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。
