济南黄河公铁两用桥主桥结构型式研究

研究目的:石济铁路客运专线济南黄河公铁两用桥为刚性悬索加劲连续钢桁梁桥,其结构形式在我国铁路桥梁上尚属首次采用,故以此为工程背景,对此种结构体系的主桁片数及公路桥面板的形式进行分析研究,为下一步的工作打下了良好基础,为类似桥梁的设计提供参考。研究结论:(1)与3片主桁方案相比,2片主桁方案桁架腹杆的最大轴力增加了24.1%,并且框架效应表现明显,竖杆的面外弯矩增加很大;(2)3片桁桥面系荷载传递直接,且提供结构刚度大,3片桁方案比2片桁方案挠跨比小14%,轨道中心部位的梁端转角低12%;(3)由于正交异性钢桥面板的结构自重较纵横梁混凝土组合桥面板的少35%左右,故结构受力有较大改善,前者比后者上弦杆杆件轴力最大值减少了34.6%,而腹杆杆件轴力最大值减小了10%左右。     

正交异性桥面钢板梁在铁路电气化改造中的应用

研究目的:在铁路电气化改造中为了提高上跨铁路桥的桥下净空,需要采用结构高度更低的下承式结构形式替换原结构,同时施工中不能影响桥下既有线行车。本文研究了下承式正交异性桥面钢板梁替换既有16 m低高度预应力混凝土梁的应用。研究结论:下承式正交异性桥面钢板梁是将设置纵横梁加劲的钢桥面板与两片主梁连接,荷载通过桥面板与纵横梁传给两片主梁的梁式结构。与预应力混凝土梁相比,降低了结构高度;采用工厂预制现场拼装架设的方法,加快了工程进度,实现了利用天窗时间完成换梁施工;在正交异性钢桥面板上铺设道砟,解决了钢梁明桥面的养护维修困难;同时讨论了正交异性桥面板的受力性能。目前该结构形式已应用于京九铁路电气化改造。     

正交异性板及桥面复合铺装影响面测试试验研究

研究目的:正交异性板及桥面复合铺装由多层次结构和多种材料构成,局部受力非常复杂,而目前国内对其研究多偏重于理论计算,缺乏相关的试验验证。为掌握结构真实受力情况,本文在理论计算的基础上,以厦门某桥为工程背景,进行由正交异性板、栓钉和混凝土铺装层组成的桥面复合铺装的影响面加载试验,以验证相关计算理论和计算方法。研究结论:(1)正交异性板及桥面复合铺装影响面试验与有限元计算结果基本吻合,表明本次试验方案能够较好反映出正交异性板及桥面铺装各结构层次的影响面分布规律;(2)桥面铺装结构影响面分布具有强烈的局部效应,三个典型部位横向影响范围基本在1~3个U肋间距长度之间,纵向影响范围约在5个U肋间距长度,但纵、横向影响较大区域基本都在1个U肋间距长度以内;(3)本研究方法及成果可为正交异性板及桥面复合铺装的设计和科研提供借鉴。     

深基坑开挖对邻近既有高铁桩基影响研究

研究目的:大中型城市的市政工程建设高速发展,其中深基坑工程越来越多,由于土地资源稀缺,其不可避免地会近接既有建筑或结构。本文针对深基坑开挖邻近既有高速铁路桥基的少见工况,结合有限元数值模拟进行研究,对基坑围护结构与桩基受深基坑开挖影响的规律进行分析,并结合现场实测数据进行对比验证,以期为今后类似的深基坑近接工程提供参考与指导意义。研究结论:(1)深基坑开挖的卸荷效应使得坑周岩土体平衡状态遭到破坏,进而发生应力重分布;(2)深基坑开挖导致基坑底部隆起,围护结构向坑内发生移动;(3)岩土体应力场改变带来位移场改变,赋存于岩土体中的结构物(如桩基)由于岩土体的运动而发生变形,基本均向坑内移动,桩基上部变形较大,下部变形较小;(4)数值模拟数据与现场实测数据对比基本吻合,基坑开挖完成后产生的变形均处于安全范围,证明了设计的围护与支撑方案对深基坑安全起到有效作用,该支护方案设计以及桩基变形规律研究可应用于今后类似工程中。     

玄武岩纤维改性碾压混凝土抗裂性能研究

研究目的:碾压混凝土性能优越,但作为路面材料缺乏深入研究,并且我国碾压混凝土基层的工程应用少,缺少明确的施工规范。本文以道路沥青路面玄武岩纤维改性碾压混凝土基层为研究对象,采用正交试验,确定最优的碾压混凝土级配方案,最后基于最优级配研究玄武岩纤维的不同掺量、不同长度对碾压混凝土抗裂性能影响特性。研究结论:(1)碾压混凝土设计级配建议选取为水泥用量240 kg/m3、用水量110～120 kg/m3、级配1、减水剂0. 2%,此级配强度和压实度高、改进的VC值低;(2)适宜长度和掺量的玄武岩纤维可利于抗压强度、抗折强度、劈裂强度、拉压比的增长,弹性模量和弹强比的降低,使得抗裂性能提高,考虑到经济因素,建议选取26 mm玄武岩纤维、掺量为0. 1%的改性碾压混凝土开展设计和施工推广;(3)本研究成果主要应用在道路路面基层工程领域,对今后碾压混凝土基层的设计和施工具有借鉴意义。     

公路上跨高速铁路桥梁防护措施方案探讨

研究目的:目前,在建和已建的公路上跨铁路的公路桥比较多,随着地方经济发展,拟建和规划的上跨公路桥也在积极准备和报批,同时新建高速铁路不可避免需要下钻既有公路。公路上跨高速铁路桥梁的防护措施直接影响到桥下高速铁路的安全,本文针对新建上跨公路桥和高速铁路下钻既有公路桥的防护措施方案进行了探讨,以确保工程措施安全可靠,可实施性强。研究结论:(1)设计荷载根据实际道路通行情况宜适当提高,防撞等级宜采用最高SS级;(2)防抛网形式可根据公路桥所在位置确定采用封闭或半封闭形式;(3)既有公路桥防撞防抛改造可根据工程实际重新更换,或采用安全可靠、可操作性强的刚架桥方案。     

复杂条件下顶推小半径连续弯梁设计研究

研究目的:小半径连续弯梁位于变曲率平曲线上,同时纵断面位于竖曲线范围,采用顶推法施工,结构受力复杂,设计施工难度大。本文以朔山铁路32 m+48 m+32 m预应力混凝土连续梁为背景,对采用顶推法施工的弯梁结构受力分析、平竖曲线顶推构造处理措施、桥墩结构尺寸及检算等关键设计问题进行深入研究,以保证顶推施工的可行性和安全性。研究结论:(1)小半径曲线预应力混凝土连续梁采用顶推法施工,应建立空间模型进行结构受力分析,顶推施工过程中应考虑牵引力、导向力、纠偏力引起的主梁水平横向弯矩;(2)顶推梁宜位于平坡或同一坡度上,当主梁位于竖曲线上时,应结合具体情况选择处理方案,对于矢高较小的情况,建议竖向曲梁直做;(3)变曲率小半径曲梁顶推过程中,应根据各控制施工阶段确定主梁在各墩顶的横向偏移值,以确定墩顶滑道及桥墩结构尺寸;(4)弯梁顶推施工过程中,桥墩承受较大的纵横向水平力及弯矩,应对桥墩的强度、刚度进行检算,铁路桥一般采用结构尺寸较大的实体墩,具有足够的抗推刚度,不会发生公路桥柔性墩顶推梁时的爬行状况;(5)本研究成果对今后复杂条件下顶推桥梁设计具有一定的指导意义。     

一种新型无砟轨道轨行区集成线缆管廊研究

研究目的:随着城市轨道交通的蓬勃发展,从环保、施工、维养等因素出发,研制出一种敷设于无砟轨道[1]轨行区的新型集成线缆管廊,做到标准化、工厂化、经济、环保、适用,同时兼作检修通道和疏散平台,优化以往常规下埋路基或路基外侧敷设的施工方案,降低施工难度、节约用地、节省投资。研究结论:(1)该新型集成线缆管廊可布设于城市轨道交通轨行区左、中、右区域;(2)根据受力分析,该新型集成线缆管廊可兼作检修通道和疏散平台;(3)经对比计算分析,管廊材料采用C50混凝土时,拉应力逼近规范限值,而采用高性能混凝土(RPC)时,应力值更为合理,该新型集成线缆管廊材料采用高性能混凝土(RPC)可行;(4)该成果可用于高铁、城际铁路、城市轨道交通等无砟轨道轨行区强弱电线缆的敷设。     

东新赣江特大桥主桥设计研究

研究目的:东新赣江特大桥是向莆铁路和杭(州)南(昌)长(沙)高铁引入南昌西客站的控制性工程。该桥具备多线、宽桁、重载、大跨、高速等特征,为确保大桥设计方案合理可行,本文对桥梁的桁式、桁片、横联、防水保护层以及构造细节等进行研究。研究结论:(1)采用上弦二次抛物线曲线变桁高的桁式立面,满足了桥位、受力、景观的需要;(2)跨度200 m的四线铁路钢桁梁桥,宜优先选择四线双桁方案;(3)带K撑和吊杆的横向传力横联并匹配纵横梁正交异性板钢桥面系,可有效解决横向跨度过大的问题;(4)铁路钢桥面防水保护层采用双层环氧沥青混凝土柔性复合结构体系可较好地满足相关要求;(5)在构造细节方面,设计的"亚"字形杆件断面能适应受力横联与主桁的连接需要;(6)该研究结论可在铁路多线钢桁梁桥设计中推广应用。     

桥面形式对桁式铁路桥梁抗风性能的影响

为研究桥面形式对钢桁梁柔性铁路拱桥主梁抗风性能的影响,针对明桥面及正交异性板桥面2种钢桁主梁形式,采用计算流体动力学的方法建立了简化的二维分析模型,分析了2种桥面形式下主梁附近的空间流场结构、断面静风气动力系数、涡振性能及驰振性能的差异。研究结果表明:明桥面主梁承受的静风荷载较小,驰振临界风速稍大,而正交异性板桥面主梁最低涡振风速稍大。研究结论可为桁式铁路桥主梁形式的选取提供参考。     

隔离桩施工对邻近铁路桥墩位移影响分析

地铁盾构近距离穿越既有桥梁时可采取隔离桩作为地基加固措施,但当隔离桩距离既有桥梁较近时,需分析隔离桩施工对既有桥梁结构的影响。以南京某城际铁路高架桥为研究对象,采用数值模拟和现场监测分析了隔离桩(钻孔灌注桩)施工对铁路桥墩的影响。研究表明:隔离桩钻孔引起铁路桥墩上浮,隔离桩浇筑引起铁路桥墩下沉,隔离桩施工最终导致铁路桥墩下沉;隔离桩施工过程中,铁路桥墩向加固区轻微偏移,最终水平位移较小,在可控范围内;在南京地区采用施一隔五的施工顺序进行钻孔灌注桩施工时,对铁路桥墩的位移影响较小,也在可控范围内。     

三门峡黄河公铁两用大桥总体设计及创新

三门峡黄河公铁两用大桥为蒙西至华中地区铁路煤运通道跨越黄河的控制性工程,通行双线重载铁路、双线Ⅰ级铁路及6车道高速公路,全长5 663. 754 m,其中公铁合建段长1 762. 733 m。主桥采用(84+9×108+84) m连续钢桁结合梁,钢桁梁为3片主桁结构,中边桁中心距13. 6 m,每片主桁均采用无竖杆的三角形桁架,桁高15 m,节间长12 m。下层铁路桥面采用正交异性整体钢桥面板;上层公路桥面采用混凝土板与主桁结合的组合结构。钢梁材质采用Q370qE。设计活载合计473. 2 k N/m。桥墩采用圆端形门式空心墩,基础采用钻孔桩基础。主桥采用双曲面减隔震支座及合理的构造处理有效提高了结构抗震性能。钢桁梁采用顶推法施工,公路桥面板采用预制架设法施工。     

大跨度钢管单拱肋竖曲线混凝土箱梁顶推系统布设及施工技术

0以北京市通州至顺义公路跨京承铁路桥工程为例,详细介绍128 m跨钢管单拱肋竖曲线混凝土箱梁顶推施工顶推系统布设及施工技术。本工程具有大跨度、大吨位、竖曲线混凝土箱粱的三个特点,顶推施工采用了此项技术,工程实践证明顶推效果良好,施工技术可行,可为今后类似工程的施工提供一些技术借鉴。     

超大吨位斜拉桥水平转体铰型式研究

研究目的:某城市主干道上跨既有干线铁路采用独塔空间四索面预应力混凝土斜拉桥,施工方式为转体施工,转体重量为3.3万吨,远超已有工程实践。本文主要分析转体铰型式,为本工程超大吨位转体施工选择适合的转体铰型式提供依据。研究结论:(1)球铰刚度大于平铰,球铰适应转体偏载的能力强于平铰;(2)球铰底部混凝土受力情况均小于平铰;(3)转体球铰在转体支撑协调性、转体结构受力和变形的均匀性、牵引力的稳定性、转体安全性、转体后梁体姿态调整、施工可实施性能、出现问题可调整等方面,均具有更好的性能;转体平铰对转体施工控制要求较高,上部转体结构的载荷分布不均匀以及转动面的安装平面度误差都会显著影响转动可靠性;(4)本工程3.3万吨超大吨位转体设计选用球铰型式是适合的;(5)该研究成果可为采用大跨度桥梁跨越既有构筑物超大吨位转体施工提供借鉴,并可有力拓展转体工法的应用范围。     

滇池草海区域主要工程地质问题及方案分析

研究目的:草海是滇池的一个重要组成部份,草海区域与昆明市西南部的交通建设关系密切,对滇池的工程地质条件具有代表性。研究草海区域的主要工程地质问题,不仅有利于草海区域的工程建设,而且对认识滇池的工程地质条件具有重要意义,对滇池片区的工程方案及措施有很好的指导作用。研究结论:(1)滇池草海区域工程地质条件复杂,主要工程地质问题为泥炭质土、区域性大断裂及地震、高烈度地震区的砂土液化及软土震陷、浅层天然气等,对工程影响较大;(2)穿越草海可采用隧道方案和桥梁方案,综合比选采用隧道方案更好,隧道施工可采用明挖施工和盾构施工两种工艺,明挖施工又可采用围堰明挖和筑岛明挖两种施工方法,盾构施工对自然生态环境的影响最小;(3)滇池的地质条件与草海区域相似,存在同样的工程地质问题,穿越滇池的道路工程宜采用盾构隧道方案;(4)本文的研究成果可供软土地区的地下工程进行参考和借鉴。     

铁路桥梁混凝土桥面喷涂聚脲防水层应用技术研究

结合铁路桥梁混凝土桥面防水层施工实践,对喷涂聚脲防水层施工工艺、技术要求和检验方法进行总结和分析,指出了施工中的薄弱环节和质量控制要点,为类似工程的施工提供了借鉴和参考.     

石济客运专线济南黄河桥正交异性钢桥面板设计研究

石济客运专线济南黄河桥主桥为公铁两用桥,上层的公路桥面及下层的铁路桥面均为正交异性钢桥面板,其除承受桥面局部荷载外,还参与体系受力。对于此类结构,我国规范没有明确规定,本文意对其关键构造进行研究,确保结构受力安全可靠。其公路及铁路桥面板设计符合欧洲规范(BS EN 1993-2:2006)、日本规范及铁路钢桥规范要求,采用的各细部构造抗疲劳性能好,同时,通过数值分析验证了设计的可靠性。此设计符合技术先进、安全可靠、经济合理等设计原则,其构造形式及分析方法可供类似结构借鉴。     

高铁湿陷性黄土浅埋偏压隧道施工技术控制

研究目的:银西铁路(甘宁段)惠安堡隧道地处宁夏自治区盐池县境内,属第四系上更新统风积砂质黄土(马兰黄土),Ⅳ级(很严重)自重湿陷性场地,并存在局部偏压现象,施工中存在塌方冒顶风险,修建难度大。通过对隧道施工技术控制进行研究,解决施工过程中的的关键问题,降低隧道施工安全风险,总结提炼浅埋、偏压、湿陷性黄土地区隧道施工工法,分析研究隧道施工过程中经济、安全效益,为以后类似工程施工提供参考。研究结论:(1)上台阶开挖后拱顶沉降较大,采取人机结合开挖方式,先初喷一层混凝土,采用钢拱架下垫钢箱,缩短钢拱架安装及喷射混凝土时间;(2)加工38 m短距液压自走行栈桥,同时自带仰拱曲模和中心水沟模板,可有效保证安全步距,同时提高施工进度,避免仰拱与填充一次浇筑,确保施工过程符合设计受力体系;(3)洞口地段湿陷性处理采用等边三角形水泥土挤密桩,可有效消除湿陷性;(4)对隧道地表沟壑陷穴进行换填处理,可有效防止湿陷性黄土受雨水浸泡下沉;(5)通过开展每日两次的监控量测数据采集和归化分析,可有效起到安全预警作用,同时可对隧道开挖预留变形量进行实时调整,可确保二衬混凝土厚度,避免混凝土浪费;(6)水沟电缆槽施工采用轨行式液压水沟电缆槽台车,施工效率较高,整体性较好,模板强度大、稳定性好,确保水沟电缆槽线型;(7)仰拱和矮边墙施工采用止水带定位卡具,结合液压栈桥设置,可有效确保止水带位置,确保防水符合要求;(8)该隧道采取的针对湿陷性黄土浅埋偏压隧道的施工控制对类似工程施工具有借鉴意义。     

古城湾特大桥主桥1孔132m双线铁路钢桁梁设计

研究目的:古城湾特大桥是集包第二双线铁路的控制性工程。主桥受控于地形、结构高度、场地等诸多因素,采用1孔132 m下承式无竖杆三角型整体节点平弦简支钢桁梁跨越既有京包双线铁路,建成时为国内最大跨度的双线有砟铁路简支钢桁梁。本文针对该桥结构、桥面系比选、结构分析、低温防脆断跨繁忙铁路干线的桥梁施工方案进行研究和设计。研究结论:(1)桥面系采用纵横梁体系加RPC道砟槽板的方案,减轻了桥面系自重,解决了整体式道砟槽板后期维修和更换的难题,便于后期维护;(2)采用大跨简支结构的可行性,可以避免采用连续结构边跨的浪费;(3)采用合理的板厚、设计构造、焊缝分布、应力控制后,可以解决钢桥低温脆断的问题;(4)本桥采用无平衡重平转法施工方案,极大地减小了施工对既有铁路运输的影响;(5)本桥结构设计、新型的桥面系、创新的施工方案,可为今后设计和施工同类桥梁提供参考。     

铁路特大系杆拱桥箱形现浇拱肋施工技术

主要介绍了改建铁路成都枢纽新建成都北编组站第2标段三环路立交特大桥铁路双线系杆拱大跨度现浇箱形拱（主跨56m、双线铁路桥）施工技术。对系杆拱现浇支架、混凝土施工、预应力施工方案进行了深入的探讨,从而找出了施工现浇箱形拱的最优方案,对于类似工程的施工具有一定的借鉴和指导意义。