1 國內外有關軌道365JT交通車輛的豎向載重
地鐵作為365JT城市中心地區的主要交通工具,客運能力大,其車輛長度與寬度也較大,且為6或8節編組,站臺長度也較大。輕軌交通作為城市近中心區與郊區聯系的交通方式,客運能力比地鐵小,同時為通過較小的曲線半徑,其所用車輛的長度與寬度也較小。歸納國內外地鐵車輛的資料以及輕軌車輛資料可知:地鐵車輛的主要365JT技術參數 車輛長度,17.0~22.9m;車輛寬度,2.60~3.18m;滿載乘客人數,190~410人;車輛滿載軸重,98.5~156.5kN。輕軌車輛的主要技術參數 車輛長度(4軸車),14.6~18.9m;車輛寬度,2.6~2.84m;滿載乘客人數(4軸車),140~230人;車輛滿載軸重,79.8~110kN。
2 城市軌道交通結構車輛365JT設計荷載
由于客運能力的不同,一般地鐵車輛在長度、寬度、軸重及編組方面均與輕軌交通的車輛有差別。結合國內(北京、上海、廣州)已使用的車輛以及正在擬制的國產車資料,建議城市軌道交通結構設計所采用的車輛豎向載重取以下3種:地鐵A型,地鐵B型,輕軌型。表1中給出了上述3種設計活載的編組及軸重。
表1 城市軌道車輛設計荷載
車輛設計荷載類型編組/輛設計軸重/kN滿載空載
地鐵A型816095
地鐵B型614085
輕軌型611075
制訂上述3種設計活載時,主要基于以下考慮:(1)參考國內外有關地鐵及輕軌交通設計[3],上述3種車輛的滿載軸重是取其中較大的;(2)從車輛構造的發展,車輛材料將由不銹鋼轉向鋁合金,車輛自重將更為減小,而乘客單位長度載重不變化,因此在設計軸重上不必留更多余量;(3)如軌道交通考慮今后可能用于貨物運輸,則應模擬貨運列車載重,進行余留重量。
3 軌道交通車輛引起的橋梁內力值
表2中給出3種不同設計活載引起簡支梁橋梁跨中彎矩值M。如按平均載重,即車輛滿載重量除以車身長度,3種車型基本上差不多。由于地鐵A型集中軸重較大,因此當跨度小于30m時橋梁跨中彎矩要比另外兩類大10%~20%。
表2 車輛載重引起的橋梁跨中彎矩kN·m
4 城市軌道交通雙線橋梁上列車相遇機率分析
設橋梁跨度,L=30m;動車組全長(6輛編組),s=6×22.8m=136.8m;車速,v=60km/h=16.7m/s;發車間隔,t=3min。則橋上有車的時間區段,Δt=(L+s)/v=9.988s;橋上有車的機率,p0=Δt/t=0.05548;橋上雙線有車機率,p=p0×p0=0.003079。設軌道交通使用期為50年,每天平均使用16h,其中基本滿載為5h,則整個使用期內,橋上雙線滿載有車出現次數為5619.2次。由此,建議軌道交通橋梁上雙線列車豎向活載不折減。上面討論的是區間內的橋梁,至于在車站范圍內的雙線橋梁,由于站臺上停靠的時間較長,因此出現雙線有車的機率更大,豎向活載也不折減。