1 国内外有关轨道365JT交通车辆的竖向载重
地铁作为365JT城市中心地区的主要交通工具,客运能力大,其车辆长度与宽度也较大,且为6或8节编组,站台长度也较大。轻轨交通作为城市近中心区与郊区联系的交通方式,客运能力比地铁小,同时为通过较小的曲线半径,其所用车辆的长度与宽度也较小。归纳国内外地铁车辆的资料以及轻轨车辆资料可知:地铁车辆的主要365JT技术参数 车辆长度,17.0～22.9ｍ;车辆宽度,2.60～3.18ｍ;满载乘客人数,190～410人;车辆满载轴重,98.5～156.5ｋＮ。轻轨车辆的主要技术参数 车辆长度(4轴车),14.6～18.9ｍ;车辆宽度,2.6～2.84ｍ;满载乘客人数(4轴车),140～230人;车辆满载轴重,79.8～110ｋＮ。
2 城市轨道交通结构车辆365JT设计荷载
由于客运能力的不同,一般地铁车辆在长度、宽度、轴重及编组方面均与轻轨交通的车辆有差别。结合国内(北京、上海、广州)已使用的车辆以及正在拟制的国产车资料,建议城市轨道交通结构设计所采用的车辆竖向载重取以下3种:地铁Ａ型,地铁Ｂ型,轻轨型。表1中给出了上述3种设计活载的编组及轴重。
表1 城市轨道车辆设计荷载
车辆设计荷载类型编组/辆设计轴重/ｋＮ满载空载
地铁Ａ型816095
地铁Ｂ型614085
轻轨型611075
制订上述3种设计活载时,主要基于以下考虑:(1)参考国内外有关地铁及轻轨交通设计[3],上述3种车辆的满载轴重是取其中较大的;(2)从车辆构造的发展,车辆材料将由不锈钢转向铝合金,车辆自重将更为减小,而乘客单位长度载重不变化,因此在设计轴重上不必留更多余量;(3)如轨道交通考虑今后可能用于货物运输,则应模拟货运列车载重,进行余留重量。
3 轨道交通车辆引起的桥梁内力值
表2中给出3种不同设计活载引起简支梁桥梁跨中弯矩值Ｍ。如按平均载重,即车辆满载重量除以车身长度,3种车型基本上差不多。由于地铁Ａ型集中轴重较大,因此当跨度小于30ｍ时桥梁跨中弯矩要比另外两类大10%～20%。
表2 车辆载重引起的桥梁跨中弯矩ｋＮ·ｍ
4 城市轨道交通双线桥梁上列车相遇机率分析
设桥梁跨度,Ｌ=30ｍ;动车组全长(6辆编组),ｓ=6×22.8ｍ=136.8ｍ;车速,ｖ=60ｋｍ/ｈ=16.7ｍ/ｓ;发车间隔,ｔ=3ｍｉｎ。则桥上有车的时间区段,Δｔ=(Ｌ+ｓ)/ｖ=9.988ｓ;桥上有车的机率,ｐ0=Δｔ/ｔ=0.05548;桥上双线有车机率,ｐ=ｐ0×ｐ0=0.003079。设轨道交通使用期为50年,每天平均使用16ｈ,其中基本满载为5ｈ,则整个使用期内,桥上双线满载有车出现次数为5619.2次。由此,建议轨道交通桥梁上双线列车竖向活载不折减。上面讨论的是区间内的桥梁,至于在车站范围内的双线桥梁,由于站台上停靠的时间较长,因此出现双线有车的机率更大,竖向活载也不折减。
