上海轨道通8号线二期u型梁高架结构优化设计【ppt】

1上海轨道交通8号线二期JeanCharlesVollerySYSTRA亚太地区土建项目负责人U型梁高架结构优化设计HaythemAmamiSYSTRA结构工程师8号线U型梁高架优化设计现场协调人2SYSTRA公司简介NocommunicationorreproductionwithoutpriorauthorisationofSYSTRA3法国SYSTRA公司…业绩遍及世界140多个国家，250多个城市June20064Banques银行投资RATPGroup(巴黎大区地铁-公交总公司)SNCFGroup(法国国营铁路总公司)投资创建SYSTRA36%36%28%72%SYSTRA技术资源由法国国营铁路总公司(SNCF)和巴黎大区地铁-公交总公司(RATP)共同创建5SYSTRA公司致力于城市和铁路交通项目…高速铁路，普速铁路，地铁（MRT），轻轨(LRT)，有轨电车,自动导向交通系统，快速公交系统（BRT），专线巴士等。SYSTRA公司还积极参与道路、隧道、桥梁等大型土建工程项目。6主要服务内容•项目管理•BOT&PPP•技术培训•技术支持•软件研发:Railsim，Cube(与Citilabs合作)•施工监理与设备监造•测试和系统联合调试•交通规划•可行性研究•交通网络的重建与改建•方案设计与初步设计•详细（施工）设计•基础设施与建筑工程72005年公司营业额地区分布情况Amériques/Moyen-Orient/AfriqueAsie/PacifiqueEuropeFrance23%25%1.706亿欧元35%17%8SYSTRA公司集团的组成SYSTRAS.A.MVALtdMVAHK/AsieSYSTRAConsultingCANARAILSOTECSYSTRA（巴黎总部）MVA（英国）MVA（香港）SYSTRAConsulting（美国）CANARAIL（加拿大）SOTEC（法国）9SYSTRAU型梁高架结构应用实例NocommunicationorreproductionwithoutpriorauthorisationofSYSTRA10插入业绩图片111插入业绩图片212插入业绩图片313插入业绩图片414上海轨道交通8号线U型梁高架结构优化设计NocommunicationorreproductionwithoutpriorauthorisationofSYSTRA15U型梁高架结构优化设计•引言•I)项目概况•II)SYSTRA优化设计2.1.标准跨的设计：区间与车站2.2.特殊跨的设计•III)结构计算•IV)与初步设计的比较•总结168号线U型梁高架结构优化设计引言NocommunicationorreproductionwithoutpriorauthorisationofSYSTRA17•SYSTRA借助其在各地同类项目中积累的经验，同时结合8号线的实际情况提出优化设计建议。•优化设计的总体目标是：–加快施工速度，–确保工程质量，–统一高架结构形式，–加强与城市景观的协调,–降低建设成本。引言在项目中最大化采用U型高架结构18I-8号线U型梁高架结构优化设计项目概况19•土建工程计划于2007年10月底完工•项目总长:6.347km•车站长度（4座）：137mx4=0.548km•区间长度:6.347km–0.548km=5.799km•标准跨径：30米•特殊跨径：道岔/交叉渡线区•没有困难曲线半径项目概况20项目的总体条件•初步设计：–大U：区间–小U：车站和进入车站的区段–箱梁：连接车辆段的交叉渡线区–特殊大U：与小U的过渡–2个区段的结构设计不同21II-8号线U型梁高架结构优化设计SYSTRA优化设计NocommunicationorreproductionwithoutpriorauthorisationofSYSTRA22II-8号线U型梁高架结构优化设计2.1.标准跨的设计NocommunicationorreproductionwithoutpriorauthorisationofSYSTRA232.1.1.区间的标准跨设计采用预制小Ｕ梁结构–30m标准跨径(局部可调整)可方便地缩短跨径可方便地加长跨径24区间Ｕ型梁结构标准断面30m跨径Plan10625单线Ｕ型梁标准断面plan10626平面图plan201曲线段采用相同的设计27外观效果图28Ｕ型梁结构3维图整个跨断面统一29标准断面详细布置LowVoltage强电电缆弱电电缆plan20230预应力钢束的布置Plan204,2067xT159xT1531plan2047xT159xT153230m≤30m最长至10m超出３０米标准跨径的情况采用扩展盖梁33施工方法2台起重机吊装150吨的预制梁现场预制采用标准设备进行施工34台湾内湖线预制梁吊装-1小时完成１孔小Ｕ35台湾内湖线预制梁吊装-1小时完成１孔小Ｕ36台湾内湖线372.1.2车站标准跨采用预制小Ｕ结构38plan2239紧急疏散405.224m4.713m41Plan24,2542II-8号线U型梁高架结构优化设计2.2.特殊跨的设计航天公园站前后道岔区NocommunicationorreproductionwithoutpriorauthorisationofSYSTRA43采用现场浇筑的特殊Ｕ型梁结构–符合轨道的要求,–尽可能采用统一的高架结构，减少特殊结构,–改善城市景观，–方便施工，–满足桥下净空要求。442.2.1.航天公园站前采用现场浇筑的特殊Ｕ型梁结构45总体布置plan11046断面图plan11247断面图plan112482.2.2.航天公园站后采用现场浇筑的特殊Ｕ型梁结构49总体布置plan11450断面图Plan115,11651III-8号线U型梁高架结构优化设计结构计算NocommunicationorreproductionwithoutpriorauthorisationofSYSTRA523.1.设计依据项目限值规范活载条件下的挠度≤L/2000设计基本规定预应力系数0.7TB10002.3-2005$6.1.3强度K（纵向钢筋达到抗拉计算强度，受压区混凝土达到抗压极限强度）2.0TB10002.3-2005$6.2.3抗剪力K2（混凝土主拉应力达到抗拉极限强度）2.0TB10002.3-2005$6.3.16剪力钢筋K1（非预应力箍筋达到计算强度）1.8TB10002.3-2005$6.3.17强度安全系数抗裂安全系数Kf1.2TB10002.3-2005$6.3.9最大控制应力≤0.75fpkTB10002.3-2005$6.4.1初始应力≤0.65fpkTB10002.3-2005$6.4.3预应力损失≤0.60fpkTB10002.3-2005$6.3.13预应力钢束的应力疲劳应力范围≤140MN/m2TB10002.3-2005$6.3.14张拉过程（压应力）≤0.75f’cTB10002.3-2005$6.4.4张拉过程（拉应力）≤0.70f’ctTB10002.3-2005$6.4.4运营条件（压应力）≤0.5fcTB10002.3-2005$6.3.10运营条件（拉应力）≤0.70fctTB10002.3-2005$6.3.11剪应力≤0.17fcTB10002.3-2005$6.3.15主要压应力≤0.60fcTB10002.3-2005$6.3.9混凝土应力主要拉应力≤fctTB10002.3-2005$6.3.9533.1.设计依据材料：•混凝土：C55,其中fc=37MPa,fct=3.3MPa,Ec=3.6x104MPaρc=25kN/m3•钢筋：HRB335,其中fs=f’s=335MPa,Es=2.0x105MPa•预应力钢束：fpk=1860MPa(fp=0.9fpk=1674MPa),Es=1.95x105MPa•钢束的截面积：139mm²(锚具OVM15A-1)•控制张拉应力f=0.75x0.93x1860=0.70x1860=1300MPa荷载：•二期恒载(SIDL):2.53t/m•活载（LL）:14t/essieu•冲击系数（Impactfactor）:1.18•离心力（CentrifugalForce）•风载（Wind）•温度作用（Temperatureeffect）•特殊荷载：地震力，断轨力，离车冲击力543.2.结构计算553.2.结构计算•使用有限元模型（Robot板壳单元）考虑列车轮载下的局部作用•使用有限元模型（杆单元）来考虑恒载及预应力作用（底板整体挠曲）563.2.结构计算•列车荷载–用于计算跨中的最大弯矩XYZkPaCas:21(Trainmoment)573.2.结构计算XYZkPaCas:20(Traindefmax)•列车荷载–跨中变形最大DZ583.2.结构计算•跨中标准断面：593.2.结构计算•S=1.989m²•Iy=0.757m4;•vz_sup=1.152mvz_inf=0.648m•Iz=6.765m4;•vy_int=2.582mvy_ext=2.642m603.2.结构计算•跨端断面：613.2.结构计算•端横梁厚度:313mm•S=2.349m²•Iy=0.884m4;•vz_sup=1.250m;vz_inf=0.610m•Iz=7.621m4;•vy_int=2.582m;vy_ext=2.642m623.3.设计检算和结果杆单元模型：DZ=1.088cmDZlim=2880/2000=1.44cm633.3.设计检算和结果XYZkPaCas:20(Traindefmax)D閜0.5cm板单元模型:Dz=-1.011cm，规范要求Dzlim=L/28.8=1.44cm643.3.设计检算与结果•横向自振频率：在计算横向自振频率时，我们考虑了基础刚度以及相邻两跨（标准跨径30米）的质量，计算结果：F=4.14Hz，中国地铁设计规范要求：Flim=90/28.8=3.155653.3.设计检算与结果•对前１０种振动模式的研究•自振频率•各个方向上参与的质量Cas/ModeValeurpropreFréquence(Hz)Période(sec)PrécisionPulsation(1/sec)Mas.cour.UX(%)Mas.cour.UY(%)Mas.cour.UZ(%)fréquencelimite(Hz)28/1549.133.730.27023.430.64058.9NC28/2675.364.140.24025.990.0116.640.033.12528/34244.3810.370.1065.150.1121.9603.12528/45063.6311.330.09071.161.31.603.12528/55991.4512.320.08077.40.0822.4803.12528/66603.6112.930.08081.260.260.710.01NC28/710359.8316.20.060101.784.110.10.16NC28/810666.8216.440.060103.281.010.262.02NC28/915371.7519.730.050123.9858.730.020.36NC28/101553819.840.050124.650.748.670.38NC663.3.设计检算和结构•二阶振型（横向）频率：f=4.14HZXYZCas:28(Modale)D閜0.2cm673.3.设计检算与结果预应力度标准跨单线Ｕ型梁位置σσcλObs.λlimit检算结果跨中-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考虑局部作用0.7OK683.3.设计检算与结果强度检算截面位置荷载组合计算弯矩抗力弯矩KKmin检算结果（kN.m）（kN.m）跨中强