上海軌道交通8號線二期u型梁高架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計【】課件

1、上海軌道交通8號線二期Jean Charles VollerySYSTRA亞太地區(qū)土建項(xiàng)目負(fù)責(zé)人U型梁高架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計Haythem AmamiSYSTRA結(jié)構(gòu)工程師 8號線U型梁高架優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)場協(xié)調(diào)人 1SYSTRA公司簡介 No communication or reproduction without prior authorisation of SYSTRA2法國SYSTRA公司業(yè)績遍及世界140多個國家，250多個城市 June 20063Banques銀行投資RATP Group(巴黎大區(qū)地鐵-公交總公司)SNCF Group(法國國營鐵路總公司)投資創(chuàng)建SYSTRA36%36%2

2、8%72%SYSTRA技術(shù)資源由法國國營鐵路總公司(SNCF)和巴黎大區(qū)地鐵-公交總公司(RATP)共同創(chuàng)建4主要服務(wù)內(nèi)容 項(xiàng)目管理 BOT & PPP 技術(shù)培訓(xùn) 技術(shù)支持 軟件研發(fā): Railsim，Cube (與Citilabs合作) 施工監(jiān)理與設(shè)備監(jiān)造 測試和系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試 交通規(guī)劃 可行性研究 交通網(wǎng)絡(luò)的重建與改建 方案設(shè)計與初步設(shè)計 詳細(xì)（施工）設(shè)計 基礎(chǔ)設(shè)施與建筑工程 62005年公司營業(yè)額地區(qū)分布情況 23%25%1.706 億歐元35%17%7SYSTRAU 型梁高架結(jié)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例 No communication or reproduction without prior aut

3、horisation of SYSTRA9插入業(yè)績圖片110插入業(yè)績圖片211插入業(yè)績圖片312插入業(yè)績圖片413上海軌道交通8號線U型梁高架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計No communication or reproduction without prior authorisation of SYSTRA148號線U型梁高架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計引言No communication or reproduction without prior authorisation of SYSTRA16SYSTRA借助其在各地同類項(xiàng)目中積累的經(jīng)驗(yàn)，同時結(jié)合8號線的實(shí)際情況提出優(yōu)化設(shè)計建議。優(yōu)化設(shè)計的總體目標(biāo)是： 加快施工速度，

4、 確保工程質(zhì)量， 統(tǒng)一高架結(jié)構(gòu)形式，加強(qiáng)與城市景觀的協(xié)調(diào),降低建設(shè)成本。引言在項(xiàng)目中最大化采用U型高架結(jié)構(gòu)17土建工程計劃于2007年10月底完工 項(xiàng)目總長 : 6.347km 車站長度（4座）： 137m x 4 = 0.548 km 區(qū)間長度 : 6.347km 0.548km = 5.799km 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：30米特殊跨徑：道岔/交叉渡線區(qū)沒有困難曲線半徑項(xiàng)目概況 19項(xiàng)目的總體條件初步設(shè)計：大U ：區(qū)間小U：車站和進(jìn)入車站的區(qū)段箱梁：連接車輛段的交叉渡線區(qū) 特殊大 U ：與小 U的過渡2個區(qū)段的結(jié)構(gòu)設(shè)計不同20II - 8號線U型梁高架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 SYSTRA優(yōu)化設(shè)計No commun

5、ication or reproduction without prior authorisation of SYSTRA21II - 8號線U型梁高架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計2.1. 標(biāo)準(zhǔn)跨的設(shè)計No communication or reproduction without prior authorisation of SYSTRA22 2.1.1. 區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)跨設(shè)計 采用預(yù)制小梁結(jié)構(gòu) 30m 標(biāo)準(zhǔn)跨徑 (局部可調(diào)整)可方便地縮短跨徑可方便地加長跨徑23區(qū)間型梁結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)斷面30m 跨徑Plan10624平面圖plan201曲線段采用相同的設(shè)計26外觀效果圖27標(biāo)準(zhǔn)斷面詳細(xì)布置Low Voltage強(qiáng)電

6、電纜弱電電纜plan20229預(yù)應(yīng)力鋼束的布置Plan204,2067 x T159 x T1530plan2047 x T159 x T153130m30m最長至10m超出米標(biāo)準(zhǔn)跨徑的情況采用擴(kuò)展蓋梁32施工方法2臺起重機(jī)吊裝 150噸的預(yù)制梁現(xiàn)場預(yù)制采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行施工33臺灣內(nèi)湖線預(yù)制梁吊裝 -1 小時完成孔小34臺灣內(nèi)湖線預(yù)制梁吊裝 -1 小時完成孔小35臺灣內(nèi)湖線36 2.1.2 車站標(biāo)準(zhǔn)跨采用預(yù)制小結(jié)構(gòu)37plan2238緊急疏散395.224m4.713m40Plan24,2541II - 8號線U型梁高架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計2.2. 特殊跨的設(shè)計航天公園站前后道岔區(qū)No communi

7、cation or reproduction without prior authorisation of SYSTRA42采用現(xiàn)場澆筑的特殊型梁結(jié)構(gòu)符合軌道的要求,盡可能采用統(tǒng)一的高架結(jié)構(gòu)，減少特殊結(jié)構(gòu),改善城市景觀， 方便施工， 滿足橋下凈空要求。 43 2.2.1. 航天公園站前采用現(xiàn)場澆筑的特殊型梁結(jié)構(gòu)44總體布置plan11045斷面圖plan11246斷面圖plan11247 2.2.2. 航天公園站后采用現(xiàn)場澆筑的特殊型梁結(jié)構(gòu)48總體布置plan11449斷面圖Plan115,11650III - 8號線U型梁高架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)計算No communication or rep

8、roduction without prior authorisation of SYSTRA51 3.1. 設(shè)計依據(jù)523.1. 設(shè)計依據(jù)材料：混凝土：C55, 其中 fc = 37 MPa, fct = 3.3 MPa, Ec = 3.6x104 MPa c = 25 kN/m3鋼筋：HRB335, 其中fs = fs = 335 MPa, Es = 2.0 x105 MPa預(yù)應(yīng)力鋼束：fpk = 1860 MPa (fp = 0.9fpk = 1674 MPa), Es = 1.95x105 MPa鋼束的截面積： 139 mm (錨具OVM 15A-1)控制張拉應(yīng)力 f=0.75x0.9

9、3x1860=0.70 x1860=1300 MPa 荷載：二期恒載(SIDL): 2.53t/m活載（LL）: 14t/essieu沖擊系數(shù)（Impact factor）: 1.18離心力（Centrifugal Force）風(fēng)載（Wind）溫度作用（Temperature effect）特殊荷載：地震力，斷軌力，離車沖擊力 53 3.2. 結(jié)構(gòu)計算543.2.結(jié)構(gòu)計算使用有限元模型（Robot板殼單元）考慮列車輪載下的局部作用使用有限元模型（桿單元）來考慮恒載及預(yù)應(yīng)力作用（底板整體撓曲） 553.2. 結(jié)構(gòu)計算列車荷載 用于計算跨中的最大彎矩 563.2. 結(jié)構(gòu)計算 列車荷載 跨中變形最大

10、DZ 573.2.結(jié)構(gòu)計算跨中標(biāo)準(zhǔn)斷面： 58 3.2.結(jié)構(gòu)計算S = 1.989 mIy = 0.757 m4;vz_sup = 1.152 m vz_inf = 0.648 mIz = 6.765m4; vy_int = 2.582 m vy_ext = 2.642 m593.2.結(jié)構(gòu)計算跨端斷面：60 3.2.結(jié)構(gòu)計算端橫梁厚度: 313mmS = 2.349 mIy = 0.884 m4;vz_sup = 1.250 m; vz_inf = 0.610 mIz = 7.621 m4; vy_int = 2.582 m ;vy_ext = 2.642 m613.3. 設(shè)計檢算和結(jié)果 桿單

11、元模型：DZ=1.088cmDZlim=2880/2000=1.44cm623.3. 設(shè)計檢算和結(jié)果板單元模型: Dz= -1.011cm ，規(guī)范要求 Dzlim=L/28.8=1.44cm633.3.設(shè)計檢算與結(jié)果橫向自振頻率： 在計算橫向自振頻率時，我們考慮了基礎(chǔ)剛度以及相鄰兩跨（標(biāo)準(zhǔn)跨徑30米）的質(zhì)量，計算結(jié)果： F=4.14 Hz ，中國地鐵設(shè)計規(guī)范要求：Flim=90/28.8=3.155 643.3.設(shè)計檢算與結(jié)果對前種振動模式的研究 自振頻率各個方向上參與的質(zhì)量653.3. 設(shè)計檢算和結(jié)構(gòu)二階振型（橫向）頻率： f=4.14HZ66 3.3.設(shè)計檢算與結(jié)果預(yù)應(yīng)力度標(biāo)準(zhǔn)跨單線型梁位

12、置cObs. limit檢算結(jié)果跨中-10.911.31.04腹板0.7OK1/4 跨-9.0511.41.260.7OK跨中-12.6611.30.89底板0.7OK1/4 跨-10.8111.41.05考慮局部作用0.7OK673.3.設(shè)計檢算與結(jié)果強(qiáng)度檢算截面位置 荷載組合 計算彎矩抗力彎矩KKmin檢算結(jié)果（kN.m）（kN.m）跨中強(qiáng)度檢算 112732276922.172OK強(qiáng)度檢算 214321.11276921.931.8OK1/4 跨強(qiáng)度檢算 19822276922.812OK強(qiáng)度檢算 211033.89276922.51.8OK683.3.設(shè)計檢算與結(jié)果U型梁上緣的應(yīng)力 =

13、15.9 MPa （主力荷載組合下的應(yīng)力）693.3.設(shè)計檢算與結(jié)果U型梁上緣的應(yīng)力 =16.14 MPa （主力附加力荷載組合下的應(yīng)力）703.3.設(shè)計檢算與結(jié)果U型梁下緣的應(yīng)力 =0.425 MPa（主力荷載組合下的應(yīng)力）713.3.設(shè)計檢算與結(jié)果U型梁下緣的應(yīng)力 =0.291 MPa （主力附加力荷載組合下的應(yīng)力）723.3.設(shè)計檢算與結(jié)果結(jié)構(gòu)下緣恒載+預(yù)應(yīng)力作用下的應(yīng)力： SW+SIDL+P結(jié)構(gòu)上緣733.3.設(shè)計檢算與結(jié)果U型梁底板下緣僅活載作用下的應(yīng)力： 有限元模型底板下緣743.3.設(shè)計檢算與結(jié)果U型梁底板上緣=(9.88-3.83)*0.23/1.80+3.832.59x1.1

14、8=1.54 MPa 僅活載作用下的應(yīng)力： 有限元模型底板上緣753.3.設(shè)計檢算與結(jié)果抗裂檢算：底板頂面最大混凝土應(yīng)力： = 1.54 MPa （壓應(yīng)力）底板底面最大混凝土應(yīng)力： = -0.49 MPa (拉應(yīng)力)局部出現(xiàn)拉應(yīng)力，即使在考慮抗裂系數(shù)的情況下，我們?nèi)钥纱_?？刂圃?.0MPa以內(nèi)，沒有超出0.7fct=2.1MPa的規(guī)范要求，因此，結(jié)構(gòu)是安全的。 76IV - 8號線U型梁高架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與初步設(shè)計的比較 No communication or reproduction without prior authorisation of SYSTRA77最大化采用統(tǒng)一的高架結(jié)構(gòu)形式， 改善城市景觀,降低工程造價， 加快施工速度， 確保工程質(zhì)量。 優(yōu)化設(shè)計的目的78初步設(shè)計優(yōu)化設(shè)計大 U 65% 2%小 U 20% 97%箱梁其他 15% 1%標(biāo)準(zhǔn)跨： 小U跨徑30米