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。     

汉巴南铁路嘉陵江特大桥主桥方案研究

嘉陵江特大桥是汉巴南铁路的控制性重点桥梁,根据线路技术标准、桥址处地形特点和通航需求,宜采用斜拉桥桥式并减少北岸陡坡侧边跨长度。针对两个相邻桥位分别对独塔斜拉桥、高低塔斜拉桥桥式方案进行研究,结合混合梁和钢桁梁两种主梁形式,从结构受力性能、工程造价、施工方案等多方面进行综合比选。研究结果表明:独塔斜拉桥和高低塔斜拉桥方案均能够满足结构静动力性能需求,综合考虑投资、工期、后期维养等因素,推荐采用孔跨布置为(45+55+58+335+58+49)m的高低塔混合梁斜拉桥。     

铁路混合梁斜拉桥钢-混结合段创新技术

结合甬江左线特大桥主桥工程,论述铁路混合梁斜拉桥钢-混结合段设计;从钢-混结合段分块、支架体系、组拼和BIM技术应用方面阐述钢-混结合段在设计与施工方面的创新技术,提出钢-混结合段模块组拼施工方法,并利用BIM技术模拟施工工序等,可为同类桥梁设计与施工提供借鉴。     

组合结构主梁斜拉桥设计进展

简要回顾了组合结构主梁斜拉桥的技术演进,介绍了目前的设计进展和中铁大桥勘测设计院在该领域的一些开拓性工作。最后指出组合结构主梁斜拉桥将继续保持在中等和大跨度宽桥面斜拉桥领域的优势,在跨度大于400m的多塔斜拉桥领域优势更明显。     

高速铁路高低塔混合梁斜拉桥设计研究

为了研究不对称混合梁斜拉桥在高速铁路上的适应性,以阜淮高铁颍河特大桥为例,结合控制因素开展方案设计和结构设计。受通航、防洪及线路纵断面条件限制,主桥采用(31+73+230+114+40) m高低塔混合梁斜拉桥方案,主跨、大里程边跨分别跨越主、副通航孔,孔跨布置与航道要求相适应,梁高满足线路高程和净空要求。主桥采用半漂浮体系,在高塔侧设置纵向固定支座,双塔纵向设置黏滞阻尼器。通航孔上方主梁采用钢混结合梁,其余跨主梁采用混凝土梁,桥塔采用H形花瓶塔,斜拉索采用扇形布置。建立静动力模型,对该桥进行静力、稳定性、抗震、抗风、风车桥耦合计算分析,研究结果表明：主桥结构受力合理,静动力各项指标均满足规范要求,结构安全可靠,主梁刚度较大,满足无砟轨道铺设要求。     

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。     

深汕铁路特殊结构桥梁设计

深汕铁路建设标准高,地形、地质条件复杂,沿线分布较多道路、河流,桥梁建设条件复杂。文章以深圳水库特大桥高低塔部分斜拉桥和跨厦深铁路特大桥钢-混组合梁2座特殊结构桥梁为例,结合工点实际情况,介绍特殊结构桥梁桥式方案、结构设计、受力分析、指导性施工组织设计,可为复杂建设条件下高速铁路桥梁建设提供借鉴和参考。结论可知：(1)部分斜拉桥结构刚度大、动力特性优、跨越能力强,斜拉索加劲可有效控制混凝土结构的徐变变形,边跨受地形条件限制较小时,可因地制宜选用高低塔方案,高低塔部分斜拉桥可根据具体情况,选择塔-墩-梁固结,既可以增大结构刚度,也可以避免设置超大吨位支座;(2)跨越既有高速铁路,可考虑采用钢盖梁门式墩配合钢-混组合梁,钢盖梁吊装就位,组合梁拼装后横向顶推就位,有效减少对既有高速铁路的影响;(3)门式墩结构主梁采用钢-混组合梁代替预应力混凝土梁,可以显著减少梁部重量,改善门式墩受力,加大门式墩跨度。     

阜淮高铁高低塔混合梁斜拉桥方案研究

阜淮高铁跨越颍河节点受航道等级、通航孔布置及线路纵断面条件限制,主桥需采用主跨230 m、边跨114 m的不等跨低高度桥梁结构。为选择合理的桥梁方案,分别对高低塔斜拉桥、独塔斜拉桥、连续钢桁梁柔性拱桥3个方案,从桥梁结构选型、力学及变形指标、施工及工程投资等方面进行综合比选;并对高低塔斜拉桥钢混结合段位置进行了比选和参数分析。研究结果表明：推荐采用(31+73+230+114+40) m高低塔混合梁斜拉桥方案,能很好地满足主副通航孔设置和低梁高要求,具有较大的结构刚度,对无砟轨道适应性好,且经济性较优;针对不等边跨各自受力特征,推荐不对称设置结合段位置,230 m和114 m跨采用结合梁,其余采用混凝土梁,结构经济合理;结合段远离主塔或辅助墩,结合段内力减小,但主梁内力增大,结合段变形增大;通过分析合理选择结合段位置,使结合段和主梁受力合理、静活载响应小、施工便利。     

高铁大跨度斜拉桥主梁钢混结合段力学性能研究

为研究4线高速铁路混合梁斜拉桥新型钢混结合段的力学性能,以主跨672 m的安九铁路鳊鱼洲长江大桥主梁钢混结合段为背景,开展局部缩尺静力和疲劳模型试验,并结合有限元分析钢混结合段的应力分布、滑移开裂及疲劳性能。研究结果表明：最不利工况下,结合段钢构件应力沿横向分布不均且边箱处最大,沿纵向在承压板处产生突变,承压板传力作用显著;最大负弯矩工况下,钢构件的实测应力在1.8倍逐级加载过程中均呈线性变化。钢混间最大滑移仅为0.065 mm,结合段钢混间协同变形良好;挠度结果反映结合段具有良好的刚度并整体呈弹性受力状态;混凝土段顶板于1.4倍最大负弯矩加载时开裂,1.8倍加载下裂缝纵向分布形态表明结合段受力优于钢过渡段。活载最不利工况下,边箱顶板处为主要疲劳敏感区域,钢过渡段水平隔板在疲劳165万次后发生开裂,其余钢结构未开裂;混凝土在疲劳50万次后即开裂,但裂后劣化并不显著;剪力钉和PBL连接件抗疲劳性能良好。钢混结合段具有良好的承载能力及抗疲劳性能,传力合理,可为类似结构提供参考。     

郑州黄河公铁两用桥主桥钢梁结构设计

郑州黄河公铁两用桥主桥需同时满足高速铁路及一级公路的行车要求,技术含量高。主桥采用了连续钢桁结合梁多塔斜拉桥、连续钢桁结合梁两种桥型。首先介绍主桥的总体布置,结构体系。而后对设计中采用的斜主桁及平行四边形弦杆、铁路正交异性整体钢桥面、公路新型结合桥面等新结构进行了着重阐述,并且论述了采用新结构的必要性及合理性。还对主桥主桁、铁路桥面和公路桥面、联结系、主塔及斜拉索的布置形式和结构构造做了详尽说明。最后详细介绍钢梁各主要构件防腐涂装要求,并且对钢桁结合梁斜拉桥采用的拖拉钢梁施工方法,以及连续钢桁结合梁采用的悬臂施工安装钢梁、顶落梁架设结合桥面板的施工过程做了介绍。     

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。     

大跨度钢-混凝土叠合梁斜拉桥结构静动力特性分析

以赣江二桥为研究对象,通过有限元程序ANSYS 15.0建立该桥的三维实体有限元模型,对大桥的静、动力特性进行了分析。结果表明:在正常使用状态内力组合和承载能力极限状态内力组合两种荷载工况下,钢-混凝土叠合梁跨中位移以及主塔位移均较小,主梁未出现拉应力,主梁及主塔应力有足够安全储备,均满足规范要求。该桥的一阶自振周期为4.215 8 s,相比一般大跨斜拉桥较小,而主梁竖弯、扭曲较早出现,说明钢-混凝土叠合梁斜拉桥具有整体刚度高,对地震、风荷载等动力作用较为敏感的特点。     

西江特大桥钢箱拱设计咨询研究

西江特大桥跨度 450 m,是目前国内跨度最大的铁路钢拱桥.拱肋采用钢箱结构,拱座采用方桩深基础,桥面为钢纵横梁与混凝土桥面板结合的形式,采用柔性吊索,施工利用扣索塔架悬臂拼装拱肋.其结构复杂,施工安装难度大.通过对大桥的结构刚度、强度、稳定及结构动力特性的深入分析研究,判断结构的安全性及合理性.并且对结构的实际施工过...     

南昌英雄大桥荷载试验研究

南昌英雄大桥为独柱斜塔空间扭面背索混合梁斜拉桥,跨径组成为(109+188+88)m。该桥梁结构在荷载试验前经过静、动力计算分析,与荷载试验结果进行比较,结合有限元分析,将试验结果与计算结果及规范值进行对比及该桥现状进行评定,表明该桥梁的工作性能满足设计和安全运营要求。     

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。     

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。     

杭温铁路主跨216m钢混刚构连续梁桥总体设计及技术创新

新建杭温铁路永嘉右行线跨甬台温特大桥采用(100+216+100) m钢混刚构连续梁桥跨越楠溪江。该桥主跨采用钢混混合梁形式,中跨跨中82 m采用单箱双室钢箱梁,其余主梁采用单箱单室混凝土梁;钢梁与混凝土梁之间通过4 m长的钢混结合段连接;刚臂墩采用矩形空心墩,基础采用钻孔灌注桩基础。该桥混凝土主梁采用悬臂浇筑施工,跨中钢箱梁部分采用工厂制造、桥面吊机整体吊装的方式施工,极大地缩短了工期;采用“一端先永久连接,另一端精确配切合龙”的方法进行大尺寸、大质量钢箱梁的整孔吊装合龙,很好地解决了钢结构之间“硬合龙”的难题;将墩高较矮的主墩由刚臂墩替换为带支座的常规桥墩,减少了结构的超静定次数,更有利于结构的受力;相比于已在铁路箱形混合梁中较为成熟的有格室前后承压板式钢混结合段,本项目采用了带PBL连接件和剪力钉的有格室后承压板方案很好地实现了力的顺畅传递;体外预应力索的设置有效地减小了连续刚构桥后期徐变变形大的问题。     

斜拉桥箱梁钢-混结合段受力的试验研究

研究目的:研究大跨度桥梁工程中钢箱梁与混凝土箱梁结合部的应力、应变及其变化规律,探讨结合段的传力机理,为实例桥梁工程的钢箱梁和混凝土箱梁结合部的设计方案和构造处理提供理论和试验验证的依据.结合某大跨度斜拉桥梁工程设计实例,设计并制作斜拉桥主梁钢-混结合段试验模型,对试验模型进行静力试验,利用ANSYS建模进行有限元计算,对静力试验结果与有限元分析计算结果进行对比分析.研究结论:通过对钢-混结合段受力的研究分析表明:只要设计方案合理,构造处理恰当,钢箱梁-钢-混结合段-混凝土箱梁沿纵向刚度过渡就平稳,预应力施加作用明显,钢板与混凝土节点位移耦合;试验结果验证各测点实测结果与计算值吻合较好,说明有限元分析能较好地模拟钢-混结合段模型实际加载及受力情况.     

跨海高速铁路斜拉桥塔梁临时约束装置施工控制关键技术

新建福厦铁路泉州湾跨海大桥为时速350 km的跨海高速铁路桥,其主桥为五跨一联的双塔双索面半漂浮体系钢-混结合梁斜拉桥。由于该桥受海洋性季风和台风影响较大,为保证主梁在整个悬臂拼装施工期的结构安全,通过对塔梁三向临时约束装置进行合理设计,解决了结构自重、风荷载、温度荷载、施工荷载等在整个施工期产生的不平衡力问题。该临时约束装置具有现场施工操作简单、施工工效高、安全风险低、经济效益高的特点,主梁在悬臂拼装与合龙施工时不会对竖向支座和横向抗风支座产生不利影响,且在中跨合龙阶段通过及时解除塔梁临时约束装置完成结构支撑体系转换,并将纵向临时约束装置转换为合龙顶推辅助装置,实现了全桥高精度合龙。     

高速铁路三线独塔斜拉桥设计研究

以某高速铁路三线大桥设计方案为工程依托,对主桥跨度、主梁形式及桥型方案进行研究,提出一种大跨双层钢-混结合钢桁梁独塔斜拉桥结构.根据双层钢-混结合钢桁梁独塔斜拉桥的结构特点,采用空间杆系有限元分析方法,对结构的纵向约束体系、辅助墩设置及钢桁梁断面形式进行分析,针对不同的设计方案分析对其力学行为的影响,确定最优方案.研究...