跨座式单轨高架轨道梁桥墩柱截面选型

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1、跨座式单轨高架轨道梁桥墩柱截面选型马佳任宏业上海市政工程设计研究院上海200092摘要：本文结合重庆市单轨较新线二期工程的实践，分析了跨座式单轨高架桥梁墩柱设计思路和标准化设计的理念。4关键词：跨座式单轨墩柱截面标准化设计1工程概况重庆市单轨较新线二期工程，位于九龙坡区和大渡口区，线路全长4.77km,有大堰村站，马王场站，平安站和新山村站四个车站。其上部结构为跨座式单轨高架轨道梁，下部结构区间以独柱+盖梁的T型桥墩为主（如图1）。在特殊地段还有偏心倒L型桥墩，门式桥墩以及预应力盖梁双柱车站墩。基础以独•・•桩嵌岩基础为主，部分基岩埋深较深

2、处采用了承台加多桩的基础形式。桥梁主要跨径为19〜24m,其中曲线上跨径控制在22m以内。车站为建桥分离形式，大部分车站墩的形式与区间一致，部分车站墩盖梁上需架设站台梁，因此在设计时采用了预应力盖梁桥墩。本文将主要探讨跨座式单轨高架桥梁下部墩柱截面的选型思路及在重庆市«

3、

4、Uli图.1单轨较新线二期工程中的应用。2下部结构主要设计荷载由于跨座式单轨系统目前并无专用的设计规范，因此设计主要依据是主要参考了铁路相应规范并结合跨座式单轨的特点制定的专业技术规范，其中桥梁下部结构设计荷载见表1。表1桥梁下部结构设计荷载①静荷载②动荷载1.主力③冲击

5、荷载④离心荷载⑤支座沉降2.附加力①风压荷载②车辆横向荷载③车辆制动及启动荷载④温度荷载3.特殊力①地震荷载②施工荷载同时根据技术要求，主要的荷载组合有以下14种，见表2。表2主要荷载组合主力主力+纵向附加力主力+横向附加力组合名称双跨双线有车双跨单线有车单跨双线有车单跨单线有车双跨双线有车双跨单线有车单跨双线有车单跨单线有车双跨双线有车双跨单线有车单跨双线有车单跨单线有车荷载组合说明恒载+活载（列车活载+离心力或车辆横向力+冲击力）恒载+活载（列车活载+离心力或车辆横向力+冲击力）+附加力（启动或制动力）恒载+活载（列车活载+离心力或车辆

6、横向力*冲击力）+附加力（风力）主力+特殊荷载主力+特殊荷载恒载+列车活载+施工活载恒载+列车活载十地震荷载下部结构的选型思路重庆市单轨较新线工程，根据当地的地形及线路走向，桥墩多布置在道路中央分隔带上，因此采用以独柱墩为主的形式，这有利于墩柱的布置，节约了用地，同时也使高架桥梁上下部协调一致。在一期工程中，独柱墩主要以方形截面的为主，截面尺寸以0.1m为模数，根据墩柱高度和曲•线半径的不同情况，截面尺寸从1.5mxl.5m变化到2.2mx2.2m,盖梁的顺桥向尺寸也相应的从2.2m变化到2.4m,以适应墩柱。而在实际施工中，为保证墩柱的混

7、凝土外观质量，施工单位大量采用了整体式钢模板，由于墩柱截面形式较多，因此定型钢模的种类也相应增多，这大大增加了施工成本，也给施工带了不便。为此，根据业主的要求，在二期工程的下部结构设计中，在汲取一期工程经验的同时，调整了墩柱截面形式。主要思路是匕在满足墩顶变形控制和墩柱结构强度，裂缝控制和配筋率等要求的前提下，对不同高度和半径条件下的墩柱截面进行归类，尽量减少墩柱截面的形式，以降低施工成本。此外，对于一般的桥墩的盖梁类型，二期工程也进行了归类统一。这样就降低了施工模板的成本，在简化了设计的同时，也简化了施工，对提高施工速度，控制质量都是有利

8、的。III-1iiaIff[III4下部结构选型的实践墩柱截面尺寸的确定，主要考虑几个因素：桥墩的墩顶变形控制（即桥墩的抗推刚度控制）;墩柱自身强度控制；墩柱裂缝宽度控制；墩柱稳定性控制。而设计中，这些因素并非同时发生作用，它们之间也有着制约关系，比如当控制桥墩的抗推刚度时，墩柱的长细比自然会受到限制，墩柱的稳定性此时将不再起控制作用；又如当墩柱较低时，刚度要求得到的截面尺寸，又可能小于按强度和配筋率要求得到的截面尺寸。因此，对于不同线路条件下的墩柱截面尺寸的确定，必须仔细先分析其主要的控制因素，然后再选型和归类。根据跨座式单轨系统的技术要

9、求，墩顶位移控制值为40mm（正常使用状态下），这一标准其・419・实较公路和铁路规范的5xL05的要求有所降低（在不影响正常使用的情况下，降低桥墩的刚度有利于降低桥墩的地震反应）。在实际计算中，主要是在主力加附加力的条件下控制墩顶位移值。而在技术要求中，明确了顺桥方向的附加力与横桥方向的附加力不叠加，因此在设计计算时需要分别考虑了顺桥向和横桥向两个方向上的墩顶位移控制。以两跨22ni简支梁，线路半径100m,设计车速45km/h为例，其墩顶荷载组合值见表3体组合方式见前表）。顺桥向墩顶荷载效应横桥向墩顶荷载效应水平力弯矩水平力弯矩222.

10、5836.2333.2994.3表3墩顶荷载组合可见横桥向水平力大于顺桥向水平力，弯矩也相应较大。因此如果采用两个方向等刚度设计,就不够合理了。kprJ.在实际设计中，为方便施工