地基对铁路A型超高墩刚构连续梁桥的受力影响研究

为满足铁路桥梁的动力特性要求,同时节省桥墩圬工量,首次将A型桥墩应用于渝利线蔡家沟双线特大桥中。本桥为(80+3×144+80)m刚构-连续组合梁桥,刚构墩采用A型桥墩、三墩固结的结构形式,墩高最高达139m。针对A型超高桥墩的结构受力特点,根据地质条件,计算分析采用合理的桥墩基础形式,并分析其对A型超高墩刚构-连续组合桥的刚度及静、动力特性的影响。结果表明,3种承台结构形式的桥梁结构动力特性均满足要求,但墩底内力差异较大,同时当岩石地基极限抗压强度R4 MPa时,岩石竖向地基系数取值的变化对结构自振周期的影响较小。     

连续刚构桥高墩设计关键技术及选型研究

随着我国山区铁路建设事业的发展,高墩大跨桥梁的应用更加广泛。为了研究高墩设计中的关键技术,以准朔铁路大沙沟桥刚构主墩为工程背景,对墩身纵、横向刚度,墩顶弹性水平位移以及高墩的稳定性进行详细论述,介绍不同墩身截面形式的构造特点和适用范围,对刚构墩不同的横向墩身结构类型进行对比分析,并对大沙沟桥横向墩型进行优化设计。总结了高墩设计中的一些关键技术,为类似高墩桥的设计及墩型选择提供参考。     

山区高速铁路桥梁设计几个问题探讨

未来10年,我国将大量修建山区高速铁路。山区高速铁路桥梁应选择最小桥高的线路方案,慎重研究不良地质地段及上跨既有水利、道路、管线等设施桥址选择。简支组合箱梁、组合T梁采用较少,随着运架一体机的应用,保证了桥隧相连地段尽可能多地采用预制整孔箱梁。预应力混凝土连续梁是山区高速铁路首选特殊桥梁结构形式。圆端形墩和矩形墩各有优势,主要是外部条件决定墩形,地震区一般采用圆端形墩。建议墩高30 m以下采用流线形圆端形墩。矮墩应比较采用明挖扩大基础,钻孔灌注桩基础应根据不同覆土厚度、不同桩径、不同基岩实际情况、不同成孔方法等实际情况确定按柱桩或摩擦桩计算。     

常用跨度铁路桥梁桩基础经济技术比较方法

常用跨度简支梁桩基础设计时,需要先拟定一种基础形式进行试算,拟定基础形式的适用性对于简化设计、标准化施工、节约工程投资都具有重要的意义。哈尔滨至佳木斯铁路桥梁基础绝大部分为常用跨度简支梁桩基础,且地形、地质、墩型、墩高等条件较为复杂,在拟定基础形式的过程中,为提高初拟基础形式的适用性并在最大程度上节约工程投资,除常用基础布置形式外,还增加了6-1.00 m、9-1.00 m等形式。在此基础上对各种基础形式进行了不同边界条件下的试算,采用多项技术及经济指标对结构计算结果和工程造价进行对比分析,确定了适用于本线路的各类条件下推荐基础形式,并成功应用于施工图设计实践。     

铁路高墩大跨T构矮塔斜拉桥设计研究

根据桥址处地形、地貌、地质情况确定瓮安河大桥主桥采用(155+155) m高墩大跨T构矮塔斜拉桥。梁底以下墩高达130 m,为同类桥梁之最。采用MIDAS/Civil对主桥结构进行计算分析,计算结果表明:该桥强度、刚度及稳定性均满足规范要求,具有良好的静力、动力特性。该桥型结构优美,工程经济,施工简单,可为今后复杂山区铁路桥梁设计提供借鉴。     

大跨连续刚构桥墩结构形式方案研究

大跨连续刚构桥墩除了需要满足结构以及施工运营阶段的最小纵、横向刚度要求外,应尽可能使其具有较大的抗弯刚度和较小的抗推刚度,同时使其经济性最优。以兴保铁路安家山河大桥刚壁墩为工程背景,论述大跨高墩设计中的控制因素及要求。分析比较A形墩、矩形空心墩和双薄壁墩的构造特点及适用条件,对安家山河大桥刚壁墩不同墩形的设计指标进行深入的研究比较,并对其刚壁墩选型提出合理建议。研究表明,对于大跨高墩连续刚构桥,当相邻刚壁墩墩高相差过大时,矩形空心墩和双薄壁墩在更好地提供纵向柔度的同时,其纵向刚度匹配合理,且墩身圬工量较省。     

复杂艰险山区铁路牵引变电所接地网设计研究

我国即将建设以川藏铁路为代表的一大批复杂艰险山区的高标准铁路。受地质条件及电力系统影响,牵引变电所的接地设计将面临地形受限、高填方、土壤电阻率高、短路电流大等诸多困难和挑战。基于CDEGS软件建立的牵引变电所接地网仿真计算模型,分别对常规接地网、深井接地、外引接地以及提出的双层接地网模型进行仿真计算和指标考核,分析接地电阻、接触电势校核以及经济指标的对比。数据显示常规、深井及外引接地方式在地形受限的复杂环境中效果不明显,而双层接地网结构在经济、技术综合指标中最优。该方式在西成高铁的秦岭山区牵引变电所应用,效果非常明显,证明双层地网结构非常适合在复杂艰险山区铁路高填方地段的牵引变电所采用。     

格库铁路最大坡度方案研究

格库铁路是我国西部地区一条重要的路网性干线铁路，横贯柴达木、塔里木两大盆地，翻越阿尔金山，地形高差巨大，线路最大坡度的选择是该项目设计的重点和难点。结合格库铁路沿线地形地质条件、运输组织、牵引质量、机车选型和综合经济性分析，对最大坡度进行多方案比选研究，提出在地形高差大的艰险山区，适当提高线路最大坡度，采用16‰最大坡度，通过充分发挥大功率机车的牵引力优势，优化铁路移动设备与固定设施合理匹配，可有效降低工程建设投资和节省运营成本，实现项目综合经济效益最优的目的；提出在坡度方案比选中采用单位坡度线路长度缩短率、单位坡度桥隧缩短率及单位坡度经济性等系列概念，可将最大坡度变化引起的线路长度、桥隧长度及工程造价变化程度大小予以准确量化，将通常笼统的、概略性的评判精准化。     

成贵铁路工程环境与线路选线设计

研究目的:成贵铁路是复杂艰险山区高速铁路之一,穿越四川盆地向云贵高原攀升的斜坡过渡带,经过四川盆地南缘断褶带、滇东北崇山峻岭及贵州高原西北地区,沿线具有"矿藏多、采空区多、天然气多、峡谷多,地质构造发育、岩溶发育、重力不良地质发育、岩盐发育"的"四多、四发育"特点,地质、地形、环境极为复杂。本文在"地形选线"、"地质选线"、"环保选线"、"重大工程优先选址"的基础上,贯彻"减灾选线"理念,从工程建设源头做好地质灾害风险规避、防控工作;贯彻一县(市)一站、站城融合理念,尽力打造生态工程。研究结论:(1)沿线控制线路走向的主要因素有地形地貌、重点桥隧工程、城市规划、环境敏感区和煤矿采空区、岩溶、天然气等不良地质发育区;(2)线路最大坡度,一般20‰,困难25‰,个别30‰;(3)本研究成果可供复杂艰险山区铁路、公路工程建设借鉴。     

高寒高海拔复杂艰险山区无人机勘察技术应用

研究目的:以川藏铁路为代表的西部铁路网规划建设项目多处于复杂艰险山区,区域自然环境恶劣、地形条件复杂,传统勘察手段难以保证地质资料的快速准确获取,不易满足设计要求。无人机性能灵活机动,本文就无人机技术如何满足现场勘察需求展开研究分析,以解决高寒高海拔复杂艰险山区的勘测资料获取难题。研究结论:(1)基于无人机勘察数据和成果,可实现地层岩性、地质构造、不良地质等地质要素的准确判识;(2)无人机倾斜摄影测量建立的斜坡三维模型,可实现岩体结构面等地质信息的定量提取;(3)对于具有不同地表发育特征的大范围、长线性勘测对象,应针对性地选择使用倾斜摄影、三维激光扫描技术;(4)应用无人机技术辅助勘察,提高了勘察效率和精度,可推广应用于复杂艰险山区工程勘察工作。     

高墩大跨连续刚构桥的稳定性分析

研究目的:西部地区及偏远地区受地形条件的限制,修建公路时常需要跨越河流、沟谷等复杂地形,因此高墩大跨连续刚沟桥的修建日益增多,其墩高也由原来的几十米提升到了上百米的高度,随着墩高的增大、跨径的增长,对该类桥型稳定性问题的研究就显得尤为重要。研究结论:本文以山西省某(90+168+90)m高墩大跨连续刚构桥为工程背景,分别进行了高墩自体稳定性分析、施工阶段最大悬臂状态稳定性分析以及成桥阶段稳定性分析。通过计算可知:(1)高墩自体稳定性分析中,温度效应对高墩稳定性的影响较小;(2)施工阶段最大悬臂阶段的稳定性分析中,各向风荷载中顺桥向的风荷载对结构的稳定性最为不利;(3)成桥阶段的稳定性分析中,当车道荷载和人群荷载的均布力布置于中跨时对成桥的稳定性最为不利,风荷载对成桥阶段的稳定性影响较小,而温度效应对稳定性的影响则不可忽略;(4)该桥在施工过程中以及成桥阶段均具有良好的稳定性,计算分析过程对实际工程中高墩大跨连续刚构桥梁的稳定性分析具有一定的参考价值。     

通灌铁路选线设计

通灌铁路全长179.54km,是东北东部铁路通道的一部分。结合沿线地形、地质条件,对山区铁路选线设计过程中的线路方案进行分析比选,包括限制坡度比选、不良地质地段选线和复杂地形选线,提出合理方案。     

艰险山区铁路“天空地井”综合勘察技术

研究目的:西部艰险山区受地形、气候及复杂地质情况的影响,制约了铁路勘察精度,以往的研究仅仅是天空地技术的简单组合,对于方法的综合应用论述不够,本研究基于西部山区铁路勘察的关键问题与实际需求,提出融合地质体时空演化过程识别的四维勘察体系,旨在为西部山区铁路勘察领域的科学研究和勘察工作提供参考。研究结论:(1)构建了一套“天空地井”的四维勘察体系,将传统的现状勘察提升为地质体灾变演化勘察;(2)详细阐述了不同地质问题下“天空地井”技术组合原则;(3)采用“天空地井”融合勘察技术将大大提高西部山区岩性、构造、地质灾害、深部地质特征的勘察精度,该技术可广泛应用于复杂艰险山区铁路勘察中。     

基于扣件受力的无砟轨道32m简支梁坡度限值

研究目的:基于有限元方法与梁轨相互作用原理,建立能够分析坡道上无砟轨道桥梁变形对扣件受力影响的平面模型,分析桥梁坡度、墩顶纵向水平位移等因素对扣件受力的影响,提出在考虑桥梁收缩徐变、基础沉降、桥墩纵向温差及列车荷载等条件下32 m简支梁适应的坡度,从而为桥梁坡度选择提供理论指导。研究结论:(1)桥梁坡度以及墩顶纵向水平位移的改变均会引起扣件受力,并且扣件所受上拔力最大值随着桥梁坡度、墩顶纵向水平位移的增加近似呈线性增大;(2)对于梁端悬出0.55 m的32 m简支梁而言,当桥墩高度为20 m时,由扣件上拔力不超限确定的最大坡度值为29‰,当桥墩高度为40 m时最大坡度值为20‰;(3)当桥墩纵向水平刚度增加、梁缝附近铺设过渡板或采用特殊扣件时,可以适当增加桥梁的坡度限值;(4)基于扣件受力确定的桥梁坡度限值可为今后线路选线设计及桥梁坡度设置提供借鉴和参考。     

艰险山区客运专线最大坡度技术研究

结合西安—成都客运专线特殊的地形条件和我国现有CRH系列动车组的基本特性,从适应地形、工程设置、技术经济、施工安全、运输安全、运输能力等方面系统研究论述最大坡度技术方案,使艰险山区客运专线最大坡度选择更具合理性、可靠性和安全性.通过对客运专线最大坡度方案比选和综合分析,提出西安—成都客运专线推荐采用25‰坡度越岭,在线路走向、线路标准、越岭隧道、桥隧总长、高桥大跨等方面技术合理、经济可行,秦岭长大下坡地段限速运行,最高运行速度300 km/h,并进一步补充完善客运专线技术标准体系.     

云桂线石林至昆明南坡度方案研究

云桂线位于云南、广西境内,是典型的西南山区高速铁路,地形、地质条件相当复杂。如何合理的选择坡度对于降低铁路施工难度、减少运营风险,节约投资有着重要的意义。文中以云桂线具有代表性的石林板桥至昆明南区间为例,主要介绍了该段线路结合地形、地质情况,灵活选择坡度的情况,供其他类似山区铁路参考。     

时速350km高速铁路(56+2×104+56)m连续刚构设计

某客运专线南庄特大桥,主桥为设计跨径(56+2×104+56)m的高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥,主墩墩高62 m,对该连续刚构的结构设计、计算分析进行介绍。     

复杂艰险山区高速铁路减灾选线设计研究

复杂艰险山区地质灾害问题十分突出,工程建设条件差,高速铁路线型标准高,适应地形及绕避不良地质的灵活性差。对于长达数百至上千公里的复杂艰险山区高速铁路带状工程,众多的地质灾害绕无可绕、避无可避时,只能避大就小,海量筛选技术可行、经济合理、风险可控的线路和工程方案。高效识别“长线路、宽廊道”范围地质灾害,量化百年服役期铁路工程安全风险,科学确定“宏观走向”“空间线位”“工程设置”等多层次风险调控举措,实现以“减灾”为核心的方案群多目标智能优化,是复杂艰险山区高速铁路成功修建与安全运营的关键。本文简介了复杂艰险山区高速铁路减灾选线设计成套技术,该技术以“一套减灾选线理论与方法”+“三大减灾选线支撑技术”为核心,成功突破了复杂艰险山区修建高速铁路的技术瓶颈,支撑了6300 km复杂艰险山区高速铁路的工程建设,指导了1.3万km高速铁路的勘察设计,并被其他陆地交通项目借鉴利用,在服务“交通强国”战略、“一带一路”建设中具有重大意义并具有广阔应用前景。     

100m跨连续梁高支架设计与施工

黑石大桥第三联为66/60m+100m+66/60m变截面预应力混凝土连续箱梁,最高墩高38.5 m。为保证高墩大跨度桥梁现浇梁的施工安全与质量,支架采用螺旋钢管+贝雷桁架+碗扣式脚手架组合支架设计,通过对组合支架结构进行优化组合,确定了一个经济合理,安全可靠的支架方案。实践证明,该支架设计可为同类桥梁施工提供参考经验。     

广州至高明高速公路(广州段)桥梁结构形式分析

通过对广州至高明高速公路广州段沿线桥梁的上部、下部结构技术、经济指标的分析、比选,确定了该段公路与墩高和基础相对应的经济跨径和合理结构,即跨度为25 m的预应力混凝土连续箱梁。