我国铁路斜拉桥的实践与设计参数研究

总结了近十多年我国铁路建设中斜拉桥的应用实践、设计创新、存在的问题和设计特点,提出了各种斜拉桥结构形式的适用范围,分析了铁路荷载类型及加载规定、多线折减系数、疲劳取值、梁端转角、轨面变形控制、动力性能等相关问题。结合国内外已建成的铁路斜拉桥相关参数,提出了我国铁路斜拉桥的刚度标准建议。对各类斜拉桥的结构创新、新材料的应用等方面进行了展望。研究结果为今后铁路斜拉桥技术标准的确定及建设提供借鉴。     

部分斜拉桥的力学性能及其界定

部分斜拉桥正作为一种新桥型在国内蓬勃发展,本文概述部分斜拉桥的发展趋势,在分析部分斜拉桥力学性能时,引入部分斜拉桥“荷载效应影响度”的概念,来定量分析部分斜拉桥的斜拉索对结构受力的贡献。在此基础上,提出能综合反映部分斜拉桥结构性能的“部分斜拉桥特征参数”。该参数能很好地综合反映部分斜拉桥结构的主要设计参数———塔高、索面积、主梁刚度对结构的影响,并对国内一典型的部分斜拉桥进行基于荷载效应影响度的特征参数分析。通过部分斜拉桥“荷载效应影响度”和“部分斜拉桥特征参数”的相关性,定量分析部分斜拉桥的力学特性。本文对国内10座斜拉桥进行基于荷载效应影响度的特征参数分析后得出,用“部分斜拉桥特征参数”能综合反映部分斜拉桥的力学特性,并可区分部分斜拉桥与普通斜拉桥。因此,采用基于荷载效应影响度的斜拉桥特征参数来界定部分斜拉桥,是全面准确的。     

多塔斜拉桥的结构体系研究

多塔斜拉桥由于没有背索将其中间塔锚固到固定点,在活载作用下多塔斜拉桥的塔顶将产生过大的水平位移并导致主梁过大变位。如何确保结构的整体刚度是多塔斜拉桥设计中的关键环节。本文分析了多塔斜拉桥的结构体系,通过对不同结构体系的三塔及四塔斜拉桥模型的数值分析及比较,研究了结构体系对多塔斜拉桥力学行为的影响。结果显示,多塔斜拉桥理想的结构体系是能保证结构具有足够的整体刚度,并使混凝土收缩徐变及温度变化等因素在结构中不致产生过大次内力的体系。同时给出了有益于设计中选择多塔斜拉桥结构体系的结论和建议。     

铁路大跨度斜拉桥刚度参数研究及建造技术展望

随着沪通长江大桥、平潭海峡公铁两用大桥等工程的建设,我国铁路大跨度斜拉桥建设进入新时代。总结国内外大跨度斜拉桥的设计基本情况,统计不同主梁类型铁路大跨度斜拉桥影响结构刚度的关键参数,并结合国内外规范分析部分刚度参数。论述铁路大跨度斜拉桥主要结构的施工工艺,并对建造技术的发展方向进行展望。研究结果可为铁路大跨度斜拉桥建设提供借鉴。     

基于CR列式法对斜拉桥几何非线性分析

铁路提速对线路、桥梁、隧道等土建工程的刚度提出更高的要求,如桥梁的跨度不宜过大,应以中小跨度桥梁为主。但在跨越大江、大河、长大山谷需要采用大跨度斜拉桥时,其所引起的斜拉桥几何非线性因素主要有斜拉索的垂度效应、梁柱(P—Δ)效应、结构大位移效应等。通过CR列式法对斜拉桥结构离散和杆单元、梁单元刚度矩阵以及节点力进行定量计算,并为斜拉桥几何非线性分析提供参考依据。     

大跨斜拉桥减震控制分析

研究目的：对设置阻尼器的斜拉桥进行地震反应数值模拟，为半主动控制和被动控制在大跨斜拉桥减震中的应用提供理论指导。研究方法：以一座大跨斜拉桥为实例，通过建立其有限元模型计算分析主动控制、半主动控制和被动控制对飘浮体系斜拉桥的减震效果，并分析地震行波效应对斜拉桥地震反应的影响。研究结论：半主动控制和被动控制对该斜拉桥的大部分地震反应均能取得良好的控制效果，但是使得桥梁塔底剪力等部分地震反应增大；不同频谱成分的地震动输入显著影响斜拉桥的地震反应和控制方法的减震效果；行波效应对斜拉桥主梁具有不利影响，但对桥塔抗震有利，并且对3种控制方法减震效果的不利影响很小。     

弧长比例对曲线斜拉桥力学性能影响分析

曲线斜拉桥是主梁呈曲线的斜拉桥。其兼具弯梁桥和斜拉桥的受力特点,主梁在承受弯矩、剪力作用的同时承受了较大的扭矩作用,受力复杂,具有高度空间性。以某座主跨285 m混凝土Π形主梁双塔双索面曲线斜拉桥为工程背景,基于有限元分析方法,通过改变曲线斜拉桥弧长比例(曲线斜拉桥曲线部分长度占全桥长度的比例,取值为[0,1])以探究弧长比例变化对结构受力性能的影响规律,主要研究对象包括主梁应力、内力、挠度以及支座反力等。研究结果表明:弧长比例对主梁轴力、剪力影响较小,相对于直线斜拉桥,变化不大于5%,可按直线桥进行计算;弧长比例在不同区间变化对主梁弯矩和扭矩的影响呈现不同趋势。研究成果针对弧长比例这一参数对曲线斜拉桥提供设计建议,为道路选线及桥梁设计提供参考依据。     

斜拉桥有限元建模和动力特性分析

文章对斜拉桥的主梁、塔、索等结构部件的有限元建模进行了总结和探计，应用大型有限元软件对某斜拉桥建立了有限元模型，进行了自振频率、振型的模态分析，提出了斜拉桥有限元动力分析的特点。     

澳门西湾大桥斜拉桥双主梁同步悬臂拼装施工技术

澳门西湾大桥斜拉桥是双主梁预应力混凝土箱梁斜拉桥,采用预制拼装的施工工艺。主要介绍双主梁同步悬臂拼装的施工技术,包括斜拉索的张拉、悬拼的工作程序等。     

异型斜拉桥背索的型变效应

为研究空间扭背索斜塔斜拉桥与常规布索斜拉桥在力学性能上的差异,本文以一独柱斜塔空间扭背索斜拉桥为依托,采用数值算法,通过变换背索布索方式,对空间扭背索与扇形背索两种布索方式斜拉桥在静力性能、动力特性、稳定性方面的差异进行对比分析。研究结果表明:空间扭背索布索方式易造成索力分布不均匀,主梁弯矩、应力偏大等问题;相对于扇形背索,空间扭背索布索方式的斜拉桥整体刚度较小;稳定性方面二者区别不大。总体而言,空间扭背索斜拉桥在受力上基本合理,但是在获得一定视觉效果的同时,其力学性能有所降低。     

高速铁路斜拉桥CRTSⅢ型无砟轨道施工技术研究

目前高速铁路桥梁铺设无砟轨道最大跨径为180 m,最高时速为250 km。新建昌赣高速铁路赣江特大桥设计时速350 km,主跨为300 m斜拉桥,如此高时速、大跨度柔性桥上铺设CRTSⅢ型板式无砟轨道,在国内外尚属首次,没有成功案列和施工经验。本文针对跨径300 m主跨斜拉桥上铺设无砟轨道开展研究,建立了实时修正模型,分析总结了CPⅡ、CPⅢ点的布设及测量边界条件以及风速、日照和温度等环境的影响,为高速铁路斜拉桥CRTSⅢ型无砟轨道施工提供技术参考。     

南平闽江大桥斜拉桥挂篮设计与施工技术

结合福建省南平市闽江大桥工程实际情况,主要介绍了前支点挂篮在斜拉桥施工中的应用、挂篮的设计与施工技术,以及关键技术问题的解决。     

浅谈矮塔斜拉桥施工控制技术

针对矮塔斜拉桥的特点,对矮塔斜拉桥的施工监控技术进行了研究,并对施工监控矮塔斜拉桥的关键技术进行重点介绍。     

普速铁路单线独塔斜拉桥总体设计及创新

潜江铁路支线属于江汉平原货运系统的重要组成部分,岳口汉江特大桥是潜江铁路支线跨越汉江的控制性重点工程。为提高结构通航安全性,更好地满足防洪要求,主桥采用(32.7+50+93.7+260+38.2) m的独塔双索面混合梁斜拉形式,实现大跨独塔结构体系在国内铁路桥梁上的跨度突破。考虑到建造铁路大跨度独塔混合梁斜拉桥面临着疲劳活载大、动力指标及刚度要求高等诸多难题,且非对称铁路独塔斜拉桥具有设计技术复杂、建设标准高等特点,对主桥的桥型方案选取、桥梁设计难点、桥塔、主梁形式、钢混结合段、索塔索梁锚固形式等进行详细介绍,给出相关结构刚度、应力强度、疲劳应力幅、风车桥耦合等计算结果,并阐述主桥设计时所采用的创新性技术构思。     

用神经网络分析估计斜拉桥的施工控制参数

结合一座三塔四跨预应力混凝土斜拉桥施工过程,进行用神经网络分析估计斜拉桥施工控制参数的研究。用神经网络分析估计斜拉桥施工控制参数的过程主要包括建立神经网络、计算训练样本、训练神经网络和网络仿真四部分。运用神经网络仿真计算进行斜拉桥施工监控的具体方法是,先计算当前施工状态的索力和标高,再预测下一节段的索力和标高。经过往复循环,逐一进行节段预测调整,从而指导斜拉桥顺利施工。通过对比该斜拉桥合拢后部分节段索力及主梁控制点标高的计算值和实测值可知,用神经网络分析进行斜拉桥施工监控的效果达到设计的理想桥梁线型和索力要求。     

单索面预应力混凝土部分斜拉桥施工关键工艺

部分斜拉桥是近年兴起的一种新型桥梁结构形式。介绍江苏省常澄高速公路三标段主桥,即单索面混凝土部分斜拉桥施工过程中的关键工艺,包括大吨位临时锚固设计,预应力混凝土箱梁线形控制,以及新型斜拉索施工等。     

安庆长江大桥主桥钢箱梁吊装施工监测技术

结合安庆长江大桥钢箱梁吊装施工所采用的吊装方法和施工特点,分析了大跨度斜拉桥在钢箱梁吊装施工过程中的各项变形的产生原因及其对成桥线形和结构变形、内力等的影响;介绍了在斜拉桥的钢箱梁吊装施工期间监测监控的具体内容和方法,并总结了安庆长江大桥中跨合龙所达到各项几何指标。     

武九客运专线铁路(82+154+88)m矮塔斜拉桥设计

武汉至九江客运专线铁路西南下行联络线特大桥主桥采用(82+154+88)m矮塔斜拉桥跨越3条既有铁路。通过对矮塔斜拉桥结构形式、主梁构造、桥塔及斜拉索锚固型式、施工方法等进行设计研究,得出如下结论:桥梁满足功能性要求;新型抗滑鞍座能够起到有效锚固作用;转体施工降低了对铁路运营的干扰;桥梁各项指标均满足相关规范的要求。     

铁路新型钢混组合独塔部分斜拉桥设计研究

以在建的银川机场黄河特大桥主桥为工程依托,结合国内外钢混组合结构的研究现状,推出一种新型大跨钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥结构。根据钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥的特点,采用空间杆系与实体有限元分析方法,对结构的构造细节及受力特征进行分析,以确定本结构应用于高速铁路的可行性。采用有限元仿真分析与概念设计相结合,对钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥的结构体系、承载形式、钢混结合形式、截面构造、拉索锚固等一系列技术重难点进行研究。研究结果表明:新型钢混组合独塔部分斜拉桥,可应用于高速铁路;结构受力合理,可充分发挥材料特性以减小结构自重;结构整体刚度好,可满足高速铁路行车要求;施工安全可控,可降低施工干扰;结构造型优美,经济性能佳;桥型新颖,技术先进创新性突出。     

斜拉桥施工控制中的温度影响分析

研究目的：研究温度场对斜拉桥施工控制的影响。研究方法：本文主要研究了斜拉桥的温度场的特点、类型和计算方法，结合云阳长江大桥工程实际，利用有限元方法建立空间模型，对其温度影响进行了计算并与实测值进行了对比分析。 研究成果：本文分析了结构体内温度场的规律性，表明日照等不均匀温差对斜拉桥结构的影响很大，并证明利用该方法得出的结果与实际比较吻合。 研究结论：本文提出的计算方法可以比较准确地计算斜拉桥施工控制中的温度影响，有利于施工中调整主梁的线形、应力，符合可靠性的要求。