10.2 荷载及其组合
10.2.1 轻型跨座式单轨交通轨道梁桥结构设计,应根据结构的特性按表9所列的荷载,就其可能出现的最不利组合情况进行计算。
表9 轻型跨座式单轨交通工程结构荷载分类表
10.2.2 轨道梁桥设计仅需考虑主力与一个方向(纵向或横向)的附加力组合。
10.2.3 轨道梁桥设计时应根据不同的荷载组合,将材料基本容许应力和地基容许承载力乘以表10中规定的提高系数。
表10 荷载组合及容许应力提高系数表
表10 荷载组合及容许应力提高系数表(续)
10.2.4 计算结构自重时,一般材料重度应按TB 10002的规定取用;对于附属设备和附属建筑的自重或材料重度,可按所属专业的现行规范或标准取用。
10.2.5 轻型跨座式单轨交通车辆荷载、列车竖向静荷载和列车计算重心位置应分超员、定员和空车三种状态,按下列规定计算:
a)正线、出入段线、试车线、折返线、故障车停留线按超员状态荷载计算;
b)车辆段内其他库线按定员状态计算;
c)分析疲劳和地震力影响时,按定员状态计算;
d)计算车挡及其关联结构时,按空车状态计算。
10.2.6 列车竖向静活载确定应符合下列规定:
a)列车竖向静活载图式按本线列车最大轴重、轴距及近、远期最长列车编组确定。
b)轨道梁设计按照单线行驶列车竖向荷载布置。
c)轨道梁桥下部结构设计,应按列车作用于每一条线路计算,荷载不作折减;高架车站复线加载时,取一线停车、另一线行车状态。
d)影响线加载时,活载图式不得任意截取。
10.2.7 列车竖向动力作用时,列车竖向静活载应乘以动力系数(1+μ),μ值按照下式进行计算:
μ=20/(50+L)(混凝土结构)………(10)
μ=25(50+L)(钢结构和钢混结构)………(11)
式中:
L——桥梁跨度(m)。
10.2.8 位于曲线上的轨道梁桥应考虑列车产生的离心力,其大小等于列车静活载乘以离心力率C,C值按下式计算:
C=v2/127R………(12)
式中:
v——本线设计最高列车速度(km/h);
R——曲线半径(m)。
离心力作用于轨道梁顶面以上车辆重心处。
轨道梁设计时,离心力的作用应考虑轨道梁设置超高后的影响。
10.2.9 列车横向摇摆力应按下列规定计算:
a)二轴车按设计轴重的12%计算;
b)四轴车按设计轴重的25%计算;
c)一列车以一个水平集中荷载取最不利位置,在轨道梁顶面作用于垂直轨道梁轴线方向。
10.2.10 列车制动力或牵引力作用于车辆重心位置,应按列车竖向静活载的15%计算,并符合下列规定:
a)轨道梁设计应按单线计算列车制动力或牵引力;
b)轨道梁桥下部结构设计时制动力或牵引力应移至支座中心处;
c)区间双线轨道梁桥宜仅采用一线的制动力或牵引力,三线或三线以上时,宜采用二线的制动力或牵引力;
d)高架车站及与车站相邻两侧100m范围的区间双线轨道梁桥应采用二线的制动力或牵引力,每线制动力或牵引力取值按列车竖向静活载的10%计算。
10.2.11 列车制动力或牵引力在固定支座和活动支座的分配应按下列公式计算:
固定端:P1=T-μf×R………(13)
活动端:P2=μf×R………(14)
式中:
P1——作用于支座固定端的水平荷载;
P2——作用于支座活动端的水平荷载;
T——作用于梁跨内的水平荷载;
R——作用于支座上的荷载反力;
μf——活动支座摩擦系数,一般取0.1。
10.2.12 区间高架结构风荷载强度应按TB 10002的规定取值。
轨道梁设计应按单线计算轨道与列车风荷载。
轨道梁桥下部结构设计,双线轨道梁桥,线路等高时应该按照100%、50%分别计算迎风面前后两线的列车与轨道梁风荷载;不等高时均应按照100%分别计算两线的列车与轨道梁风荷载。
三线及以上轨道梁桥,线路等高时应按照100%、50%、25%分别计算前后排列三条线路上的列车与轨道梁风荷载;线路不等高时应按照100%、100%、50%分别计算前后三条线路上的列车与轨道梁风荷载。
高架车站内列车风荷载应按照区间列车风荷载的50%计算。
与列车重叠的结构体不再计算风荷载。
10.2.13 温度变化的作用及混凝土收缩的影响,可按TB 10002的规定执行。
设计时采用的基准温度,钢结构应以合龙时温度为准,温度变化范围应考虑历年极端最高和最低气温,日照部分与背光部分的温度差取值为15℃。
混凝土结构随温度升降宜用当地月平均气温为参照来确定,一般取±20℃。
混凝土收缩可按照降温15℃考虑。
混凝土结构不均匀日照温差可按±3℃考虑。
钢结构线膨胀系数取12×10-6。
混凝土结构线膨胀系数取10×10-6。
10.2.14 当轨道梁桥桥墩有可能承受船只撞击时,应设防撞保护设施。当无法设置防撞保护设施时,船只撞击力可按TB 10002的规定计算。
10.2.15 当轨道梁桥墩柱有可能承受汽车撞击时,应设防撞保护设施。当无法设置防撞保护设施时,轨道梁桥墩柱设计必须考虑汽车对墩柱的撞击力。汽车撞击力顺汽车行驶方向时采用1000kN,垂直于汽车行驶方向时采用500kN,作用在路面以上1.20m高度处。
10.2.16 地震作用应按GB 50111的规定计算。
10.2.17 轨道梁桥应按不同施工阶段的施工荷载和运营、养护、检修荷载进行验算。采用轻型跨座式单轨交通架桥机架设的轨道梁,应按照架桥工况对轨道梁和桥墩分别进行验算。当设置检修疏散通道时,应根据通道结构的设置、支承方式合理分析通道荷载及其二期恒载的作用。
10.2.18 轻型跨座式单轨交通线路终端的轨道梁及轨道梁桥、单轨桥,应考虑车挡装置的影响。车挡装置对结构的冲击荷载,应根据车挡对列车冲撞荷载的吸收原理,考虑列车的速度及空车状态计算。
10.2.19 轨道梁桥、单轨桥和道岔桥应考虑轨道梁支座负反力,设置相应的抗力装置。轨道梁支座负反力取以下两公式计算的最不利值:
R=R1+R2+R3/1.5+R4………(15)
R=R2+R3/1.5+R5………(16)
式中:
R——支座反力(kN);
R1——包括列车动力作用的动载所产生的最大负反力(kN);
R2——加在使支座产生负反力部位上的静载所产生的支座反力(kN);
R3——加在使支座产生正反力部位上的静载所产生的支座反力(kN);
R4——风荷载产生的最大负反力(kN);
R5——地震产生的最大负反力(kN)。