淺談城市軌道交通高架橋的選型

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1、淺談城市軌道交通高架橋的選型摘　要:論述了城市軌道交通高架橋選擇的主要影響因素,對常用的高架橋的橋式方案,橋梁的上部結(jié)構(gòu)及下部結(jié)構(gòu)的選型進行了詳細論述,為進行城市軌道交通高架橋的設(shè)計提供了參考依據(jù)。關(guān)鍵詞:城市軌道交通,高架橋,上部結(jié)構(gòu),下部結(jié)構(gòu)隨著城市化進程加快和城市人口增加,城市交通狀況日益惡化,因此我國加快了城市軌道交通的建設(shè)。城市軌道交通主要有地鐵系統(tǒng)和輕軌系統(tǒng),目前,國內(nèi)已經(jīng)在十幾個城市開始了軌道交通工程建設(shè)項目,并已在北京、上海、廣州、深圳、重慶、南京、武漢、大連、天津等城市開通了城市軌道交通運營。眾所周知,地鐵的建設(shè)成本很高,地鐵的地下線造價達到8000元/m2~1000

2、0元/m2,而高架線的造價一般為3000元/m2左右。另外,高架線路能充分利用城市空間,節(jié)約城市寶貴用地,建設(shè)周期相對較短。因此,高架橋在城市軌道交通中被廣泛采用。高架橋的選型,是橋梁工程師在進行設(shè)計時的首要工作。現(xiàn)就城市軌道交通高架橋選型方面談一些看法。1高架橋選擇的主要影響因素1.1高架橋與景觀影響1)高架橋的結(jié)構(gòu)形式必須根據(jù)周邊環(huán)境,按照橋梁美學的理念,采用合理的線形和高寬比、高跨比。2)通過景觀設(shè)計,提高高架橋與城市景觀的協(xié)調(diào)性。1.2高架橋與環(huán)境影響1)在人口密集區(qū)考慮采用槽形梁,可有效降低列車運行時的噪聲影響;基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)可以減小振動向遠距離的傳播;采用抗振動性能好的板式

3、支座能減小列車運行時產(chǎn)生的振動噪音。2)在線路中間設(shè)置T型隔聲屏,線路兩側(cè)設(shè)倒L式隔聲屏,在噪聲敏感地段的線路兩側(cè)或單側(cè)設(shè)置大型折板式隔聲屏,可以達到很好的降噪效果。2高架橋橋式方案比選1)簡支梁結(jié)構(gòu)簡單,受力明確,對地基的適應性比較強,當?shù)鼗l(fā)生局部均勻沉降時可以通過調(diào)整支座高度或支承墊石標高等方法來恢復橋面標高。2)簡支梁的設(shè)計與施工經(jīng)驗比較成熟,能適應現(xiàn)澆、整孔預制吊裝、節(jié)段預制拼裝等多種施工方法。梁體的制造便于工廠化、標準化,安裝架設(shè)方便,有利于縮短工期,減少軌道交通建設(shè)對周圍環(huán)境的影響。3)簡支梁橋建成后維護作業(yè)相對簡單方便,有利于線路保持良好的運營狀態(tài)。3高架橋上部結(jié)構(gòu)選型

4、3.1箱梁目前,國內(nèi)外大多數(shù)城市軌道交通高架橋的梁部都采用箱梁。箱梁具有以下優(yōu)點:1)箱梁的橋梁建筑高度適中,外觀簡潔、美觀,線型流暢,景觀效果比較好。2)具有閉合薄壁截面,抗扭剛度大,整體受力性能好,動力穩(wěn)定性好,用料較省。箱梁頂板和底板都具有較大的面積,能有效地抵抗正負彎矩,并滿足配筋要求。尤其是在偏心荷載作用下,箱梁的整體受力情況較T梁有利。3)箱梁有嵌固在梁上的懸臂板,懸臂板的長度可以在一定范圍內(nèi)變化,而且腹板的間距也能放大,因此箱梁能適應變寬截面,在區(qū)間直線段、曲線段及折返線等處均可采用,便于統(tǒng)一同一條線路的梁型。4)箱梁的適用范圍比較廣,可用于簡支梁體系和連續(xù)梁體系,能適用

5、于各種跨度,各種墩形。設(shè)計與施工經(jīng)驗成熟,能滿足標準化和現(xiàn)代化的施工要求。3.2槽型梁槽型梁是一種下承式結(jié)構(gòu),在國內(nèi)應用很少,在美國有工程實例。槽型梁有以下優(yōu)點:1)橋梁建筑高度低,便于城市道路間立體交叉,適用于凈空控制且有特殊跨越要求的地段。由于梁高比較低,能壓低線路標高,節(jié)約總投資。2)兩側(cè)腹板能隔絕部分輪軌運行時產(chǎn)生的噪音,達到類似聲屏障的作用,減少車輛的噪聲影響。3)斷面綜合利用率比較高,主梁上翼緣可兼做檢修及旅客緊急疏散通道,在車站內(nèi)部可以作為站臺寬度使用,下部空間可布置通信、信號、電力電纜等管線,橋梁的整體景觀效果比較好。4)槽型梁兩側(cè)主梁可防止脫軌車輛傾覆下落,給行車安全

6、提供了可靠的保證。但槽型梁造價較高,設(shè)計、施工經(jīng)驗比較少,而且施工難度大,工期長,施工時對周邊環(huán)境的影響比較大。3.3空心板梁空心板梁曾應用于深圳的鐵路高架橋,主要有以下優(yōu)點:1)橋梁建筑高度較低,自重輕,受力清晰。設(shè)計、施工經(jīng)驗相當成熟,適合于整孔預制,施工進度快。2)空心板梁適宜在高架線路道岔區(qū)采用。在高架道岔區(qū),線路走向及道岔布置的方式多樣,結(jié)構(gòu)受力情況比較復雜,采用整體預應力混凝土空心板梁,有利于結(jié)構(gòu)整體受力,有利于靈活調(diào)整道岔的布設(shè)位置,同時能提高結(jié)構(gòu)滿足線路和道岔布設(shè)造成異形結(jié)構(gòu)的適應性。但空心板梁的缺點也很明顯:1)板梁若采用預制安裝,各片板梁間鉸接,橫向連接不強,使用時

7、容易引起橋面開裂。2)由于板梁的梁高比較低,相應剛度較小,預應力度大則容易上拱,預應力度小則容易下?lián)?梁部后期收縮徐變較大,不利于軌道交通線路軌道調(diào)高要求。3.4下承式脊梁下承式脊梁在我國的城市軌道交通高架橋中尚無應用。其主要特點有:1)橋梁建筑高度即為挑臂板的厚度,高度低,不受跨度改變的影響,有利于線路專業(yè)的選線。2)可以綜合利用各種構(gòu)造,提高結(jié)構(gòu)的利用率。如脊梁、邊梁可防噪,脊梁頂可用做檢修通道等。3)可采用預制桿件拼裝施工,進度快,受干擾