大跨度高铁斜拉桥钢-混结合主梁收缩徐变研究

为研究钢混结合主梁混凝土桥面板的收缩徐变对大跨度高铁无砟轨道斜拉桥的影响,以昌吉赣客专赣江特大桥为工程背景,采用Midas Civil软件建立全桥精细化数值分析模型,考虑钢混结合梁混凝土桥面板不同的加载龄期,分析结合梁斜拉桥在收缩徐变效应下变形及受力的变化。结果表明:赣江特大桥结合梁在施工成桥初期至运营5年后,钢混结合梁混凝土桥面板收缩徐变引起面板及钢箱梁的应力变化情况均满足规范要求,桥面板及钢箱梁在施工成桥1年后收缩徐变完成50%以上,3年后完成80%左右;桥面板混凝土的加载龄期越长,混凝土收缩徐变对桥梁结构变形和受力的影响越小,并在混凝土加载龄期达到180 d后对桥梁结构的影响呈稳定趋势,将结合梁桥面板预制存放180 d后再进行吊装,可有效降低混凝土收缩徐变对此种结构正常使用期间力学行为的影响。     

门式墩钢箱梁吊装施工技术

钢箱梁具有拼装快、自质量轻、跨度大、承载能力高、便于维修等特点,是高速铁路桥梁工程中为跨越既有线、减少运输干扰而独设的一种结构。新建合福铁路站前工程一标蒙城北路特大桥跨越6条既有线,采用门式墩钢箱梁结构,以49#墩处的钢箱梁吊装技术为例,重点介绍施工要点、吊装设备选择、地基承载力计算、吊装施工方案、跨既有线施工天窗点内时间分布及施工注意事项。钢箱梁吊装工程安全、稳定、顺利地完成施工,保证线路按时开通,验证技术可行,相关经验为同类工程施工提供参考。     

客运专线V形连续钢箱梁桥方案设计研究

京沪高速铁路北京特大桥跨越北京南三环,桥式方案采用(68+110+68)mV形连续曲线钢箱梁;主要介绍主跨上部钢结构的构造设计、结构形式优化比选;全桥静力、动力有限元计算分析;桥梁合理施工方案的研究,并提出合理建议。     

高速铁路大跨度钢箱门式墩的设计研究

研究目的:随着高速铁路的快速发展,新建铁路与既有铁路交叉越来越多,如何减小结构跨度、结构高度及运营铁路上方施工作业时间,是类似项目面临的主要问题。本文以包银高速铁路镇朔湖特大桥跨越包兰铁路为例,介绍大跨度钢箱门式墩结构自身优点并对梁部、钢横梁、桥墩、基础等关键结构进行设计研究。研究结论:(1)跨越同一构筑物,门式墩较大跨桥梁具有布置灵活、施工工期短、造价便宜等优点;(2)钢箱门式墩主要结构在工厂预制,现场安装,既有线上方施工作业时间短,在"天窗"时段即可满足施工要求,既可以保证施工质量,也可以满足既有铁路运营安全;(3)通过对门式墩主体结构及梁部的计算,各项指标均符合规范及设计要求;(4)本研究可以为今后同类型的工程提供参考。     

下穿地铁车站暗挖施工对既有线影响分析

研究目的:近距离穿越既有线工程施工过程中,要保证既有隧道的安全运营,同时不破坏既有隧道结构安全性,这就要求施工对既有构筑物的影响减到最小,以保证工程施工和既有线运营的安全。本文结合北京地铁4号线宣武门车站超近距下穿既有2号线宣武门车站暗挖施工,分析开挖支护施工对既有线的影响。研究结论:(1)开挖支护施工对既有车站变形影响的控制效果总体良好,所有变形值未超出下穿既有车站施工目标控制值;(2)严格遵循对称原则,左右线同时、同步、对称进行;(3)型钢拱架能及时快速地对地层产生支护阻力,同时采取跟踪补偿注浆技术可达到主动控制沉降的目的,实践证明非常有效;(4)管棚注浆系统和既有结构底板的支撑作用显著;(5)本研究成果对城市地铁邻近既有线施工具有借鉴意义。     

高速铁路连续梁柔性拱桥拱梁结合部受力分析

研究目的:连续梁拱组合体系桥拱肋与主梁固结,依靠主梁内配置的预应力束来平衡拱的水平推力,拱脚是拱梁组合桥的关键部位,其受力性能对全桥承载能力和跨越能力至关重要;拱脚为钢管混凝土拱肋向混凝土主梁的过渡段,局部构造非常复杂,为了给拱脚节点处的构造设计提供理论依据和合理方案,有必要在桥梁整体分析的基础上,建立拱梁结合部精细化有限元计算模型,精确分析其受力状态和传力机理。研究结论:(1)拱梁结合部主梁和拱脚混凝土、拱肋钢管和拱肋内灌注混凝土等构件应力均在规范给定的限值内,结构安全可靠;(2)拱梁结合部应力集中区域主要分布在0号和1号节段连接截面,该处拱脚和主梁均存在较大的主压应力;拱脚与主梁间宜采用圆弧过渡等平滑连接构造,以减小应力集中,使混凝土受力更为均匀;(3)应确保拱肋与主梁、拱肋与拱脚混凝土之间共同作用良好,并保证拱梁结合部位受力的整体性;(4)本研究结果可供大跨度连续梁拱桥的设计和施工参考。     

高速道岔尖轨断裂对道岔状态影响的试验研究

研究目的:尖轨是高速道岔结构中的核心部件,运营过程中尖轨需承担复杂荷载,且无扣件系统扣压,其可靠性备受关注,一旦发生断裂对行车安全的影响尚不清晰。本文提出一种模拟尖轨断裂的试验方法,以用量最多的18号道岔的直尖轨为试验对象,获得尖轨不同位置断裂对道岔区几何状态的影响规律。研究结论:(1)尖轨在第一、二牵引点间断裂时尖轨始终与基本轨密贴,断缝处无明显错动,扳至反位时断缝前端尖轨(尖轨尖端一侧)仍与基本轨密贴,未形成轮缘槽,侧股无法正常开通;(2)尖轨在第二、三牵引点断裂时断缝处错动量为1.3 mm,扳至反位时断缝处轮缘槽宽度满足要求,侧股可正常开通;(3)尖轨在第三牵引点后端2 m位置断裂时断缝处错动量为1 mm,扳至反位时断缝后端尖轨(尖轨跟端一侧)无牵引力,轮缘槽宽度不足,侧股不能开通;(4)尖轨在第三牵引点后端6 m位置断裂时断缝处错动量为2.3 mm,扳至反位时侧股可正常开通;(5)尖轨断裂后内部应力释放、支承条件发生变化,断缝前后尖轨转换位移不协调,使得转换阻力变化无明显规律可循,难以由转辙机阻力信息判断尖轨是否发生断裂及其位置;(6)本研究可为进一步尖轨断裂理论分析及判断方法研究奠定基础,也可为道岔运营安全评估提供参考。     

单线大跨度简支钢箱梁系杆拱设计研究

钢管混凝土拱桥在钢管拱肋混凝土灌注过程中存在爆管的可能性,当邻近既有线施工时须考虑其风险。为研究单线大跨度拱桥拱肋内不灌注混凝土的可行性,以丹佛(丹灶-佛山)西站联络线上一160 m简支钢箱梁系杆拱为研究对象,建立空间有限元模型对大跨度简支钢箱梁系杆拱桥进行静力和动力计算,分析结构的受力情况和变形状态。结果表明,该桥的静力和动力特性均满足规范要求。该桥为邻近既有线的单线铁路桥,可选择拱肋内不灌注混凝土,从而使得施工更加方便。     

高速铁路下承式结合梁系杆拱桥桥面结合方式

针对高速铁路下承式结合梁系杆拱桥,通过有限元分析,对纵横梁桥面系和密布横梁桥面系2种结合方式、混凝土桥面板不同的分块方式等问题进行研究。结果表明:纵横梁桥面体系在纵横梁交点处存在应力突变,其横梁应力较密布横梁高。对于密布横梁方案,随着混凝土断缝数量的增多,系梁挠度增幅不大,系梁和拱肋内力变化不大,但横梁应力有所降低,混凝土桥面板的整体应力大致呈降低趋势;在施工上,密布横梁体系比纵横梁体系简单方便。对于128 m跨度双线下承式钢系杆拱桥的桥面结合方式,建议采用密布横梁体系,桁距16 m,混凝土桥面板设置断缝,按5节间(25 m 27 m 24 m 27 m 25 m)布置。     

长联大跨钢桁连续梁斜拉桥混凝土道砟槽施工

宁安铁路安庆长江大桥主桥连续钢桁梁斜拉桥全长1 364.6 m,铁路4线,有砟桥面。道砟槽由底板、挡砟墙、防水层和耐磨层4部分组成,宽度9.5 m,底板和挡砟墙为钢筋混凝土结构。底板厚15 cm,纵向通长设置,通过剪力钉和钢桥面板结合成整体。挡砟墙高1.05 m,纵向设温度断缝。与道砟接触的耐磨层纤维混凝土厚6 cm,纵横向设有锯缝。耐磨层和底板之间采用聚氨酯卷材做防水层。道砟槽在4—7月期间施工,按底板→挡砟墙→防水层→耐磨层的顺序进行,分幅分段完成。对于主跨跨中道砟槽中线点位置,按照从两端钢梁分别联测至跨中处两者坐标差的分中值位置进行确定,挡砟墙高度均随钢梁面起算。采取底板预留后浇段,底板和耐磨层在夏季升温时间段浇筑、3～4次收浆抹面工艺等技术措施,实现长联薄底板全长无裂纹,耐磨层开裂少。采用端模包侧模的抽钎脱模法成形挡砟墙断缝。长联薄板结构道砟槽防开裂施工技术可为类似工程提供借鉴。     

鲁南高速铁路跨线桥顶推与转体结合施工技术

鲁南高速铁路高上1号特大桥上跨京沪高速铁路施工难度较大，本文提出了一种支撑体系平移顶推与转体相结合的跨线桥施工方法。首先施工转体结构；然后进行顶推施工，在距离高速铁路30 m以外的工位搭设支撑体系，再顶推支撑体系至主墩区域进行梁体混凝土浇筑；最后进行转体施工，使主梁就位、全桥贯通。顶推和转体结合施工确保了桥梁顺利跨越京沪高速铁路，显著减轻了对既有线行车的干扰，降低了安全风险，缩短了工期。     

铁路混合梁斜拉桥设计创新与实践

研究目的:依托多工点桥梁,本文开展合理成桥状态、关键设计参数、钢混结合段构造、钝形钢箱梁气动选型等理论分析及试验研究,以解决铁路大跨度混合梁斜拉桥荷载重、疲劳活载大、动力性能及刚度要求高等诸多技术难题。研究结论:(1)建立的"塔偏梁拱"合理成桥状态,解决了铁路活载大、恒活比小引起的结构受力不均衡性难题;(2)推导的梁、塔、索关键设计参数解析公式,揭示了结构受力行为及影响规律;(3)采用的钢混结合段梯形填充混凝土连接构造技术,解决了铁路荷载作用下结合段刚度过渡平顺性技术难题;(4)提出的铁路正交异性钢桥面板的疲劳应力解析公式,揭示了疲劳影响因素及规律,首创的加厚加高型V肋改善了铁路钢桥面结构疲劳性能;(5)提出了钝形钢箱梁涡振扭转振幅限值标准;(6)本研究成果可为类似大跨度斜拉桥的设计提供参考。     

大跨度钢箱梁桥双幅同步转体施工技术

石家庄市和平路高架西延工程钢箱梁主桥和匝道桥同时跨越石太铁路,由于既有线运输繁忙,需在一个铁路施工"天窗点"内完成双幅桥梁的同步转体施工,施工难度大;主桥桥位处于狭小空间内,不具备现场钢箱梁构件吊装条件。通过设置钢箱梁横向滑移装置解决钢箱梁构件水平运输问题;采用计算机模拟和精密仪器控制等措施,探索出主桥在墩顶及匝道桥在承台同时同步转体施工工艺流程及安全防护措施,取得了良好效果,可供类似工程借鉴。     

新建隧道近接穿越既有运营地铁隧道关键技术

研究目的:近年来各地城市轨道交通新建线路穿越既有运营线路的情况与日俱增,实际工程中出现沉降过大或影响正常运营的情况越来越多,究其原因,主要是各类穿越既有线情况不尽相同,在穿越工法、技术保障措施与预留措施等方面尚无系统性研究成果。为规范各类穿越既有线工程技术措施,本文就目前穿越既有线工程中存在的一些主要问题展开研究,并提出相应的解决方案。研究结论:(1)新建隧道穿越既有线工程,应遵循"能盾则盾"的基本原则,并提出了盾构微扰动施工关键技术;(2)提出了大管棚超前支护、袖阀管地层预注浆、全断面深孔注浆与旋喷桩加固等辅助技术措施;(3)明确了先期线路给后期线路预留穿越条件的必要性,并提出了夹土体预注浆加固与跟踪注浆、素混凝土桩以及先期隧道纵向刚度加强等切实可行的预留措施;(4)针对新建基坑近接跨越既有运营隧道,提出了"化整为零"的小基坑开挖方式与基于拱盖结构的受力转换体系;(5)本研究结论可为后续穿越既有线工程提供借鉴或参考。     

客运专线大跨连续梁梁端无砟轨道最大钢轨支承间距允许值研究

客运专线铁路桥梁所占比例较高,长联大跨桥梁应用较多。由梁体的温度伸缩和混凝土收缩、徐变及列车制动、启动等原因引起的梁缝变化量较大,导致梁端钢轨支承间距过大。我国尚没有对客运专线梁端处最大允许钢轨支承间距做出明确规定。本文建立了梁缝处无砟轨道钢轨支承的理论分析模型和车辆—轨道耦合动力学计算模型,通过客运专线轨道的各项静态、动态指标计算得到适应我国客运专线实际情况的无砟轨道最大钢轨支承间距允许值,并将静态计算结果与动力学仿真结果进行对比。研究结果表明,客运专线梁缝处钢轨支承间距不宜750 mm。     

跨越既有铁路桥梁方案设计研究

随着铁路建设的快速发展,与既有铁路线交叉的情况越来越多,同时对既有线的运营安全重视程度日益增加,因此跨越既有线时的设计方案逐渐成为关注重点,结合兰州—中川铁路设计情况,对跨越既有铁路线的桥梁方案进行研究,除采用传统的预应力混凝土盖梁门式墩、钢盖梁门式墩等设计方案外,根据实际情况首次提出预制拼装组合新型门式墩方案、倒L形墩方案、转体V形T构桥墩方案等一些新的设计思路,不仅节约工程投资、保证施工工期,同时又大大减少新线施工对既有线运营影响及后期的养护维修工作,经济和社会效益显著。     

京沪高速铁路(京徐段)跨线桥梁设计概述

京沪高速铁路(京徐段)多次跨越既有铁路,跨越既有线桥涵设计是京沪高速铁路桥梁设计的重要节点。通过对上跨大李联络线及预留复线、京山四线及西黄左线、两个津浦单线、津浦双线等四处跨线桥梁工点介绍,针对不同的既有线现状情况,总结出跨越既有线桥涵设计的常用结构形式为:空间刚架、悬浇连续梁、基础斜置简支梁及转体施工连续梁。     

轻型桥梁转动体系的研究分析

随着我国新建高铁及既有铁路提速的不断发展,大量跨越铁路的桥梁建设日益增多。在既有运营铁路线施工跨线桥,施工方案的选择尤为关键,而转体工艺是最能降低对既有线运营影响方案之一。目前,国内外对大型特殊桥梁转体施工研究较多,转动体系也均为一桥一特殊设计,但是对轻型人行天桥研究较少。本文结合襄渝线数十座人行天桥设计,对轻型桥梁转动体系进行特殊计算分析。     

沱江多线特大桥跨既有线施工防护技术

成渝客专资阳沱江多线特大桥0号台位于既有成渝铁路路堑上方,0号台～1号墩连续梁的8#～12#块上跨铁路运营线,该段连续梁施工时的混凝土灌筑及挂篮走行都将影响既有线施工安全.结合资阳沱江多线特大桥跨既有线施工,分析总结跨越繁忙铁路既有线施工的防护技术.     

跨铁路既有线T型刚构桥转体施工技术研究

为确保铁路既有线行车安全并减少对铁路运营的干扰,既有线上跨桥梁大量采用转体法施工。结合某新建高速公路上跨津山铁路T型刚构桥的工程实例,对跨越多股道高密度营业线转体法施工技术展开研究,详细介绍了转体球铰设计、球铰制造要求、安装要求及转体施工关键技术,为今后跨越既有多股道电气化铁路转体法施工的桥梁设计、施工提供一些可借鉴的经验。