商合杭高铁芜湖长江公铁大桥2000MPa平行钢丝斜拉索设计研究

新建商合杭高铁芜湖长江公铁大桥主桥为主跨588 m的不对称矮塔钢桁梁斜拉桥。受桥位处机场航空限高限制,斜拉桥主塔建筑高度受限,与常规斜拉桥相比,芜湖长江公铁大桥具有大跨、塔矮、索平的结构特点,斜拉索运营状态下最大单根索力达16000 k N。为减小索体直径、锚具尺寸,减轻单索质量,设计采用标准抗拉强度2000 MPa的预制平行钢丝斜拉索。为确保新型斜拉索技术性能,大桥设计过程中针对超大吨位斜拉索设计选型、2000 MPa级平行钢丝技术条件、超大吨位斜拉索锚具、并排拉索振动控制等关键技术问题开展研究,在芜湖长江公铁大桥中成功实现547丝2000 MPa级平行钢丝斜拉索的首次应用。

特大跨度三塔铁路斜拉桥加劲措施的研究

以正在建造中的国内外第1座特大跨度的三塔铁路斜拉桥—蒙华铁路洞庭湖桥为研究背景,采用有限元仿真和模型试验,研究增设塔顶水平加劲索、中塔稳定索和1~3对交叉索对桥梁竖向刚度的增强效果及经济性。结果表明:3种加强措施都能明显地增加桥梁的竖向刚度,只要加大加劲索截面面积,都可将洞庭湖铁路斜拉桥静活载作用下的挠跨比从无加强措施时的1/436降到1/500以下;当将挠跨比降至1/500~1/600间的同一数值时,对于中塔塔顶顺桥向水平位移和中塔塔底弯矩,增设中塔稳定索的效果较增设塔顶水平索好,而增设交叉索效果较差;增设中塔稳定索的经济性远远优于直接增大主桁或桥塔刚度,当增设中塔稳定索将挠跨比从1/436降至1/500~1/600时,增设稳定索增加的材料造价只需要165~646万元,增大主桁所有杆件刚度增加的造价为5883~1 6943万元,增大三塔刚度增加的造价为7 008~22 994万元,单独增大中塔刚度增加的造价为2 975~11 606万元。研究成果已应用于蒙华铁路洞庭湖桥的设计和建造。

商合杭高铁芜湖长江公铁大桥总体设计

商合杭高铁芜湖长江公铁大桥为主跨588 m的非对称矮塔斜拉桥,大桥具有跨度大、荷载大、主塔矮等技术特点。研究采用强箱弱桁组合结构主梁、2000 MPa高强度平行钢丝斜拉索、Q500qE高强钢材等新技术和新材料,解决塔矮、索平结构体系受力不合理的技术难题。研究并成功应用大型设置沉井基础,解决深水裸岩基施工困难的问题,开拓新型深水基础。从大桥的建设条件、总体布置、桥型方案、力学特征、技术创新等方面详细论述大桥的总体设计,为多功能合建桥梁设计提供借鉴。

锚箱式并排拉索索梁锚固结构设计与受力分析

商合杭高速铁路芜湖长江公铁大桥主桥为主跨588 m的高低矮塔钢桁梁斜拉桥,其主梁采用2片主桁的钢桁梁,上层板桁组合、下层箱桁组合,斜拉索锚固在桁架腹杆外侧的下层钢箱内。在"主力+附加力"组合下,斜拉索的最大单索索力达16 000 kN,因此,设计采用单个锚点锚固2根斜拉索的锚箱式并排拉索索梁锚固结构。为研究该类型结构的受力特性,建立细部有限元模型进行计算分析,得到各构件的受力特点与传力特性,验证了设计的可靠性。

千米级铁路桥梁线-桥一体化设计研究及探讨

千米级铁路桥梁在环境与列车荷载作用下的空间变位直接影响上部轨道状态,开展线-桥一体化设计基础理论、方法和关键技术研究,是实现大跨度铁路桥梁高质量发展的关键。通过总结既有千米级铁路桥梁在一体化设计方面的工程实践,分析线-桥一体化设计的内涵,结果表明:千米级铁路桥梁基于“刚度控制”的设计应深化考虑梁体变形对轨道几何形位的影响,做好桥梁纵断面和预拱度设置;确定梁端区域空间变位时应合理考虑荷载组合,深化变位限值研究,并通过桥梁、轨道专业协同,做好钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置的一体化设计;针对桥梁、轨道和梁端区域,应在开展轨道静态几何验收标准基础上,统筹考虑桥梁成桥线形验收标准和梁端伸缩装置静态验收标准。