2011年度中国铁道学会科学技术奖获奖项目简介(三) 高速铁路常用跨度桥梁技术(特等奖)

<正>常用跨度桥梁指桥梁设计中用量大、较为常用的桥梁形式。高速铁路常用跨度桥梁技术是针对高速铁路建设需要而开展的研究项目,其主要的桥梁结构形式有预应力混凝土整孔简支箱梁和预应力混凝土连续箱梁等桥梁结构。我国高速铁路里程长、桥梁比例高、建设周期短、桥梁建设     

高速铁路常用跨度桥梁技术

技术含义,常用跨度桥梁指桥梁设计中用量大、较为常用的桥梁形式。高速铁路常用跨度桥梁技术是针对高速铁路建设需要而开展的研究项目，其主要的桥梁结构形式有预应力混凝土整孔简支箱梁和预应力混凝土连续箱梁等桥梁结构。箱梁是桥梁工程中梁的一种，内部为空心状，上部两侧有翼缘，类似箱子，因而得名。     

2011年度中国铁道学会科学技术奖特等奖项目——高速铁路常用跨度桥梁技术

主要完成单位中铁工程设计咨询集团公司中国铁道科学研究院铁道部经济规划研究院项目简介该项目结合高速铁路建设设计和施工需要,研究高速铁路常用跨度梁设计参数,常用跨度桥梁墩台纵向水平刚度参数,高速铁路箱梁的动力性能简化判定方法,常用跨度桥梁的线形控制技术,无砟轨道桥梁     

中国高速铁路典型和特殊结构桥梁

结合中国高速铁路桥梁比例大、特殊结构多的特点,介绍中国高速铁路典型桥梁结构形式选择,确定桥梁以简支梁为主导梁型,简支箱梁为典型桥梁结构形式;分析典型桥梁结构的设计和施工技术,以及桥梁的承载能力、刚度、转角、徐变变形、耐久性、动力特性等技术指标,形成城际铁路、时速250 km、350 km高速铁路典型桥梁的标准化设计,对动力学仿真分析计算、控制徐变变形技术指标和标准化设计进行分析研究;分析中国高速铁路采用的连续梁、钢桁拱桥、斜拉桥等特殊结构桥梁的技术特点;论述特殊结构桥梁的形式及工程实例。     

赣州至深圳高速铁路桥梁总体设计及技术创新

赣州至深圳高速铁路是京港高速铁路的重要组成部分，设计速度350 km/h,采用无砟轨道，正线长度436 km,其中桥梁占线路长度47%。介绍赣深高铁的工程概况、桥梁设计原则及其主要技术特点，并结合复杂的建设条件，提出铁路桥梁的总体设计方案、主要桥梁结构和桥梁设计创新技术。以剑潭东江特大桥(136+260+136) m四线预应力混凝土部分斜拉桥为工程背景，研究四线线间距(5.0+14+4.6) m条件下大跨桥梁的桥型方案、结构受力和桥梁变形，解决了四线宽幅斜拉桥一孔跨越通航水域的问题；开展速度160～350 km/h桥上半封闭声屏障关键技术研究。结果表明，在标准梁上采用双侧半封闭、顶部开口8 m宽的门式半封闭声屏障结构降噪效果显著；为解决线位小角度跨越运营高速铁路的问题，设计采用钢盖梁门式墩跨越、梁部侧位现浇后横向顶推的方案；对桥上设置铁路综合检测房的需求进行深入研究，创新采用了以纵横梁体系为主的桥建合一特殊结构。     

兰新高速铁路桥梁挡风结构挡风板设计

兰新高速铁路经过的大风区自然条件恶劣,大风强劲、频繁,严重危害铁路运营的安全。鉴于现有的桥梁防风技术远不能满足高速铁路的要求,针对兰新高速铁路大风特征、高标准铁路的要求,对桥梁挡风结构挡风板进行设计研究。通过理论研究、数值模拟分析及风洞试验等方法,确定挡风板的合理开孔率、波高及板厚等技术参数,设计出适用于高速铁路桥梁挡风结构的挡风板。本项设计达到了本线桥梁防风技术的预期效果。     

福州至厦门高速铁路桥梁总体设计

为推进海西经济圈的快速发展,新建福州至厦门铁路;设计速度350 km/h,无砟轨道;沿线地形、地质、水文、气象等自然环境复杂,跨越海湾河道、公路、铁路众多,特殊大跨度桥梁多,桥梁占线路长度65%;主要介绍福厦铁路的建设条件,桥梁设计原则,主要技术特点以及6座大跨度斜拉桥桥梁设计情况;遵循"安全、实用、经济、美观"的设计原则,创新和丰富了我国高速铁路桥梁结构技术,将为我国高速铁路建设积累工程实践经验。     

中国高速铁路简支梁综述

研究不同速度等级线路中简支梁的结构型式,探讨其力学特性并与规范限值进行对比,阐明高速铁路简支梁桥应用的合理性和必然性;探讨我国高速铁路桥梁设计中的人性化设计与美学考量,并介绍标准化施工的步骤及其质量控制体系。研究结果表明:我国高速铁路简支梁桥结构合理,各项设计指标较为保守,结构造型美观,人性化的构造便于施工和维护管理。针对已建高速铁路桥梁存在或可能存在的问题进行分析,提出中国高速铁路桥梁未来的工作重点和方向。     

客运专线桥梁设计研究

参考国外高速铁路桥梁设计,结合秦沈客运专线设计,针对客货共线、客运专线的桥梁形式的设计研究,提出建议的桥式方案和桥梁结构形式。     

跨越既有高速铁路桥梁施工防护设计分析

作为一项特殊的工程施工项目,跨越既有高速铁路桥梁施工、设计相对烦琐,结合跨越既有高速铁路桥梁工程实例,针对跨越既有高速铁路桥梁施工安全因素,分析桥梁下部结构施工安全防护技术,以期改善工程施工质量,增强施工安全性。     

我国高速铁路桥梁技术的发展与实践

我国高速铁路的快速发展推动了高速铁路桥梁技术的飞速提升。本文从常用跨度简支箱梁建设、大跨度混凝土桥徐变控制及极限跨度、混凝土梁拱组合结构、大跨度桥无砟轨道技术、大跨度钢桥及拱桥技术、斜拉桥及悬索桥在铁路中的运用等方面对我国高速铁路桥梁技术的发展进行分析总结,回顾了我国高速铁路桥梁的发展历程和建设成就,探讨了我国高速铁路桥梁新技术,提出了开展新材料、新设备研究等中国特色高速铁路桥梁建设的发展方向和途径。     

大跨PC组合结构在高速铁路无砟轨道桥梁中的应用研究

为了促进PC组合桥式结构在高铁桥梁中的应用,以西延高铁王家河特大桥为工程背景,分别对连续刚构加拱组合桥式、连续刚构部分斜拉桥、连续刚构加劲钢桁组合桥式在高速铁路无砟轨道大跨桥梁中的应用进行探讨,建立有限元模型进行分析,研究并总结各组合桥式方案的受力特点、设计难点、关键力学性能、结构设计等方面。研究结果表明,通过合理的结构设计,组合桥式结构能够充分发挥梁、索、拱结构的受力优势,进而满足高速铁路无砟轨道大跨桥梁对于梁端转角、徐变变形等控制条件的要求。     

银西高铁大跨连续刚构加劲钢桁组合结构设计

银西高铁漠谷河2号桥主桥采用(97+2×180+97)m连续刚构加桁组合结构,是目前国内同类型桥梁的最大跨度。对该桥的设计方法进行详细介绍,对主桥的方案选择及控制因素进行分析,对梁桁组合机构的加劲钢桁桁长及桁高的选择、连接节点的设计、徐变变形其他控制措施和梁桁温差引起的桥面竖向位移等设计难点进行了研究,为该结构在高速铁路桥梁中的应用奠定了基础。     

高速铁路桥梁雷达非接触测试技术研究

研究目的:我国高速铁路已超过3万公里,桥梁里程占比较大,桥梁数量众多、桥型多样、结构复杂,未来将面临大规模的检测和养护任务。因高速铁路的封闭式运营,桥梁检测的安全性及时效性要求较高,亟待研究发展线外远程非接触的测试技术,为高速铁路安全运营提供技术保障。研究结论:(1)差分干涉微波雷达具有连续、动态、远距离非接触和全天候、全天时等优点,能对高速铁路桥梁的结构参数进行在线监测;(2)在保证铁路正常运营的条件下,在线路外对武汉天兴洲长江大桥拉索频率以及铁路层桥面动态挠度进行了监测,取得了较好的效果,具有推广借鉴意义;(3)雷达对多根拉索的中部动态形变同步进行有效测试,振动信号显著及频率分辨率高,不仅能够提取拉索本身各阶频谱,而且能够准确提取桥梁结构整体的模态频率;(4)雷达测试技术可广泛应用于高速铁路桥梁结构力学参数的在线诊断,对结构的健康状态进行评估。     

基于滑窗子空间算法的桥梁运营状态预警分析研究

以某典型斜拉桥振动台模型试验为研究背景,采用滑窗技术与数据驱动随机子空间识别算法对桥梁运营状态预警方法进行研究。为实现在时域上对桥梁模态参数进行实时跟踪识别,将滑窗技术引入子空间法,提出一种滑窗子空间模态参数识别方法。而后基于滑窗子空间算法识别结果,参考各国高速铁路桥梁相关规范的状态评价指标,提出基于频率值和频率变化率的铁路桥梁运营状态预警方法,实现铁路桥梁的实时状态评估。运用模型试验各工况下的测试数据,对该模型桥的状态进行实时评估和预警分析,并将状态预警结果与模型桥实际损伤情况进行对比分析,验证所提方法的正确性,该方法可直接应用于桥梁结构的运营状态预警分析中。     

我国正在设计修建的特大跨度铁路桥梁及其技术特点

本文介绍我国目前正在设计研究和建设的4座长大跨度重载高速铁路桥梁的结构设计及其技术特点。文章指出,中国高速铁路与世界先进国家相比还有较大的差距,中国的铁路桥梁在跨度和结构类型上也受国家财力的制约远远落后于经济发达国家。中国幅员辽阔,地形条件差异大,过去的铁路线路技术标准也不尽相同;又加之中国铁路活荷载及高速铁路活荷载有别于世界其它国家的铁路活载标准。因此,中国工程师必须在借鉴国外先进技术的同时,探索设计适合中国铁路实际情况的大跨度桥梁。     

高速铁路超长大桥梁设计研究

超长大桥梁在高速铁路上具有广泛设计代表性。由于桥上跨线工点多、线路平面关系复杂,桥上有道岔咽喉区、高架站,结构设计复杂,因此特殊桥梁结构在超长大桥梁上的应用空间和创新设计方面潜力巨大。以京沪高速铁路天津特大桥为背景,简要介绍该桥的建设环境、技术标准、地质资料和墩台形式。归纳大跨度连续梁、道岔区桥梁、站台梁等代表性工点的设计要点,重点介绍该桥的特殊结构,总结京沪高铁桥梁设计经验,为今后中国高速铁路建设优化创新提供借鉴。     

高速铁路钢结构桥梁桥面结构布局探讨

在总结分析国内外钢结构桥梁桥面结构使用情况的基础上 ,借鉴国外高速铁路钢桥桥面结构设计使用经验 ,拟定了适用于我国高速铁路钢结构桥梁的桥面结构型式 ,并对其受力特性及其自重和用钢量进行综合分析比较 ,提出我国高速铁路钢结构桥梁桥面结构的合理布局     

秦沈客运专线桥梁综述及高速铁路桥梁建设的思考

秦沈客运专线是我国已建成的第一条时速 2 0 0km的客运专线 ,并于 2 0 0 3年 10月投入正式运营。其桥梁结构采用了许多新的结构形式 ,如大规模采用有碴桥面箱形简支梁 ,有针对性地采用钢混结合连续梁 ,部分地段采用无碴轨道预应力混凝土梁 ,这些结构形式的桥梁较以往普通铁路桥梁的纵横向刚度有较大的提高 ,注重了桥梁的耐久性和少维修。在架设方法上 ,也突破了以往的先铺轨后架梁的施工方法 ,大吨位的架桥机、造桥机成功地应用于 2 0～ 3 2m单、双线箱梁的架设。对高速铁路的桥梁结构设计、施工有针对性地提出了相关的建议 ,并对今后我国高速铁路和客运专线桥梁建设技术进行了展望     

复杂艰险山区高速铁路桥梁设计技术

本文针对复杂艰险山区高速铁路桥梁设计中的主要技术问题,结合相关科学研究和实践经验,提出了高速铁路高墩大跨桥梁跨径范围和选型原则,提出了高烈度地震区桥梁设计和减隔震技术,提出了峡谷风环境下高速铁路行车安全保障技术。同时,对复杂艰险山区高速铁路桥梁设计中常见的高陡边坡防护、危岩落石防护以及泥石流综合治理等关键技术进行了总结,提出了相应的设计原则和解决方法,为复杂艰险山区高速铁路桥梁设计提供了重要的技术支撑。