《城市轨道交通桥梁设计》课件.ppt

城市轨道交通桥梁设计

城市轨道交通概述

城轨桥梁作用及特点

城轨桥梁分类上部结构根据承重形式,城轨桥梁上部结构主要包括梁式桥、箱形梁桥、拱式桥、斜张桥和悬索桥等多种类型。每种结构形式都有自身的特点和适用条件,设计时需要综合考虑。下部结构

上部结构类型梁式桥梁式桥是最常见的一种城轨桥梁上部结构形式,承重主要依靠梁的弯曲强度。这种结构布局简单、施工方便,在跨度较短的场合使用较多。箱形梁桥箱形梁桥采用中空的箱形截面,具有承载能力强、刚度高、抗弯性好等优点。适用于跨度中等的城轨桥梁,广泛应用于高架线和地下线。拱式桥拱式桥通过拱的压力传力,实现优越的受力性能。这种结构形式在跨度较大的场合较为常见,如城市重要过江通道等。斜张桥/悬索桥

桥梁上部结构设计荷载确定准确预测城轨桥梁的各类荷载,包括永久荷载、列车荷载、施工荷载等,是上部结构设计的关键。结构优化通过有限元分析等方法,对上部结构进行应力、变形、稳定性等方面的优化设计,确保结构安全可靠。构件尺寸

梁式桥设计梁型选择根据跨度、荷载等因素,选择I型梁、T型梁、箱形梁等不同结构形式。确保梁体承载能力和刚度满足要求。中间支撑对于跨度较大的梁式桥,需要设置中间墩柱支撑。墩柱的设置位置和尺寸会显著影响整体受力特性。连接细节

箱形梁设计截面优化箱形梁的截面形状、尺寸比例等参数直接影响承载能力和抗弯刚度。需要进行多方案比较,确定最优截面。内部分格箱形梁内部通常设置纵横向隔板,形成多个independen腔室。这有利于提高整体稳定性和抗扭能力。连接节点

拱式桥设计拱型选择拱式桥的几何形式包括圆拱、抛物线拱等,需要根据跨径、荷载等因素进行优化。受力机理拱桥通过拱的受压传力实现承载,设计时要充分发挥拱的受力优势,合理配置拱肋和桥面。锚碇设计

斜张桥设计主塔布置斜拉桥的主塔位置和高度直接影响整体受力状态,需要通过荷载分析合理确定。索力布置斜拉索的数量、布置角度和索力大小是关键参数,需要进行复杂的受力分析计算。抗风设计

悬索桥设计索塔设置悬索桥的主索塔位置和高度是核心因素,需要根据跨径、风荷载等进行优化。主索设计主索的直径、数量、钢种等参数直接决定整体承载能力,需要精细计算。锚碇设计

下部结构设计桩基设计桩基是下部结构的基础,其长度、直径、桩型等参数需要根据地质条件进行合理确定。承台设计承台是将上部结构荷载传递到桩基的关键构件,需要细致计算其尺寸和配筋。墩柱设计墩柱的截面尺寸、配筋、连接方式等都直接关系到整体结构的稳定性。基础设计

桩基设计荷载确定准确评估桥梁上部结构和施工作用于桩基的各类永久和临时荷载。地质勘察通过详细的地质勘察,确定地层情况和地基承载力,为桩基设计提供依据。桩型选择根据荷载、地质条件等,选择钻孔灌注桩、预制桩等不同桩型。承载能力

承台设计尺寸确定根据上部结构荷载和桩基排布,确定承台的平面尺寸和高度。配筋计算针对承台的弯矩、剪力等受力,进行详细的配筋设计和校核。与上部连接

墩柱设计截面尺寸根据荷载和稳定性要求,确定墩柱的截面形状和主要尺寸参数。配筋设计针对墩柱所受的弯矩、压力、剪力等作用,合理配置纵向和环向筋。抗震措施

基础设计基础形式根据地质条件和荷载情况,选择浅基础、桩基础或混合基础等合适的基础形式。承载能力详细评估基础的承载能力,确保满足上部结构的荷载要求,保证整体安全。抗浮设计

接触网设计受电弓与接触网受电弓与接触网的匹配设计是关键,确保供电系统可靠平稳运行。绝缘子选择绝缘子的型号、规格、材质等参数直接影响接触网的绝缘性能。支撑结构

支撑结构设计固定支柱固定支柱是承担接触网荷载的主要构件,其布置、截面尺寸等需要合理确定。张力补偿由于温度变化导致的接触网长度变化,需要设置张力补偿装置以保持适宜张力。抗震设计

抗震设计地震作用根据所在地的地震动特性,准确评估桥梁在地震作用下的动力效应。动力分析利用有限元模型进行动力响应分析,确定关键构件的内力和变形状况。抗震措施

桥梁振动分析动力效应运营列车的动荷载会引起桥梁的振动,影响行车安全和桥梁疲劳寿命。动力特性通过理论计算和试验检测,准确获取桥梁的固有频率、阻尼比等动力参数。振动控制

抗风设计风荷载分析根据桥梁位置和周围环境,准确评估风荷载作用,为抗风设计提供依据。气动效应针对桥梁上部结构的气动性能,分析桥梁在强风环境下的振动响应。抗风措施

温度效应分析温度荷载桥梁会受到昼夜温差、季节变化等引起的温度荷载,需要进行详细的热力分析。温度应力温度荷载会在桥梁构件中产生应力和变形,需要合理控制应力水平。变形控制

疲劳设计1荷载谱确定根据桥梁使用情况,准确分析运载列车的数量、行走频率等,确定疲劳荷载谱。2疲劳分析运用疲劳理论方法,对关键构件进行疲劳寿命计算和安全性校核。构造措施

桥梁维护与检修健康监测运用传感技术对桥梁的结构状态、力学性能等进行全面监测,及