地铁与轻轨高架结构设计
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地下铁道
第4章 地下铁道结构设计
第13节 地铁与轻轨高架结构设计
地
铁 ☆高架结构设计
与 轻 轨 高
架 ☆高架结构计算
结 构
☆设计原则
高
架
☆高架桥立面布置
结 构
☆横断面设计
设
☆墩台与基础
计
☆车站结构
❖设计原则
（1）经济 （2）适用 （3）安全 （4）美观
用先进的施工技术和 方法
构件标准化和预制 化
低高度板梁 (单位：mm)
预应力混凝T型梁 Prestressed concrete
T-shaped beam
✓T梁与箱梁同属肋梁式结构，它兼具 箱梁刚度大、材料用量省的特点， 主梁采用工厂或现场预制，可提高 质量，减薄主梁尺寸，减轻整个桥 梁自重。
✓跨梁由多片预制主梁相互连接而成， 吊装重量小，构件容易修复或更换， 避免了箱梁内模的拆除困难。
❖横断面设计
桥 梁
横
断
面
根据高架桥的限界、设备安装位置
布
置
及
桥
面
宽
度
受 力、 经 济 和 施 工 等
预应力 混凝土箱梁
组合箱梁 等型式
桥梁横 断面
预应力 混凝土板梁
后张法 预应力 混凝土 T形梁
➢钢梁
➢造价高，车辆过桥时噪声大， 维修工作量大等缺点，较少 采用。
预应力混凝土箱梁 Prestressed concrete
轨道明珠线单室双箱梁30m跨标准截面(单位：mm)
广州 珠海 轻轨 江门 段箱 梁32m 长
预应力混凝土板梁 Prestressed concrete
slab beam
✓Advantages
✓ 结构高度小，外形简洁，结构简单，便于吊装。
✓ 经济跨度为16m～20m。
✓ 截面主要有：空心板、低高度板和异形板。
墩台与基础
➢ 原则：安全耐久，满足交通要求，造价低，维修养护少，预 制施工方便，工期短，与城市环境和谐，桥墩位置和形状要 尽量多透空、少占地等。
➢ 桥墩形状：T形墩、双柱墩、V形和Y形墩等。 ➢ T形墩：既能减轻墩身重量，节约工程材料，减少占地面积，
又较美观。
➢ T形墩身截面一般为：圆柱形、矩形、六角形等。 ➢ T形墩与区间T形梁、箱梁、槽形梁等上部结构相结合，则上
下部结构的线过渡平顺，受力合理。
a)倒Βιβλιοθήκη Baidu形桥墩 b)双柱式桥墩
c) T形桥墩 d) Y形桥墩
T形墩
重庆轻轨的T型墩
天津轻轨的T型墩
重庆轻轨区间的T型墩
重庆轻轨区间的T型墩
马来西亚 轻轨的T型 墩（2006 年10月20 日发生脱 轨事故）
➢双柱墩：重量轻，节省工程材料，承载能力和稳定性均
较强。但美观较差，透空性不好，占地面积大。
➢V形墩和Y形墩：重量轻，占地面积小，外表美观简
符合使用的要求
造型优美与环境协 调
➢其他一些要求：
（1）市区要降低噪声、减少城市污染、消 除楼房遮光和防止电磁波干扰等措施；
（2）防止杂散电流腐蚀措施，对钢结构的 防锈处理；
（3）结构设计应预留安装设备的管道及孔 洞位置。
地铁与轻轨高架结构工程是城 市永久性建筑的一部分:
其结构设计寿命应>100年以上考虑。
高架桥上应考虑： （1）管线设置或通过要求； （2）设有紧急进出通道； （3）防止列车倾覆的安全措施； （4）在必要地段设置防噪声的屏障； （5）设有防水和排水的措施。
❖高架桥的结构设计
桥梁体系选择 确定桥长 分跨布置 梁高 桥下净空
高 ❖（1）简支梁 架 ❖freely supported beam
box beam
✓Advantages:
✓ (1)闭合薄壁截面抗扭刚度大，整体受力性能好。
✓ (2)顶板和底板具有较大面积，能够有效抵抗正负弯 矩，并满足配筋要求。
✓ (3) 箱梁材料用量最小。
✓ (4) 箱型截面外形简洁，箱底面平整，线条流畅， 配以造型简洁的圆柱墩或Y型墩，非常适合于现代化 的城市桥梁。
✓ ①空心板梁每跨可由4～8片拼装而成，每片吊装重量约 40t～50t；
✓ ②低高度板梁采用2片拼装，相对吊装重量大；
✓ ③异形板梁在美观上占有优势，它采用单片梁形式，一般 采用现浇施工，工期长。
✓ 受力上，板梁的抗扭刚度小，对抵抗列车偏载不利。多片 空心板梁也可用在道岔及有配线的地段。
空心板梁(单位：mm)
梁
以 ❖（2）连续梁
受
❖continuous beam
力 特 点
❖（3）悬臂梁 ❖ cantilever beam
轨道特点、 整体道床、 无缝线路
特殊地段 (跨河、 谷地段)
❖ 简支梁
❖freely supported beam
特点：结构简单，受力明确，容易做到设计标 准化、制造工厂化，安装架设方便，施工速度 快，适用于中小跨度。
❖ 连续梁
❖continuous beam
特点：跨度较大时，多采用连续梁桥，它能降低材
料用量，减少伸缩缝数量，改善行车条件，提高桥梁 的可靠性和耐久性，但它的设计和施工比较复杂，对 支座的不均匀沉降较敏感。
其他类型
槽形梁
钢箱梁
用等跨、等高梁
满
足
景
标准区间梁合理跨度：
观
20m～30m
的
需
要
桥下净空应符合《城市道路设计规范》 以及城市景观对桥梁净空的要求标准
广 珠 城 际 轻 轨 西 江 特 大 桥
Types of prestressed concrete box beam
宜作为标准区 间梁使用，适 用于景观要求 高、施工能力 强的城市
单室双箱梁(单位：mm)
双室单箱梁 (单位：mm)
材料用少， 外形可做成 流线型，造 型美观，景 观效果好， 但预制施工 困难，此两 种方案适用 于现浇法施 工，在大跨 度桥梁和曲 线桥上使用
✓ 受力兼具箱梁整体性好，抗扭刚度大的优点，同时现 浇连续桥面结构克服了简支梁连接缝多的缺点，使行 车条件得到改善。
✓ 施工上，组合梁预制、运输、吊装方便，架桥速度快， 对城市干扰少；缺点是桥面板需就地灌注，增加现场 混凝土施工量，且先张法只能直线预制，不适于弯梁 桥。美观上，逊色于其它方案。
组合式箱梁 (单位：mm)
✓简支T梁经济跨度为20m～25m。
T形梁 (单位：mm)
组合式箱梁 Combined box beam
✓ 预应力混凝土组合箱梁，是在预制厂内用先张法制造 槽形梁，架立后再在它上面现浇钢筋混凝土连续桥面 板，将槽形梁连成整体，形成组合式箱梁。
✓ 区间由4片简支梁组成，经济跨度23m，吊装重量约 25t。
第4章 地下铁道结构设计
第13节 地铁与轻轨高架结构设计
地
铁 ☆高架结构设计
与 轻 轨 高
架 ☆高架结构计算
结 构
☆设计原则
高
架
☆高架桥立面布置
结 构
☆横断面设计
设
☆墩台与基础
计
☆车站结构
❖设计原则
（1）经济 （2）适用 （3）安全 （4）美观
用先进的施工技术和 方法
构件标准化和预制 化
低高度板梁 (单位：mm)
预应力混凝T型梁 Prestressed concrete
T-shaped beam
✓T梁与箱梁同属肋梁式结构，它兼具 箱梁刚度大、材料用量省的特点， 主梁采用工厂或现场预制，可提高 质量，减薄主梁尺寸，减轻整个桥 梁自重。
✓跨梁由多片预制主梁相互连接而成， 吊装重量小，构件容易修复或更换， 避免了箱梁内模的拆除困难。
❖横断面设计
桥 梁
横
断
面
根据高架桥的限界、设备安装位置
布
置
及
桥
面
宽
度
受 力、 经 济 和 施 工 等
预应力 混凝土箱梁
组合箱梁 等型式
桥梁横 断面
预应力 混凝土板梁
后张法 预应力 混凝土 T形梁
➢钢梁
➢造价高，车辆过桥时噪声大， 维修工作量大等缺点，较少 采用。
预应力混凝土箱梁 Prestressed concrete
轨道明珠线单室双箱梁30m跨标准截面(单位：mm)
广州 珠海 轻轨 江门 段箱 梁32m 长
预应力混凝土板梁 Prestressed concrete
slab beam
✓Advantages
✓ 结构高度小，外形简洁，结构简单，便于吊装。
✓ 经济跨度为16m～20m。
✓ 截面主要有：空心板、低高度板和异形板。
墩台与基础
➢ 原则：安全耐久，满足交通要求，造价低，维修养护少，预 制施工方便，工期短，与城市环境和谐，桥墩位置和形状要 尽量多透空、少占地等。
➢ 桥墩形状：T形墩、双柱墩、V形和Y形墩等。 ➢ T形墩：既能减轻墩身重量，节约工程材料，减少占地面积，
又较美观。
➢ T形墩身截面一般为：圆柱形、矩形、六角形等。 ➢ T形墩与区间T形梁、箱梁、槽形梁等上部结构相结合，则上
下部结构的线过渡平顺，受力合理。
a)倒Βιβλιοθήκη Baidu形桥墩 b)双柱式桥墩
c) T形桥墩 d) Y形桥墩
T形墩
重庆轻轨的T型墩
天津轻轨的T型墩
重庆轻轨区间的T型墩
重庆轻轨区间的T型墩
马来西亚 轻轨的T型 墩（2006 年10月20 日发生脱 轨事故）
➢双柱墩：重量轻，节省工程材料，承载能力和稳定性均
较强。但美观较差，透空性不好，占地面积大。
➢V形墩和Y形墩：重量轻，占地面积小，外表美观简
符合使用的要求
造型优美与环境协 调
➢其他一些要求：
（1）市区要降低噪声、减少城市污染、消 除楼房遮光和防止电磁波干扰等措施；
（2）防止杂散电流腐蚀措施，对钢结构的 防锈处理；
（3）结构设计应预留安装设备的管道及孔 洞位置。
地铁与轻轨高架结构工程是城 市永久性建筑的一部分:
其结构设计寿命应>100年以上考虑。
高架桥上应考虑： （1）管线设置或通过要求； （2）设有紧急进出通道； （3）防止列车倾覆的安全措施； （4）在必要地段设置防噪声的屏障； （5）设有防水和排水的措施。
❖高架桥的结构设计
桥梁体系选择 确定桥长 分跨布置 梁高 桥下净空
高 ❖（1）简支梁 架 ❖freely supported beam
box beam
✓Advantages:
✓ (1)闭合薄壁截面抗扭刚度大，整体受力性能好。
✓ (2)顶板和底板具有较大面积，能够有效抵抗正负弯 矩，并满足配筋要求。
✓ (3) 箱梁材料用量最小。
✓ (4) 箱型截面外形简洁，箱底面平整，线条流畅， 配以造型简洁的圆柱墩或Y型墩，非常适合于现代化 的城市桥梁。
✓ ①空心板梁每跨可由4～8片拼装而成，每片吊装重量约 40t～50t；
✓ ②低高度板梁采用2片拼装，相对吊装重量大；
✓ ③异形板梁在美观上占有优势，它采用单片梁形式，一般 采用现浇施工，工期长。
✓ 受力上，板梁的抗扭刚度小，对抵抗列车偏载不利。多片 空心板梁也可用在道岔及有配线的地段。
空心板梁(单位：mm)
梁
以 ❖（2）连续梁
受
❖continuous beam
力 特 点
❖（3）悬臂梁 ❖ cantilever beam
轨道特点、 整体道床、 无缝线路
特殊地段 (跨河、 谷地段)
❖ 简支梁
❖freely supported beam
特点：结构简单，受力明确，容易做到设计标 准化、制造工厂化，安装架设方便，施工速度 快，适用于中小跨度。
❖ 连续梁
❖continuous beam
特点：跨度较大时，多采用连续梁桥，它能降低材
料用量，减少伸缩缝数量，改善行车条件，提高桥梁 的可靠性和耐久性，但它的设计和施工比较复杂，对 支座的不均匀沉降较敏感。
其他类型
槽形梁
钢箱梁
用等跨、等高梁
满
足
景
标准区间梁合理跨度：
观
20m～30m
的
需
要
桥下净空应符合《城市道路设计规范》 以及城市景观对桥梁净空的要求标准
广 珠 城 际 轻 轨 西 江 特 大 桥
Types of prestressed concrete box beam
宜作为标准区 间梁使用，适 用于景观要求 高、施工能力 强的城市
单室双箱梁(单位：mm)
双室单箱梁 (单位：mm)
材料用少， 外形可做成 流线型，造 型美观，景 观效果好， 但预制施工 困难，此两 种方案适用 于现浇法施 工，在大跨 度桥梁和曲 线桥上使用
✓ 受力兼具箱梁整体性好，抗扭刚度大的优点，同时现 浇连续桥面结构克服了简支梁连接缝多的缺点，使行 车条件得到改善。
✓ 施工上，组合梁预制、运输、吊装方便，架桥速度快， 对城市干扰少；缺点是桥面板需就地灌注，增加现场 混凝土施工量，且先张法只能直线预制，不适于弯梁 桥。美观上，逊色于其它方案。
组合式箱梁 (单位：mm)
✓简支T梁经济跨度为20m～25m。
T形梁 (单位：mm)
组合式箱梁 Combined box beam
✓ 预应力混凝土组合箱梁，是在预制厂内用先张法制造 槽形梁，架立后再在它上面现浇钢筋混凝土连续桥面 板，将槽形梁连成整体，形成组合式箱梁。
✓ 区间由4片简支梁组成，经济跨度23m，吊装重量约 25t。