【铁路方案】轨道交通线一期工程车站轨道梁施工方案-

轨道交通线一期工程土建第十标段

王家墩北站轨道梁施工方案

一、编制依据

1、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001

2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

4、我单位其他工程的类似经验

二、设计概况

王家墩北站主体结构为两层单跨矩形框架结构，采用明挖法施工，其围护结构选用800mm地下连续墙，基坑竖向共设四道内支撑。车站外包长182.0米、标准段外包宽19.7米，呈狭长形，东西两侧为盾构井扩大端，盾构井宽24.4米。拟建轨道梁跨度21.3，底部直接坐落于回填碎石上，轨道梁地基下部为冠梁。

图1 轨道梁平面布置图

三、轨道梁设计验算

3.1、最不利荷载

采用一台自重120t的40+5t双葫芦龙门吊，跨度21.3m，轮距10m，单侧悬臂6.45m。龙门吊如下图1所示。

图1 轨道梁正面图 轨道梁侧面图

当40t 及5t 双葫芦都同时满吊且滑至悬臂同一侧时，此时下部轮子受最大压力，即轨道梁有最不利荷载。以龙门吊为研究对象，受力简图如图2，因风荷载相对起重荷载及龙门吊自重荷载都较小，故暂不考虑风荷载。

图2 最不利荷载受力简图

对b 点取距，由0b M =∑，1200*21.3/2+450*(21.3+6.45)=Fa*21.3

得Fa=1191KN,取单个轮子受力为593KN.

设轨道梁横截面为宽600mm ，高700mm 的矩形钢筋混凝土截面形式。按照荷载规范，考虑龙门吊对轨道梁的动荷载采用动静法进行计算，对动荷载乘以1.3的系数。轨道梁受力模型如图3所示，上部承受集中力：轮压593*1.3=770.9kn ；上部承受线荷载：轨道梁自重荷载25*0.65*0.7=11.38kn/m ；下部承受线荷载：地基反力q 。

图3 轨道梁受力简图

3.2、地基承载力验算

轮压的影响范围取1.5m，地基反力简化为均布荷载，

则根据静力平衡基底压力f=770.9/0.5*3+25=422kn/m.

轨道梁下地下连续墙，地基承载力不考虑修正取480kpa。

则该轨道梁尺寸满足地基承载力要求。

3.3、轨道梁内力验算

此受力模型类似于柱下条形基础梁，按照《建筑地基基础设计规范》中对柱下条形基础的设计规定，此受力模型宜采用文克尔弹性地基梁方法进行计算。采用通用有限元结构设计软件sap2000进行内力计算，取30m为计算模型，按照

1m为一个单元进行单元划分，将碎石地基简化成弹簧，弹簧刚度取90000kn/m，建立模型如图4.

图4 轨道梁弹性地基梁受力模型

图5 按照荷载设计值验算的弯矩图

图6 按照荷载设计值验算的剪力图

从内力图中看出，轨道梁受最大正弯矩值取393KN*M,最大负弯矩109KN*M；最大剪力取300KN.

3.4、轨道梁配筋计算

（1）、抗弯验算

a.轨道梁底部主筋配筋计算

混凝土强度等级：C30 fc＝14.33N/mm ft＝1.43N/mm

钢筋强度设计值 fy＝300N/mm Es ＝200000N/mm

由弯矩设计值 M 求配筋面积 As，弯矩 M＝393kN·m

截面尺寸 b×h ＝ 650*700mm ho ＝ h - as ＝ 700-35 ＝ 665mm

相对界限受压区高度ξb

ξb ＝β1 / [1 + fy / (Es * εcu)] ＝ 0.8/[1+300/(200000*0.0033)] ＝ 0.550

受压区高度 x ＝ ho - [ho ^ 2 - 2 * M / (α1 * fc * b)] ^ 0.5

＝ 665-[665^2-2*393000000/(1*14.33*650)]^0.5 ＝ 67mm

相对受压区高度ξ ＝ x / ho ＝ 67/665 ＝ 0.1 ≤ξb ＝ 0.550

纵向受拉钢筋As＝α1*fc*b*x/fy＝1*14.33*650*67/300＝2074mm

配筋率ρ＝ As / (b * ho) ＝ 2074/(650*665) ＝ 0.48%

最小配筋率ρmin＝Max{0.20%,0.45ft/fy}＝Max{0.20%,0.21%}＝0.21%

实配钢筋9根直径18的钢筋，As=2290mm

a.轨道梁顶部主筋配筋计算

混凝土强度等级：C30 fc＝14.33N/mm ft＝1.43N/mm

钢筋强度设计值 fy ＝300N/mm Es＝200000N/mm

由弯矩设计值 M 求配筋面积 As，弯矩 M ＝109kN·m

截面尺寸 b×h ＝ 650*700mm ho ＝ h - as ＝ 700-35 ＝ 665mm

相对界限受压区高度ξb

ξb＝β1/[1 + fy / (Es * εcu)]＝0.8/[1+300/(200000*0.0033)]＝0.550 x ＝ ho - [ho ^ 2 - 2 * M / (α1 * fc * b)] ^ 0.5

＝ 665-[665^2-2*109000000/(1*14.33*650)]^0.5 ＝ 18mm

相对受压区高度ξ ＝ x / ho ＝ 18/665 ＝ 0.027 ≤ξb ＝ 0.550

纵向受拉钢筋As＝α1*fc*b*x/fy＝1*14.33*650*18/300＝554mm

配筋率ρ ＝ As / (b * ho) ＝ 554/(650*665) ＝ 0.13%

最小配筋率ρmin＝Max{0.20%,0.45ft/fy}＝Max{0.20%,0.21%}＝0.21%

As,min ＝ b * h * ρmin＝978mm

实配钢筋5根直径16的钢筋，As=1005mm

（2）、抗剪验算

混凝土强度等级：C30 fc ＝ 14.33N/mm ft ＝ 1.43N/mm

箍筋抗拉强度设计值 fyv ＝ 210N/mm箍筋间距 s ＝ 200mm

由剪力设计值 V 求箍筋面积 Asv，剪力设计值 V ＝ 300kN

截面尺寸 b×h ＝ 650×700mm ho ＝ h - as ＝ 700-35 ＝ 665mm

0.7 * ft * b * ho ＝ 0.7*1.43*650*665 ＝ 433557N ≥ V ＝ 300000N

当 V ≤ 0.7 * ft * b * ho、 500 ＜ H ≤ 800mm 构造要求：

箍筋最小直径 Dmin ＝ 6mm，箍筋最大间距 Smax ＝ 350mm

选取φ8@200的双支箍筋进行构造配筋。

（3）、裂缝验算

允许裂缝宽度为0.3mm。

矩形截面受弯构件构件受力特征系数αcr ＝ 2.1

纵筋根数、直径：：9Φ18

受拉区纵向钢筋的等效直径deq ＝∑(ni * di^2)/∑(ni * υ * di)＝18mm 带肋钢筋的相对粘结特性系数υ ＝ 1

受拉纵筋面积 As ＝ 2290mm钢筋弹性模量 Es ＝ 200000N/mm