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第49期 近期我国铁路斜拉桥的发展与挑战

2019-8-20 15:25

52监测网专家报告分享-第49期 近期我国铁路斜拉桥的发展与挑战 刘振标 中铁第四勘察设计院集团有限公司 副总工程师


52监测网专家报告分享-第49期

近期我国铁路斜拉桥的发展与挑战
刘振标 中铁第四勘察设计院集团有限公司 副总工程师

目录

一、发展概述
二、技术创新
三、机遇与挑战

内容简介

一、发展概述

建造铁路斜拉桥面临的技术难题
以加载长度500m为例, 我国的双线铁路“中-活载”大约相当于6车道“公路-Ⅰ级”的竖向静活载 的4.33倍。

恒活比小、疲劳问题突出


行车安全性、平稳性、舒适性要求高


国内外斜拉桥发展趋势


中国公铁两用、铁路斜拉桥发展趋势


沪通长江大桥主跨1092m——公铁两用桥世界之最
安九铁路九江长江大桥,主跨672m——四线铁路桥梁世界之最
广州南沙港铁路西江特大桥主跨600m——双线桥梁铁路世界之最

二、技术创新

2.1 梁型创新


(1)成熟的钢桁梁

刚度大、温度变形小
工厂化制造程度高、现场焊接量少
双层桥面,尤其适合公铁合建桥梁
散拼工期长、大节段吊装对起吊设备要求高
边中跨之比大,经济性稍差

(2)钢箱混合梁斜拉桥

充分发挥钢结构材质均匀、自重轻、跨越能力大、安装快捷方便、工期短
边跨混凝土梁压重,增强了对中跨的锚固作用,提高了整体竖向刚度,显著减小了梁端转角,避免边墩负反力
造价节省,较钢桁梁斜拉桥节省工程造价约20%
边跨及部分中跨主梁为预应力混凝土箱梁,其余中跨主梁为钢箱梁。钢-混分界点位于主梁中跨侧距离索塔24.5m处。
获鲁班奖、詹天佑奖、FIDIC年度项目奖、国家铁路局优秀设计一等奖

(3)组合梁斜拉桥

以混凝土板代替钢正交异性板,桥面刚度更大,进一步改善无砟轨道承轨条件
增加了自重,提供了良好的重力刚度
桥面板混凝土分块预制,降低了后期徐变变形影响

(4)混凝土梁斜拉桥

养护工作量少
经济性好
后期徐变变形需要关注,但节段预制拼装工艺、合理配索可减小后期徐变变形

(5)箱-桁组合梁斜拉桥

强箱柔桁,兼顾经济性和结构整体刚度
恒载/活载比合适(本桥2.736)
结构整体竖向刚度增大(1/1094)
温度位移较小,有利于高速行车
先钢箱合龙,后安装桁架

2.2 结构体系新发展

(1)斜拉-刚构组合结构
梁高低于常规部分斜拉桥,高于混凝土斜拉桥
自重由混凝土梁承担,二恒及活载按刚度分配
斜拉索的竖向加劲作用,结构受力状态明显改善,主梁长期变形得到有效控制(16mm)

(2)独塔双索面混合梁弯斜拉桥
以弯桥斜跨交叉口,构成多层交通体系墩塔梁固结、空间双索面左右侧不对称索力等措施,增强结构的抗弯、抗扭刚度
桥塔设置横向预偏心、塔柱间设置增强型板,分离式桥塔基础,改善曲线桥梁受力性能

(3)拱承斜拉桥
钢塔大节段履带吊装(竖向转体);钢混组合梁顶推施工;塔顶索冠集中锚固或拱塔分散锚固
以小夹角、低净高跨越高速公路,对高速公路干扰小
高铁线路走向更加灵活,避免其它桥式引起的压抑感

(4)高低塔斜拉桥
受力呈不对称性;等效跨度L是衡量其构造与受力是否合理的关键参数,边中跨比例应以等效跨度为基准进行设置;低塔中跨拉索受力受疲劳应力幅控制
适应了特殊建设条件(防洪、通航、桥址地形)
有利于减少水上施工工程量,节省工程造价

(5)多塔斜拉桥
适应于“W”桥址断面和多孔单向通航条件
中塔固结约束,提高结构整体刚度
以多跨替代单一大跨,具有显著的经济性

2.3桥面体系创新

(1)带斜撑的分离式双主梁

问题提出:400m 以上的铁路斜拉 桥,为满足结构 横向刚度,一般 会出现桥面结构 宽度远大于功能 要求的情况,造 成桥面浪费。

分离式边箱梁通过K撑连接桥面系,各自受力明确,通透桥面改善了结构抗风性能
结构宽度、功能与构造互补

(2)钢混组合桥面板

用钢板作为桥面板底板,兼作模板,其上浇筑混凝土桥面板,钢底板与混凝土板之间采用带孔钢板作为组合剪力键,形成格构型,既加劲了钢底板,有利于浇筑混凝土,同时也为组合结构的抗剪器。

三、机遇与挑战

3.1 行业规程规范的系统化编制


3.2 桥轨一体化系统设计



近期我国铁路斜拉桥的发展与挑战
刘振标 中铁第四勘察设计院集团有限公司 副总工程师


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  • eason是我粉丝 2019-8-20 15:50
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