箱梁尺寸设计初稿Word格式.doc

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小城市应采用III级标准。

综合上述因素及我国目前中等城市交通现状，上层道路等级定为II级主干路。

根据《城规》第2.2.1条规定：

各类各级道路计算行车速度按照表1执行。

设计为II级主干路，故采用计算行车速度取。

表1各类各级道路计算行车速度

根据《城规》第4.3.1～4.4.2条的相关规定：

当大型汽车或大、小汽车混行，其计算行车速度超过时，机动车车道宽度取；

非机动车道路的宽度包括几条自行车车道宽度及两侧各25cm路缘带宽度，当非机动车种类为自行车时，宽度取。

根据《城规》4.6.1条规定，行车速度为50-60km/h之间时，分隔带最小宽度为1.5m，取顶板车道总宽度为。

车道总宽度满足《城市桥梁设计荷载标准》第4.1.5条关于车道总宽度与设计车道数的规定（表2）。

表2设计车道数目与车道总宽度的关系

根据我国《城市公共交通分类标准》2.0.4及条文说明相关规定，轻轨一种中运量的轨道交通运输系统，采用钢轮钢轨体系，标准轨距1435mm，主要在城市地面或高架桥上运行，线路类型可以采用专用轨道或高架轨道。

综合巨型截面箱形构件的跨度和我国城市轻轨交通使用现状，根据表2，选择C-I型列车。

表3轻轨系统主要标准及特征表

巨型截面箱梁底板双向行驶两列轻轨，C-I型列车标准宽度为2600mm，《城市轨道交通技术规范》第6.04条规定：

相邻双线线间距，当两线间无建（构）筑物及设备，左右线列车在运行时产生的设备限界加100mm的安全间隙。

《城市轨道交通工程项目建设标准》第三十二条规定：

A、B型车的限界应符合国家现行标准《地铁限界标准》CJJ96的有关规定，其他车型的限界可按《地铁限界标准》CJJ96规定的计算方法确定。

由于本巨型箱型截面构件采用单箱双室，箱内有三个腹板，根据《地铁限界标准》5.4.1规定：

巨型隧道中B1型车线路中心线距离中墙距离为2000mm，距离边墙为2100mm。

C-I型列车的建筑限界标准小于B型车。

考虑安全间隙与巨型截面构件箱内行车与地铁隧道内行车的相似性，建筑限界按B型车取值。

综上得底板宽度至少为。

根据《城市轨道交通铰接车辆通用技术条件》第5.2条规定，C-I型列车车辆顶部设备至轨面高度最小为3700mm。

《地铁限界标准》5.4.1条规定：

B1型车在矩形隧道内轨面以上建筑限界高度定位4200mm（包括上部273mm的设备限界）。

《城市轨道交通技术规范》第6.03条规定，当采用侧向接触网或接触轨授电时，建筑限界高度按设备限界高度加不小于200mm的安全间隙计算确定。

C-I型车建筑限界按B1型车取值，钢轨选择每米60kg钢轨，该类型钢轨轨顶与轨底距离为176mm，根据《地铁设计规范》6.3.14及其条文说明规定：

地铁碎石道床不宜小于250mm，取250mm。

综上得出底板净空高度至少为：

。

箱梁底板宽度对箱梁受力十分敏感，在满足通车净空及宽度的条件下，应减小底板的横桥向受力跨度以改善箱梁的受力状况，此外，斜腹板的景观效果较直腹板佳，所以采用斜腹板形式。

综合以上尺寸，由于腹板采用斜腹板形式，顶板宽为19m，顶板两侧翼缘板长度均为3m，三道腹板厚2.4m，因此底板总宽度为。

二、截面尺寸设计

（1）顶板

确定箱型截面顶板厚度一般需考虑两个因素：

一是满足桥面横向弯矩的要求；

二是满足纵横向预应力筋布置的要求。

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第9.3.3条规定：

箱形截面梁顶、底板的中部厚度，不应小于板净跨径的，且不应小于。

板净跨径为5.5m，其净跨径的小于；

文献《箱梁的剪力滞效应研究综述》提出普通箱梁顶板在腹板间距为6m时厚度一般为；

另外由于其功能要求，箱内不能设置横隔板，截面整体刚度降低，为了保证巨型箱梁截面的稳定性，取顶板中部厚度取为。

箱形截面顶板两侧挑出的翼缘板长度是调节顶板内弯矩的重要因素，箱梁悬臂长度应结合箱梁总宽及箱室布置数量确定，一般中小跨径连续箱梁不宜大于3米，《箱形梁设计理论》指出悬臂板长度一般可以取腹板间距的一半，故取顶板翼缘板长度为3m。

箱梁翼缘悬臂根部厚度可取1/5～1/10的悬臂长度，故悬臂根部厚度取为400mm。

（2）底板

底板作为截面的翼缘板承受弯矩，普通箱梁底板厚度一般为；

同样根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第9.3.3条，并考虑到巨型截面箱梁自身截面大且要满足上下层通车的要求，同时为了满足板内配置纵横向预应力钢筋与普通钢筋的要求，故底板中部厚度设计为。

（3）腹板

箱梁腹板主要承受剪力及主拉应力，并承受局部荷载产生的横向弯曲。

在预应力混凝土桥梁中，其承受的剪应力和主拉应力由于预应力束对荷载剪力的抵消而减小。

除了上述受力因素外，考虑预应力筋布置及混凝土浇筑，箱梁腹板最小厚度取值有以下几种情况：

腹板内无预应力束管道布置时可采用；

腹板内有预应力束管道布置时可采用；

腹板内有预应力束锚固时可采用。

中腹板厚主要由通长钢束及腹板内各类普通钢筋的构造要求决定；

支点处腹板厚应首先满足截面抗剪要求，除此之外尚应满足构造上的要求。

中小跨径连续箱梁跨中腹板厚度一般取40～60cm，支点腹板厚度一般取60～80cm。

箱梁是空间受力结构，腹板是主要受力构件，适当增加腹板的截面尺寸可使底板的受力减小，通过增加腹板尺寸进而增加腹板的受力，减少底板的受力。

另外本文所述的巨型截面箱梁由于考虑了箱内通车所需的通风、采光、消防等要求而开设了一些孔洞，对腹板抗剪性能有了较大的影响，故设计时加大腹板宽度，采用。

（4）承托

承托的形式和尺寸是箱梁细部构造内容之一。

承托提高了截面的抗弯扭刚度，减少了扭转剪应力与畸变应力。

承托使截面线形过渡更加平缓，使次应力减小；

另外从构造上考虑，承托所提供的空间有利于布置纵、横向预应力筋，同时也为减小顶、底板的厚度提供了构造上的保证。

为了合理确定箱梁截面的承托尺寸，参考国内外已建成的有关桥梁统计资料，设计顶板与中腹板、边腹板的承托尺寸均为；

底板与中腹板承托尺寸为。

（5）截面高度

根据表2.2，箱内行车的最小净高为4.3m，箱梁顶底板厚度均为300mm，另外考虑箱内设置环向加劲肋，因此截面高度最终确定为5.1m。

本桥高跨比为1/12，梁高相对较高，为了不致给人以沉重感，并考虑功能的需要，在箱梁腹板中部纵向按一定的间距设置排风及排烟矩形窗户，以增加桥梁的虚实统一性。

综上所述，确定单箱双室三腹板混凝土巨型截面箱梁横截面尺寸如下图所示。

图1箱梁横截面构造示意（mm）