朔黄铁路32m超低高度预应力混凝土简支t梁适应30t轴重货车加固改造分析

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1、铁道建筑2014年第11期RailwayEngineering文章编号：1003—1995(2014)11-0001—05朔黄铁路32m超低高度预应力混凝土简支T梁适应30t轴重货车加固改造分析闫晓夏，柯在田，徐玉胜，苏永华，马林(1．中国铁道科学研究院深圳研究设计院，广东深圳518034；2．中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081)摘要：对朔黄铁路跨度32m超低高度预应力混凝土简支T梁适应轴重30t及以上重载货车(1．2倍ZH(2010)活载)进行了检算分析，结果表明梁体的竖向刚度和力学性能已不能满足现行铁路规范的要求，需对桥梁进行加固改造。选取顶

2、升预弯辅助钢梁的加固方案，使原混凝土梁和预弯辅助钢梁组成组合结构，在活载作用下二者跨中挠度协调一致，在30t轴重活载作用下梁体的抗裂性、强度和竖向刚度等各项关键指标均满足现行规范要求，能够达到预期加固效果。关键词：重载铁路超低高度简支T梁加固改造组合结构中图分类号：U441．4；U445．72文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2014．11．01铁路重载运输在集中、大宗、长距离货物运输方面混凝土钻孑L桩基础。梁体设计图号叁桥2005，梁高具有明显的经济优势，其运输效益已由国内外铁路运1．75m(图1)，腹板厚度0．19In，

3、底板宽度1．06m，梁输行业业绩所证实。近年来，随着新技术的应用，铁路长32．601TI，计算跨度32．00m，高跨比为1／18．3。主重载运输得到了快速发展，运输效率不断提高，并已成梁混凝土强度等级为C58，预应力钢束采用75钢绞为世界铁路货物运输的主要发展方向之一。线，公称直径15．2mm，强度级别为1770MPa。设计我国既有铁路普通高度预应力混凝土梁的高跨比活载为中一活载。h／L(h为粱高，为跨度)一般为1／11～1／13，低高度预应力混凝土梁的高跨比h／L一般为1／14—1／16，超低高度预应力混凝土梁的高跨比h／L一般<1／16。铁路跨线地段及平原地

4、区，使用低(超低)高度梁可降低桥梁的建筑高度和路堤高度，经济效益显著。本文针对重载线路上一座32m超低高度简支梁桥，分析了其对30t轴重货车的适应性，并提出了有效的加固方案。图1梁体跨中截面尺寸(单位：mm)1桥梁概况朔黄铁路西起山西省神池县神池南站，东至河北2原梁检算结果省黄骅市黄骅港站，全长585km，为国家I级双线电气化重载铁路，与神朔铁路组成我国西煤东运的第二与普通高度梁相比，超低高度预应力混凝土梁虽大通道。朔黄铁路某跨度32In超低高度预应力混凝然梁体高度受限，但梁体自重与普通高度预应力混凝土简支T梁桥全长45．6m，桥下跨越公路，采用盆式土梁相同；主

5、力作用下，梁体上缘混凝土压应力达到橡胶支座(专桥8156)，双线混凝土耳墙式桥台，钢筋20．52MPa，应力水平较高，且跨中抗裂安全系数、强度安全系数等承载能力指标和竖向刚度较普通高度梁收稿日期：2014-07-06；修回日期：2014—09-20偏小。基金项目：国家科技支撑计划项目(2013BAG20B00)为掌握原梁在中一活载与30t轴重活载作用下的作者简介：闫晓夏(1987一)，男，河北张家口人，研实员，硕士。受力状态并为梁体加固改造提供依据，对原梁进行了2铁道建筑结构检算，检算内容包括梁体强度、抗裂性、主应力和(2010)活载作为30t轴重检算活载。检算

6、活载图竖向刚度等。式、中一活载图式和检算结果分别见图2、图3和依据现行铁路桥涵设计规范，选取1．2倍ZH表1。特种活载普通活载336336336kN3003()f)30O300kN6卜—4——m。【卜14mf———1图21．2倍ZH(2010)活载图式特种活载普通活载250250250kN220220220220220kN『1『IllII¨¨¨¨¨¨lI¨{¨¨I图3中一活载图式表1原梁控制截面检算结果注：压应力为正，拉应力为负。检算结果表明：随着轴重301及以上重载货车的加固效果。钢梁材料选用Q345钢材，弹性模量为开行，梁体所受列车荷载发生显著变化，跨中截面

7、的抗200GPa。组合结构示意图及钢梁尺寸见图4。裂安全系数、强度安全系数等承载能力指标和竖向刚度不能满足现行铁路规范要求，影响重载列车运营安全，且梁体各项指标较普通高度预应力混凝土梁更低，加固改造难度大。3梁体加固方案参考既有铁路桥梁的成功加固实例，分析对比不同方案的加固效果，提出了两种适用于超低高度预图4组合结构跨中示意及钢梁尺寸(单位：mm)应力混凝土简支T梁的加固方案，并对加固效果予以理想条件下原混凝土梁与辅助钢梁按刚度分配活分析。载，即3．1增设辅助钢梁方案M．=MEI，l／(E。，1+212)(1)在原}昆凝土粱外侧增设辅助钢梁(在跨中位置)M=ME

8、，／(E。，+E，：)(