重载铁路高墩大跨刚构连续梁桥设计研究

刚构-连续梁桥随着跨度、墩高、联长的增加,结构设计中对刚臂墩个数、合龙顺序、中跨合龙顶推力的选取以及结构稳定性等成为关键技术问题.以神瓦重载铁路永兴沟高墩大跨刚构连续梁桥为工程背景,通过理论计算和数值模拟相结合的方法,研究确定主桥采用3个刚臂墩,先合龙刚构-连续跨、再合龙刚构跨、最后合龙边跨的合龙顺序以及3000 kN...     

216 m大跨非对称刚构连续梁合龙施工关键技术

合龙施工是大跨度刚构连续梁悬臂施工的重要环节,是保证刚构连续梁整体线形、结构受力体系转换施工质量的关键,其施工技术虽然比较成熟,但是超大跨度非对称孔跨刚构连续梁超大体积合龙段施工比较少见,合龙方法及施工技术细节也各有不同,故研究合龙施工技术很有必要。本文结合南龙铁路闽江特大桥主桥(118+216+138+83) m大跨度非对称双线铁路刚构连续梁施工实例,介绍主跨216 m非对称刚构连续梁合龙施工关键技术,重点介绍非对称刚构连续梁施工合龙顺序、合龙吊架设计、中跨合龙传力顶推装置设计及锁定技术、水袋预压、混凝土浇筑及体系转换等技术及施工控制要点,为类似工程施工提供参考。     

池黄高铁三塔矮塔斜拉桥设计关键技术研究

研究目的:矮塔斜拉桥具有结构刚度大、施工方便、经济性好、造型美观等优点,近年来在铁路桥梁中得到广泛使用。本文以池黄高铁大跨度三塔矮塔斜拉桥为背景,针对高速铁路桥梁特点,就结构体系、合理结构参数、斜拉索张拉方案等关键技术进行分析研究。研究结论:(1)高速铁路多塔矮塔斜拉桥结构体系选择的关键是既保证变形控制,同时减少温度力以及混凝土收缩徐变产生次内力的不利影响,采用刚构连续梁体系,辅以外伸跨,可以有效减小下部结构受力,同时满足刚度要求,结构经济合理;(2)边跨跨度和外伸跨跨度对主梁变形影响较小,塔高和无索区长度对主梁残余徐变变形影响较大;(3)斜拉索采用悬臂阶段和合龙后两次张拉,且二次张拉拉索在施工二恒之前,可有效控制主梁残余徐变变形;(4)本研究结论可为今后同类型桥梁设计提供参考。     

多塔矮塔斜拉桥合龙顶推力多目标优化研究

刚构体系多塔矮塔斜拉桥可通过在主梁合龙前施加顶推力使桥墩向边跨侧预偏,以减小主梁收缩徐变对桥墩受力的影响。将成桥状态下的桥墩应力作为目标函数,设置约束方程控制合龙施工时的桥墩应力,利用多目标线性规划方法确定合龙顶推力。计算结果表明,采用迭代计算可考虑顶推力对混凝土收缩徐变的影响,得到的合龙顶推力可使运营阶段桥墩截面拉应力最小;合龙顶推力将改变结构的应力状态,其对主梁应力状态的影响很小,但对桥墩的应力状态改变较大,由此而产生的徐变效应不能忽略;墩底约束刚度对最优顶推力的确定有一定影响,在实际顶推合龙前应进行试顶推以修正模型的墩底约束刚度。     

高速铁路大跨度高低塔部分斜拉桥设计

为研究大跨度高低塔部分斜拉桥在高速铁路上的适应性,以深汕铁路深圳水库特大桥为工程背景,从技术性、经济性等方面对比孔跨布置(33+242+143+44+29) m混合梁独塔斜拉桥和(78+242+139+36) m部分斜拉桥两种桥式方案的优劣,并针对推荐的部分斜拉桥方案进行技术分析,介绍其设计细节及计算结果。研究表明：相较于独塔斜拉桥方案,部分斜拉桥方案刚度大、投资小、工期短,具有明显优势;在部分斜拉桥方案中,主力+附加力组合作用下刚构连续体系的基础受力为刚构体系的85.8%;相较于采用实体墩,结构采用双肢薄壁墩时梁体跨中挠度降低8.3%,下部结构混凝土用量减小17%;梁高与桥塔高度会显著提高结构刚度,几乎呈线性增长趋势。综合而言,高低塔部分斜拉桥结构尤其适用于控制点密集、桥位选择受限的复杂地形,是一种合理、可靠的结构体系。     

商合杭铁路矮塔斜拉桥无砟轨道适应性研究

研究目的:高速列车运行对无砟轨道的平顺性要求非常严格,而大跨度桥梁在温度荷载作用下引起的主梁竖向变形是引起轨道平顺性发生变化的主要原因。本文以商合杭铁路沙颍河大跨度矮塔斜拉桥为背景,对不同的桥梁结构体系、边跨比、主梁类型、梁高、斜拉索规格及布置、桥塔高度等进行对比分析,研究其对温度变形的影响,从而确定矮塔斜拉桥的无砟轨道适应性。研究结论:(1)矮塔斜拉桥可以满足无砟轨道的平顺性要求,保证高速铁路的行车安全性及舒适性;(2)有效释放梁体收缩徐变及温度变形的桥梁结构体系更加容易满足轨道平顺性要求,应优先选用;(3)斜拉索的温度变化及索梁温差是引起主梁竖向变形的主要因素,确定合适的斜拉索规格、安全系数、索间距,既能充分发挥斜拉索对主梁的贡献,又能减小温度荷载作用下主梁的竖向变形;(4)为减小斜拉索对温度变形的影响,主梁宜采用混凝土结构;(5)本研究成果对今后高速铁路矮塔斜拉桥设计具有一定的指导意义。     

客运专线斜交刚构连续梁桥研究

斜交刚构连续梁桥为一种新的桥梁结构形式,能较好地解决铁路与既有道路斜交问题。重点介绍刚构连续梁桥在国内外高速铁路的发展、应用和研究情况,不同速度目标值车桥耦合动力响应分析结果,以及秦沈客运专线该种桥型动力性能综合试验结论。论述主梁高度、刚壁墩及基础刚度对结构静动力性能的影响,探讨客运专线斜交刚构连续梁桥地基刚度限制合理的设计方法。     

168m刚构连续梁合龙施工技术研究

168 m跨度的刚构连续梁在国内铁路桥中实属罕见,也是目前跨黄河铁路桥连续刚构跨度之最。以新建呼准铁路的大路黄河特大桥为背景,研究168 m刚构连续梁合龙施工技术。基于合龙前后梁体内力和变形的数值计算分析,对平衡配重、安装刚性连接(临时锁定)、选择合理的环境温度时间段合龙等关键技术进行研究,最后通过每次合龙前后梁体应力的变化的监测进一步了解掌握结构体的转换情况,为同类桥梁施工提供宝贵的施工经验。     

长联高墩大跨不对称连续刚构桥设计与施工研究

研究目的:在山区不对称峡谷设置桥梁时,可采用长联高墩大跨不对称连续刚构桥。这种桥型与刚构连续体系相比,具有稳定性好、施工相对简单、桥型美观、养护维修方便等特点。本文结合工程实例,对具有这种特征的桥梁从结构受力与变形特点、合龙顺序与合龙措施、大的边中跨比值对结构的影响、T构悬臂施工阶段安全性等方面作了分析研究,以期能供类似桥梁工程设计施工时参考。研究结论:长联高墩大跨不对称连续刚构桥梁部弯矩、桥墩的水平位移、桥墩截面弯矩等均不对称,合龙段顶推能使结构墩顶、墩底弯矩有明显的减小,其减小幅度与桥墩刚度以及桥墩离不动点的距离有关,合龙时是否施加顶推力对箱梁弯矩影响很小。对于这种桥型,需要合龙顶推时,中跨→次边跨→边跨的合龙顺序有利于减小合龙成本,加快施工进度。顶推时合龙段处普通钢筋、临时锁定杆件等不能焊死,必须保持水平向的活动。当边中跨比值偏大时,应采取有效措施防止腹板开裂。由于全桥合龙后受力需要,在边主墩的双肢之间不设永久横撑,但为了保证没有设置永久横撑的高桥墩在T构悬臂浇注阶段的稳定性,可考虑设置型钢临时横撑。     

刚构-连续组合梁桥主梁合龙关键技术

以郑少高速航海路连接线南水北调大桥辅线桥——大跨径预应力混凝土刚构-连续组合梁桥为实例,利用有限元软件Midas/Civil建立桥梁施工阶段的有限元计算模型,采用数值仿真技术探讨主梁合龙顺序、边跨现浇段满堂支架拆除时机和主梁中跨合龙段顶推力的优化调整等关键技术问题。研究结果表明:先合龙边跨主梁,然后拆除边跨现浇梁段满堂支架,最后合龙中跨主梁的桥梁合龙方案对桥梁线形和结构后期受力有利;在一定变化范围内,顶推力、温度变化均与顺桥向位移成线性关系,拟合计算结果可以得出顶推力与温度变化关系的计算公式,根据该公式可以对设计顶推力进行优化调整。论文所得结果指导了该刚构-连续组合梁桥的主梁合龙施工,并对类似桥梁主梁合龙施工具有借鉴意义。     

客运专线斜交刚构连续梁设计中的关键问题

主要以跨度为(20+3×24+20)m,斜交法向角35°,就斜交刚构连续梁的结构形式进行研究,得出斜交刚构连续梁采用的结构形式应该是双线分离的钢筋混凝土实体板梁,刚壁墩的厚度综合考虑自振频率、截面内力、基础受力几方面的内容,配跨应综合考虑刚构连续梁的自振频率、挠跨比、梁端转角和支反力,使结构受力最合理、经济。     

高速铁路主跨320 m钢-混部分斜拉桥无砟轨道适应性研究

南玉高铁六景郁江特大桥设计将钢-混部分斜拉桥结构引入时速350 km高速铁路领域,而300 m级以上大跨度桥上无砟轨道的竖向变形极易超限,影响列车通过的安全性和舒适性,因此,系统研究在此大跨桥梁结构上铺设无砟轨道的适应性十分必要。通过建立有限元及动力学模型,分析不同组合工况下无砟轨道结构的变形特点及动力特性,运用60 m弦测法探究各工况下无砟轨道的线形变化规律,从而确定大跨度钢-混部分斜拉桥铺设无砟轨道的适应性,并对设计和施工提出合理化建议。主要结论如下：在各种不利组合荷载作用下,桥上无砟轨道结构强度满足规范要求,列车通过大桥的各项安全性与舒适性指标均满足规范要求;混凝土收缩徐变和斜拉索升降温是影响无砟轨道线形标准的两大主因,应在无砟轨道施工前确保足够的沉降观测期和收缩徐变释放期,并充分考虑拉索的保温设计;在温度组合荷载作用下,桥上无砟轨道的60 m弦测不平顺幅值为6.79 mm,满足高速铁路静态验收标准;但在叠加列车荷载和收缩徐变后,变形弦测值均出现Ⅱ级及以上超限,通过合理设置预拱度后可有效改善轨道平顺性标准。     

宁启线门式墩刚构连续梁特大桥设计研究

门式墩刚构连续梁是门式墩和刚构连续梁2种结构的结合体,这种结构的最大优点是建筑结构高度低。宁启线在新增2线建设中采用了32.65 m+34.7 m×2+32.65 m门式墩刚构连续梁特大桥上跨正元港务专用线、新长线、既有宁启线等3条线路,文章就宁启线门式墩刚构连续梁特大桥结构设计、结构计算作简要阐述。     

超长跨度刚构连续梁拱桥铺设无砟轨道线形及施工步序研究

国内已运营的高速铁路铺设无砟轨道桥梁的最大跨度为185 m,超长跨度连续梁桥上铺设无砟轨道的设计尚不成熟,缺乏实践经验。本文以西安—延安高速铁路王家河主跨(124+248+124)m特大连续刚构桥为工程背景,应用ANSYS软件建立超长跨度刚构连续梁拱桥有限元静力模型进行成桥线形计算。结果表明,跨中设置0.23 m预拱度时桥上无砟轨道线形较为平顺。考虑到施工中可能出现的施工步序,结合选取的预拱度,经计算分析发现不同无砟轨道施工步序对轨面下沉量的影响较小。     

宜城汉江铁路特大桥主桥方案设计研究

研究目的:宜城汉江特大桥为新建襄阳至荆门高速铁路的关键控制性工程，主桥采用2×200 m双主跨跨越汉江通航水域。通过研究主桥桥跨布置及支承体系，从技术性、经济性等方面综合比选斜拉加劲刚构连续梁和钢-混组合(混合)梁刚构连续梁两种桥式方案。研究结论:(1)两种方案均为适用方案，斜拉加劲刚构连续梁方案在刚度条件、长期线形稳定性、技术成熟性、工程实践经验、维修养护和景观效果等方面有优势；(2)斜拉加劲刚构连续梁方案通过采用“高中塔、低边塔”的桥塔布置，保证合理结构受力并避免边支座负反力；(3)结构计算表明结构受力安全可靠，列车行车安全性、旅客乘坐舒适性均满足要求；(4)本设计成果可为类似铁路桥梁提供参考。     

高速铁路矮墩大跨连续刚构拱桥设计研究

商合杭高速铁路跨越亳州涡河、阜阳颍河等多处特殊工点,需要选择一种跨度较大,而墩高较矮的桥式,根据铁路桥梁既有的设计成果,对连续刚构、V形墩连续刚构及连续刚构拱桥3种方案分别进行研究,从适用、经济、受力性能、轨道长波不平顺等方面,对3种方案的轨道长短波不平顺性进行对比分析,最终确定(88+168+88)m连续刚构拱桥方案为最佳方案。通过对连续刚构拱桥梁高、刚壁墩间距、刚壁墩壁厚、拱肋截面等结构尺寸的计算调整,使结构的受力得到了很大的改善,并且使长短波不平顺值满足规范要求,成功地实现了矮墩大跨连续刚构拱桥在高速铁路桥梁设计中的运用。     

重载铁路四线高墩大跨连续刚构设计研究

兴保铁路安家山河大桥为重载铁路四线桥,为跨越安家山河而设,主桥采用(80+130+80) m连续刚构,桥高达94 m。该桥面临多线、高墩、大跨等复杂问题,需对结构尺寸优化、主墩墩型比选、墩梁结合部位、中跨合龙顶力、施工阶段安全稳定性等方面开展研究。通过分析得出结论,中支点梁高采用9.2 m,跨中梁高采用4.8 m,梁部的刚度及强度均满足规范要求,整体指标较好;主墩采用空心墩与双薄壁墩组合,在保证足够刚度的前提下,有效降低刚度差;墩梁结合部位采用固结方式,节省大吨位支座及后期维修养护。经局部分析,梁体应力状态较合理;中跨合龙顶推力采用4 000 kN,改善了后期桥墩的受力及线形;主墩在梁体最大悬臂施工状态下安全性较好。     

哈大客专四线钢筋混凝土连续刚构设计

铁路钢筋混凝土结构的刚构-连续梁因其上部结构高度较低,可以有效地节省桥下空间,适用于线路坡度受一定限制时跨越道路而设.而在铁路枢纽内,股道较多,跨越道路频繁,采用此种桥梁形式较为合理.本文着重介绍了四线并行刚构-连续梁下部桩基础计算整体刚度、上部结构外荷载的取值方法,结构内力的计算,各截面的验算和配筋,该设计对于铁路枢纽多线并行跨越道路时的设计孔跨具有一定参考价值.     

正温度梯度荷载对连续梁桥上无砟轨道的影响

为研究温度梯度荷载对高速铁路大跨度连续梁桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道的影响,基于梁-板-轨相互作用原理建立无缝线路计算模型,分析了轨道板竖向温梯荷载和阴阳面横向温梯荷载作用下轨道结构的力学特性,并采用隔枕校核值研究了两种荷载对高低和轨向静态不平顺的影响.研究结果表明:轨道板竖向温梯荷载对钢轨垂向位移和中长波高低不平顺...     

沪杭高速铁路横潦泾特大桥135m跨连续梁桥合龙施工技术研究

预应力箱形连续梁在完成各"T"构施工后,合龙段,特别是中跨合龙段的施工关系到连续梁体的施工质量。如何在温度变化时保证合龙段混凝土的质量,是合龙成功与否的关键。沪杭高速铁路横潦泾特大桥4跨连续梁桥在合龙段施工中,通过对合龙方案的制定,对合龙段的受力分析,确定了合龙的各工序及锁定措施,同时结合测量监控,顺利完成了135 m大跨度铁路连续梁桥的合龙施工。