 关键词 ：下穿铁路 斜交框架桥 空间分析 中图分类号 ：，ITU312 文献标识码 ：A 铁路跨越公路一般采用框架桥结构 。框架桥指 由 以54。的交角下穿铁路并与唐古路斜交 ，采用斜交框架 顶板、底板 、边板和多跨结构的中板组成的封 闭框架 。 桥的形式。设计 中采用 2孔 9m普通钢筋混凝土封 闭 顶板承受铁路列车荷载，底板承受公路 、人行等荷载 。 式框架的结构形式 ，顶进法施工，正截面尺寸为顶板厚 目前 ，对线形要求很高的道路在下穿铁路时，多采用斜 为 0．8m，底板厚为 0．9m，边墙和 中墙厚 0．9m，框架 交框架桥的形式。 桥总高为 7．5m，结构净高为 5．8m，使用净空为 4．5 m，框架桥正向宽为 20．7m，长为 15．732nl。在斜跨度 1 框架桥 的结构计算方法 方 向为 111．2I11+1112．5I11+111．2I11+1112．5mill+ 111．2m，平面布置见图 1。 正交框架桥往往采用简化计算 的方法 ，沿桥正 向 取单位长度的梁段 ，按平面框架结构建立模 型，恒载 、 列车活载、汽车和人行活载 以及活载引起 的土压力都 可以简化为分布荷载作用在结构上。参考 《公路钢筋 混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》关于斜板的规 定，对于列车线路垂直方 向与支承边夹角 15。的斜交 框架桥，可以按照正交框架桥，简化为平面框架计算。 但对于 15。，特别是 30。的情况，按平 面框架计算会 产生很大的误差 ，原因是 由于空间效应而产生的内力 增大，例如在斜板的钝角部位 和支承力附近 、板的跨 中、边中板与顶板 、底板连接处 ，其 内力都 比平面框架 图 1 框架桥平面布置图 计算结果要大很多。因此有必要建立斜交框架桥的空 间计算模型，对荷载和约束在空间上进行简化 ，以研究 地质状况为 自上而下依次为 ：人工填筑土，厚约 3 结构的空间力学特性。 m；低液限粘土，厚约 1．3m；再下为细颗粒粉细纱 ，厚 对于斜交框架桥的空间分析方法，有几种选择：梁 约9．7m，地基基本 承载力为 240kPa。框架桥底板作 格法 、空间板分析 、空间实体分析。从桥梁设计应用的 用在粉细砂层上。 角度 ，考虑到既要保证计算的精度、能解决 目前遇到的 设计荷载包括 ：①铁路活载：中一活载，列车冲击 复杂的空间问题 ，又能比较容易地建立力学模型、简化 力、边板外侧活载土压力；②城市 活载 ：城 A；③恒载 ： 荷载 ，经过 比较，采用空间板模型更适合桥梁设计的计 结构 自重、线路设备重 、静土压力；④其他 ：混凝土收缩 算需要 。 徐变、温度效应 。 2 开平新城立交桥下穿铁路框架桥结构分析 3 空间结构模型的建立 唐山市开平新城立交桥 ，在