2012箱梁尺寸设计初稿

混凝土巨型截面箱梁设计

一、功能设计

依据《城市道路设计规范》、《城市桥梁设计荷载标准》、《城市桥梁设计

准则》、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》以及《城市道路交通

规划设计规范》、《城市轨道交通技术规范》等相关技术规范，按面单箱双室等

截面形式，上层中等城市道路、下层城市轻轨设计。

根据《城市道路设计规范》2.1.1及2.1.2条规定：主干路为连接城市各主要

分区的干路，以交通功能为主；大城市应采用各类道路中的I 级标准；中等城市

应采用II 级标准；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50km/h 。

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40km/h 时，机动车车道宽度取3.75m ；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1.0m 。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m m m m 195.11.2523.754=+⨯+⨯。

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1435 mm ，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mm 82002210022000=⨯+⨯。

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：mm

+

+。

4626

4200=

176

250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mm

8200=

2400

+。

mm10600

m

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30

/1小于

200。板净跨径为5.5m，其净跨径的30 /1，且不应小于mm

200；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mm

6m时厚度一般为300mm

-

250；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300。

mm

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250mm

-

200；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300mm。

（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200mm；腹板内有预应力束管道布置时可采用300mm

250；腹板内有预应力束锚固时可采用

-

350mm。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