(40+64+40)m跨河连续槽形梁施工关键技术

邯黄铁路在肖张镇跨卫千渠部分设计为(40+64+40)m连续槽形梁,采用满堂支架现浇的施工方法。鉴于槽形梁在我国铁路上应用较少,且该连续槽形梁为目前国内最大跨度,技术难度大等,本文针对主箱梁腹板厚度较薄以及梁体为开口结构,横向刚度、整体抗扭性较差等技术难题,详细介绍了满堂支架及模板方案、分段施工工艺、合龙段临时刚接设计、超薄混凝土腹板浇筑等关键技术以及施工中的控制要点、特殊技术措施。     

铁路预应力混凝土槽形梁施工水化热的实测与分析

根据铁路混凝土槽形梁浇筑时水化热温度的现场测试结果,绘制了温度变化的时程曲线,得到预应力混凝土浇筑后梁体不同部位在水化热影响下的温度峰值及温差变化规律。分析结果表明:槽形梁混凝土水化热的最高温度达到了72.5℃,最高温度出现在腹板的中下部;腹板各测点的最高温度均大于底板各测点的最高温度,且达到最高温度所用的时间也有所差异;腹板部位的竖向温差均在20℃以上,而底板竖向温差为9℃;腹板表面测点和底板各测点在混凝土浇筑完毕80 h后降至环境温度。根据水化热温度的变化规律,从材料配比、混凝土浇筑工艺、施工养护、施工阶段4方面提出了控制混凝土水化热的措施。     

铁路预应力混凝土连续槽形梁研究

槽形梁目前在我国铁路建设中应用较少,已建成的最大跨度只有40 m,在特殊条件下采用槽形梁能较大程度地降低有效建筑高度,具有较好的经济性。槽形梁空间受力特征明显,需要借助大型有限元程序进行梁板模型及实体模型分析,计算工作量大。铜九铁路跨越318国道大桥采用(40+64+40)m单线预应力混凝土连续槽形梁结构,该桥已建成通车并进行了通车试验,通过对连续槽形梁的三维有限元整体空间分析,系统揭示了在竖向荷载作用下连续槽形梁的空间作用特性,为更大跨度的铁路连续槽形梁的建造提供借鉴。     

(40+56+40)m预应力混凝土连续槽形梁动力性能试验研究

槽形梁因具有建筑高度低,结构轻巧,腹板可以隔音等优点,开始在高速铁路桥梁中应用。本文对比分析了(40+56+40)m连续槽形梁和(40+56+40)m连续箱形梁的自振特性,以及动车组以各种速度通过桥梁时的动力响应指标,包括梁端竖向转角、挠跨比、竖横向振幅、动应变及动力系数和竖向振动加速度。结果表明,连续槽形梁结构动力性能良好,能够适应高速列车运营的要求。     

向莆铁路闽江特大桥主桥设计

研究目的:根据向莆铁路闽江特大桥桥址处自然环境条件,跨越闽江主桥采用(60+7×100+60)m预应力混凝土连续梁桥式,梁部采用单箱单室直腹板变截面箱型梁,设置三向预应力体系。主桥桥墩采用圆端形实体墩,钻孔桩基础。通过对主桥结构进行平面静力分析、抗震设计、车桥耦合动力响应分析、桥上制动力计算分析,为该桥的设计提供依据,研究结果可供其他同类型桥梁参考。研究结论:梁体顶、底板正应力和腹板剪应力均能满足规范要求;38#、40#桥墩设置粘滞性阻尼器后,该桥结构满足抗震要求;主桥结构具有良好的动力性及列车走行性,列车通过桥梁时的安全性和乘坐舒适性均能满足要求。     

铁路矮塔斜拉桥W形腹板箱梁力学性能分析

W形腹板箱梁具有典型桁式体系受力特征,更符合单索面斜拉桥的受力要求,目前已在公路桥中推广应用。为指导铁路桥相关设计,通过采用有限元软件建立计算模型,对某铁路矮塔斜拉桥W形腹板箱梁设计开展系统分析,研究不同设计参数对箱梁各板件内力的影响、荷载作用下箱梁截面横向受力性能、以及箱梁截面剪力滞效应。研究结果表明,同梁高、不同斜腹板倾角的铁路W形截面顶板、内腹板均受拉,底板与外腹板均受压;随着边斜腹板倾角减小和内腹板倾角增大,顶板、外腹板轴力变大,内腹板轴力减小,底板轴力则基本不变;根据计算分析得到不同位置处的W形截面在铁路荷载作用下,预应力筋合理的布置方式;剪力滞效应方面,荷载作用下,支点及拉索附近的剪力滞效应较为明显,剪力滞系数约为1.1。通过研究,对铁路荷载作用下该种新型截面形式有了系统全面的认识,合理选择截面参数的同时应考虑剪力滞效应以提高结构经济性。     

高速铁路大跨度混合梁连续刚构设计关键技术研究

广湛高铁采用(109+2×200+109) m混合梁连续刚构跨越西江主航道,主梁采用预应力混凝土梁+钢混结合梁的混合梁形式,与预应力混凝土连续刚构相比,减轻了结构自重,降低了主梁弯矩和剪力,提高了桥梁跨越能力;跨中采用钢混结合梁,减小了因混凝土收缩徐变对结构后期变形的影响,改善了结构受力和高速行车条件。钢混结合段为钢主梁与预应力混凝土主梁的连接构造,是混合梁桥关键传力部位,根据刚构桥的钢混结合部受力模式,设置于主梁受力较小位置,采用有格室后承压板式结合部构造。通过对钢梁截面分析比选,采用符合结构受力特点、经济性较好的槽形钢箱混凝土结合梁,并对槽形钢梁超高腹板稳定性、空腹桁架式横隔板构造等关键技术进行研究。建造方案推荐采用挂篮悬臂浇筑混凝土梁,钢梁采用整体吊装安装,混凝土桥面板采用分块预制,可有效保证施工工期。     

兰新二线全预应力混凝土槽型梁的静载试验研究

通过对兰新二线全预应力混凝土槽型梁在非对称竖向荷载作用下的足尺模型试验,研究结构在逐级增大荷载作用下的变形、应力变化和裂缝开展及分布等规律,验证了该槽型梁的设计理论和施工质量,为槽型梁受力理论的发展积累了经验。研究结果表明:在竖向非对称荷载作用下,槽型梁具有明显的空间受力特征:腹板不仅发生竖向的弯曲变形,还会发生横向向槽口内的变形,底板则受纵向弯矩和横向弯矩共同作用,而腹板和底板结合处往往受弯扭组合变形共同作用,应力状态复杂;荷载等级越大,扭转变形对结构的影响越大,弯扭组合效应越明显;在一定的荷载范围内,腹板和底板应力的增长随荷载等级的增加近似符合线性增大的规律,在荷载增大的过程中,底板应力变化明显,中性轴会发生明显移动,而腹板中性轴几乎不发生移动;结构的设计理论和施工质量均满足列车营运的要求,并具有充足的安全系数。     

一种铁路钢桁梁斜拉桥压重结构的设计及应用

为避免铁路钢桁梁斜拉桥支座脱空影响列车运行安全,需采取有效措施控制结构负反力。以安庆铁路长江大桥为工程背景,研究一种可精确控制铁路钢桁梁斜拉桥负反力的结构和施工方法。安庆铁路长江大桥采用封闭钢箱灌注重晶石混凝土的方法集中压重。压重钢箱采用钢板封闭正交异性钢桥面底板,使其成为封闭的钢箱。横肋腹板采用变高度设计,可为封闭钢箱提供更大的压重空间。在密闭钢箱顶部设置混凝土灌注孔及观察孔,并在钢箱腹板及横梁腹板沿高度方向设置混凝土方量高度控制肋。采用现场灌注重晶石混凝土的方法,达到精确控制斜拉桥压重的目的。该方法具有构造简单、受力明确、压重效率高、施工方便的特点,已在国内多座铁路钢桁梁斜拉桥中推广运用。     

珠三角城际铁路32m双线简支槽形梁方案研究

研究目的:针对珠三角城际铁路特点,充分发挥槽形梁的自身优势,通过综合比选分析研究,提出适用于珠三角城际铁路的32 m双线简支槽形梁方案。研究结论:(1)提出了适用于珠三角城际铁路的斜墙式Γ形腹板,实体底板的32 m双线简支槽形梁方案;(2)经过综合比选,确定了电缆槽放置在槽底轨道两侧的桥面布置形式;(3)对结构各部位尺寸进行了多程序、多模型的分析比选,所推荐的方案满足使用功能,计算的各项指标满足规范要求;(4)所推荐的方案满足整体预制架设施工的需求,运架一体机更适合槽形梁,并提出运架一体机荷载图式;(5)本研究成果能够指导双线简支槽形梁尝试在城际铁路中推广使用,同时也为在其他标准的铁路、地铁中槽形梁的选择提供参考。     

高速铁路槽形连续梁车-轨-桥相互作用动力分析

济青高速铁路(40+70+70+40) m槽形连续梁是国内外跨度最大的高速铁路双线预应力槽形连续梁。为分析其列车通过时的动力性能,建立列车-轨道-槽形连续梁动力相互作用模型,编制铁路列车-轨道-桥梁耦合动力仿真软件RTTB,利用现场实测数据验证仿真软件的工程可用性,对动车组与货车过桥时系统的动力响应进行数值计算和评估。结果表明:CRH2动车组、CRH3动车组、C64货车在设计速度范围内以单列或者双列的形式通过桥梁时,车辆的安全性指标均合格,平稳性指标为优秀,桥梁的各项动力响应指标均满足规范要求,槽形连续梁结构设计合理,满足设计要求。     

昌平轻轨钢-混凝土结合连续刚构桥设计

轨道交通昌平线高架区间跨线桥采用两联桥跨布置为(37+60+79+42.5)m及(42.5+79+42.5)m的钢-混凝土结合连续刚构方案,本桥具有跨度大、曲线半径小、地震烈度高、桥下既有线众多等特点,设计控制因素较多。介绍该桥的方案选择、结构设计、主梁有效宽度计算以及墩梁固结段的处理,并针对连续梁负弯矩区混凝土桥面板受力问题,提出预制桥面板、预加静载法、施加纵向预应力、滞后结合、高配筋率等多种处理方法,对其效果做出综合比较,以确定最终施工方案。     

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。     

海青铁路跨胶济客运专线(40+64+40)m连续梁转体施工设计

为减少跨既有铁路桥梁施工对铁路运营的影响,转体施工作为一种合理的施工方法越来越多地被采用,但对于跨客运专线采用小直径转盘及球铰的转体施工实践却很少。结合海青铁路跨胶济客运专线(40+64+40)m连续梁转体施工设计,介绍球铰选型、牵引力、倾覆稳定的计算方法,阐述转体系统、称重、转体等关键技术,并总结了转体施工方案。实践表明,所设计的小直径转盘及球铰的转体结构设计满足施工需要,转体施工方案满足铁路安全运营的要求。     

大型输水钢管下穿兰新客运专线方案研究

兰州市水源地建设工程彭家坪支线输水隧洞下穿兰新客运专线马耳山沟中桥,该工程须考虑桥下净空、管道桥线型、结构布置等问题。为了使管道桥下穿既有马耳山沟中桥既满足小半径反向曲线线型要求,又满足既有桥下净空和行洪要求,通过方案比选最终选择了对既有铁路运营影响最小的槽型连续弯梁方案,解决了上述关键技术难题。技术方案顺利通过审查并实施,可为类似工程提供借鉴。     

客运专线铁路预应力混凝土连续梁底板崩裂加固设计

某客运专线(30.15+48+56+48+30.15)m预应力混凝土连续梁在预应力张拉、压浆完毕后中孔56 m梁底发生了较大面积的崩裂。综合分析崩裂原因,通过对各种"传统补强"方案在加固设计中的利弊分析、对比,结合预应力管道已压浆完毕的现实状况,提出一种新的加固设计方案——梁体施加预压荷载方案。该方案从连续梁的受力特征出发,突破了传统方案只在通过"补强"方面作文章的思路,有效避免了传统方案的弊病,取得了较好的补强效果。     

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。     

怀邵衡铁路沅江特大桥主桥设计

怀邵衡铁路沅江特大桥主桥为矮塔斜拉加劲连续梁组合结构,跨径为(90+180+90)m,采用塔、梁固结体系,综述该桥上部结构设计与计算。主梁采用单箱单室变截面混凝土箱梁;桥塔采用双柱式桥塔,塔高28 m;斜拉索为空间双索面体系,扇形布置。采用MIDAS Civil2006及BDAP程序对该桥进行结构计算分析,结果表明:该桥静力、稳定及动力特性均满足要求。     

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。     

无砟轨道1-80m下承式钢管混凝土拱桥设计

研究目的:1-80m下承式钢管混凝土拱桥,为钢箱梁与钢管混凝土拱组合结构,属于有推力拱桥,该桥式方案在我国铁路上是首次采用,需要研究论证,以保证设计安全合理。研究结果:设计表明该桥结构安全可靠,性能优良,且与周围自然环境交相互映,满足无砟轨道要求。