35m轨道交通槽形梁设计

苏 国

1 概述

预应力混凝土槽形梁(简称槽形梁)是一种下承式预应力混凝土桥梁结构，由道床板、主梁及端横梁等部分组成。从道床板上通行的线路来分，可分为单线槽形梁与双线槽形梁。按端部支承情况，则可以四点支承，也可以做成满布支承。

与普通桥梁相比，槽形梁具有比较鲜明的特点:可以显著降低结构建筑高度;主梁腹板能有效抑制噪声的传播;主梁还可以作为挡板，防止车辆倾覆，兼作人员逃生通道等［1］。

2 槽形梁受力特点

槽形梁属于一种复杂的空间板梁组合结构，在结构受力上，槽形梁作为一种下承式预应力混凝土结构，具有开口薄壁构件受扭性能差，主梁腹板受力与桥面板连接构造复杂，桥面板弯矩受主梁的扭转刚度影响较大等特点。目前国内轨道交通中槽形梁跨径一般不超过30m，但在跨越城市道路等节点时对跨越能力有更高的要求，本文结合具体轨道交通项目，设计研究35m跨径轨道交通槽形梁，通过大型有限元软件ANSYS建立实体空间模型，分析槽形梁的受力特性，为设计提供指导依据，并在此基础上通过杆系模型进行具体的梁体设计计算。

3 主要设计过程

本次槽形梁拟定断面构造如图1所示。

3.1 空间有限元分析

1)有限元模型。实体单元模型采用通用有限元软件ANSYS进行计算，混凝土单元采用Solid45实体单元模拟，预应力钢绞线采用Link8单元进行模拟，另外利用Surf154单元进行二期面荷载加载。有限元模型如图2，图3所示，Solid45实体单元19320个，Link8单元1680个，Surf154单元2520个，全桥共计23520个单元，27804个节点。……