某大跨度公铁两用桁架斜拉桥车桥系统三分力系数风洞试验研究

为研究复杂交通状态下车桥系统的气动特性,对某大跨度公铁两用桁架斜拉桥进行了节段模型风洞试验。测试了不同风攻角下单列车、两列车、三列车通过时车桥系统的三分力。研究了线路位置、桥塔、公路车流、双车及三车交会对车辆和桁梁三分力系数的影响。结果表明:当单列车从迎风侧线路向背风侧线路移动时,车辆和桁梁的阻力系数逐渐减小,但车辆的升力系数及桁梁的力矩系数在背风侧轨道达到最大;当列车通过桥塔,受遮挡车辆的平均表面风压会显著减小,当其位于迎风侧轨道时影响最明显,但在靠近桥塔边缘处的表面风压波动较为剧烈;双车交会时,车辆的阻力和升力系数随交会间距的增大而增大;三车交会时,位于迎风侧列车后方的车辆阻力和升力系数显著下降,中间车的升力系数最小且阻力系数为负数;随着桥上列车数量的增加,桁梁的阻力和升力系数逐渐增大,而力矩系数基本保持不变。

公铁两用大跨度斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性研究

高速铁路大跨度斜拉桥结构变形受其复杂服役环境影响显著,而无砟轨道对工后变形的调整能力有限,因此大跨度斜拉桥的复杂变形条件将直接影响其上无砟轨道结构的适应性。以沪渝蓉高铁长江北支公铁两用大跨度斜拉桥应用无砟轨道为工程背景,建立无砟轨道-大跨度斜拉桥一体化精细空间有限元模型,分析铁路、公路以及温度等多种荷载联合作用下大跨度斜拉桥-无砟轨道体系平顺性、无缝线路稳定性和无砟轨道层间变形协调性,从而对大跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性开展深入研究。结果表明:在运营荷载及温度荷载最不利组合作用下,大跨度斜拉桥主梁线形平顺,变形平缓,桥梁整体刚度较好,桥上无砟轨道几何形位可以满足静态验收标准;大跨度斜拉桥上无缝线路的强度和稳定性满足要求,扣件工作性能良好,钢轨伸缩调节器的设置可有效释放梁端钢轨的纵向应力;无砟轨道层间设置橡胶隔离层且不跨主梁桁架节间的布置方式可提高大跨度斜拉桥上无砟轨道的变形协调性能,使得桥上无砟轨道层间始终处于受压状态,达到“隔而不离”的桥上轨道层间理想服役状态;大跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性良好。本文研究成果可为公铁两用大跨度钢桁梁斜拉桥上无砟轨道的应用提供技术参考。

大跨度公铁两用斜拉桥公路桥面铺装层受力特点分析

为研究适合于大跨度公铁两用斜拉桥的公路桥面铺装复合结构及其控制荷位和力学指标,以武汉天兴洲大桥为例,采用有限元方法,首先建立整桥结构三维模型,计算列车荷载作用下的公路桥面力学响应,然后截取最不利梁段建立公铁两用斜拉桥公路桥面铺装复合结构模型,并以列车荷载作用下的整桥计算结果等效为复合结构模型强制位移边界条件,最后计算公路车辆荷载作用下的铺装结构力学响应,得到铺装层的控制荷载和力学指标。分析表明,考虑列车荷载作用后,公路车辆荷载中心位于纵向加劲肋一端正上方位置为公路铺装体系的横向控制荷位;考虑列车荷载作用后的铺装层最大横向拉应力峰值比不考虑列车荷载时增加了18%,给公路桥面铺装层纵向裂缝的控制、结构设计和材料试验提出更高的要求。

大跨度公铁两用斜拉桥结构特性分析

在总结分析国内外已建大跨度铁路斜拉桥结构特征的基础上 ,针对我国拟建大跨度公铁两用斜拉桥的活载重和铁路设计车速高的特点 ,建立了大跨度公铁两用斜拉桥空间计算模型 ,并对其静、动力特性进行研究 .重点探讨了不同桥面体系对大跨度公铁两用斜拉桥静、动力受力特性的影响 ,并分析了结构几何非线性问题 .研究结果表明 :正交异性钢桥面板结合梁体系桥静、动力特性明显优于纵、横梁桥面体系桥 ,结构的几何非线性除对桥梁局部杆件的内力有一定影响外 。

超大跨度公铁两用斜拉桥纵向限位约束体系荷载作用效应分析

超大跨度公铁两用斜拉桥的控制荷载为纵向极限风荷载与温度荷载,而两者所需的约束体系是互相矛盾的。为寻找合理的纵向约束体系,以常泰过江通道工程主航道桥为背景,采用非线性有限元理论,结合各体系及荷载的特点,提出在主梁上增设限位装置的纵向限位约束体系,分析不同结构体系在纵向极限风荷载、温度荷载、组合荷载及活载作用下的纵向位移及塔底反力差异。研究结果表明:纵向限位约束体系较为合理,与半飘浮体系相比减小了纵向极限风荷载作用下结构纵向位移、塔底面内弯矩,与固结体系相比削弱了温度作用的影响,减小了塔底纵向剪力及面内弯矩。该桥合理的纵向限位间隙为0.206 m,恰好完全释放温度荷载作用下主梁纵向变形。

世界最大跨度公铁两用斜拉桥动工开建

2014年3月1日上午，沪通铁路的控制节点——沪通铁路长江大桥在长江南通段打下第一桩，五年后，这座大桥将在世界桥梁史上诞生多项之最。

大跨度斜拉桥超长拉索多模态振动阻尼协同控制技术研究

沪苏通长江大桥是目前世界上最大跨度的公铁两用斜拉桥,其超长超重斜拉索振动模态复杂,振动控制难度大。通过理论分析结合现场实测,得出了适用于大跨度斜拉桥超长斜拉索多模态振动控制方法及技术。研究表明:实测分析超长斜拉索施工期的振动具有多模态特征,既有中低阶振动(5~15阶),也有高阶振动(46~50阶);提出的外置式杠杆质量阻尼器ELMD和摆锤式MTMD阻尼器协同控制分析方法,理论分析结果满足斜拉索多模态控制要求,有效振动控制范围提升至60阶;研发的新型ELMD阻尼器通过杠杆放大和齿轮放大作用,为斜拉索提供附加阻尼和附加惯质作用,中低阶实测阻尼对数衰减率δ≥3%;研发的摆锤式MTMD阻尼器,采用摆锤式结构,利用质量调谐作用实现斜拉索高阶减振,现场无肉眼可见振动;通过长期健康监测系统显示,台风“烟花”过境期间监测到的最大振动加速度为0.012g,大桥正常运营期间,斜拉索的振动加速度基本被控制在0.01g以下。

三塔超大跨公铁两用斜拉桥活载加载标准研究

为探究公路铁路活载对三塔超大跨公铁两用斜拉桥结构的影响,以某公铁长江大桥为研究背景,建立有限元全桥模型。利用影响线确定活载最不利加载位置,分析铁路活载和公路活载对主梁、主塔、斜拉索的影响。研究结果表明:随着铁路和公路活载加载长度的改变,桥梁结构响应在主梁竖向位移、主梁压应力、主塔顺桥向位移、主塔顺桥向弯矩、斜拉索索力增幅等方面表现出一定的规律性,铁路活载引起的桥梁结构响应是公路活载的3.2~4.2倍;对于主梁和主塔,当铁路活载加载长度分别增加5.4%、22.2%、18.2%,结构响应对应增大35.90%~36.90%,8.27%~13.07%,4.40%~8.38%;对于斜拉索,活载作用下索力最大增幅位于跨中附近;按照偏安全的到发线长度加载比按照列车可能最大长度加载,在桥梁设计上更具有安全冗余度。研究成果可为超大跨度铁路桥、公铁两用桥的设计提供参考。

江苏沪通长江大桥开工将成世界上最大跨度公铁两用大桥

备受瞩目的沪通长江大桥开工建设，该桥将建成世界上最大跨度的公铁合建斜拉桥。这也意味着沪通铁路建设拉开大幕。沪通铁路将开行动车组，届时南通到上海只需1h。

大跨度双层桁架主梁三分力系数识别

采用风洞试验与计算流体力学(CFD)相结合的方法,对某公铁两用斜拉桥双层桁架主梁在-10°～10°风攻角下的三分力系数进行研究.利用风洞试验技术测试成桥及施工阶段不同风攻角下主梁的气动力,并识别相应的三分力系数;基于标准k-ε双方程湍流模型建立三维数值计算模型,识别不同风攻角下三分力系数结果,并将其与风洞试验结果对比;结合2种方法研究雷诺数、桥面附属物和公路及铁路交通状况等因素对主梁气动特性的影响.结果表明低风攻角下雷诺数对主梁气动特性影响较小,可忽略不计,并提出了高风攻角下识别双层桁架三分力系数最低雷诺数的建议值;桥面附属物对主梁阻力系数影响显著,下层桥面附属物有效降低了主梁升力系数;公路车辆对主梁气动系数影响较小,迎风侧列车对主梁阻力系数、升力系数影响显著,背风侧列车对主梁力矩系数影响显著.

沪通公铁两用长江大桥新型全焊箱-桁组合节点受力性能研究

在建的沪通长江大桥是目前世界上跨度最大的公铁两用斜拉桥,通行4线铁路、6车道公路,孔跨布置为：（142＋462＋1092＋462＋142）=2 300 m。下层铁路桥面系为2.2 m高的封闭式正交异性板钢箱梁,主桁节点欲采用新型全焊箱-桁组合节点,节点板将主桁相关杆件和铁路桥面系钢箱梁连成一个整体,节点外形简洁,但内部结构构造和受力状态都很复杂,各构件内部加劲肋众多,形式、尺寸多样。在全桥空间有限元分析的基础上,选取具有代表性的E60中桁节点和两个最不利的主力组合工况,完成了局部精细有限元分析和1：3的缩尺模型试验。结果表明,E60中桁节点各相关构件绝大部分区域的应力水平不高,Mises等效应力小于200 MPa,实测结果与有限元分析结果吻合较好。但在节点板与斜杆连接处的边缘、节点板与下弦杆顶板、横隔板等多板连接处的边角处有应力集中现象,有限元分析的局部最大Mises等效应力超过200 MPa,但都小于材料Q370q E的屈服应力。试验所得的离有限元计算最高应力点2~4 cm处的实测应力都远小于有限元计算的最大应力值,表明边角处的高应力范围很小,很局部。这种新型全焊箱-桁组合节点结构构造合理,受力性能良好,安全,可以在沪通公铁两用长江大桥上应用。

黄冈公铁两用长江大桥钢桁梁主跨主动快速合龙施工技术研究

黄冈公铁两用长江大桥主桥为双塔双索面斜主桁双层桥面大跨度钢桁梁斜拉桥,主跨567m、斜主桁倾斜角度20.3532°,均为世界同类型桥梁之最,主梁设计为上宽下窄的倒梯形截面,全桥设1个合龙口,采用70t全回转架梁吊机散拼架设。发明了一种纵向大位移顶推装置用于满足主动合龙时主梁大范围纵移的需要,通过敏感性分析深入研究各项合龙调整措施的效果及规律,并选出满足主动快速合龙要求的措施去完成主梁合龙,最终只用5h就完成了主桁4根弦杆同步高精度合龙,成桥线形流畅,各项指标完全满足设计要求。

黄冈公铁两用长江大桥钢桁梁主跨主动快速合龙施工技术研究

黄冈公铁两用长江大桥(以下简称黄冈长江大桥)主桥为典型双塔双索面斜主桁双层桥面大跨度钢桁梁斜拉桥,该大桥的主梁采用了经典的倒梯形设计。合龙施工过程中创造性地应用了纵向大位移顶推装置,极大地降低了合龙过程中主梁移动的难度,利用三维空间定位吊具完成空间倾斜腹杆的多角度吊装工作吊装多角度空间倾斜腹杆。

大跨度公铁两用斜拉桥研究进展

跨海大桥是最需要考虑节约资源和进行环境保护的桥梁,而大跨度公铁两用斜拉桥是世界上设计的桥梁中占用跨海通道资源最节约型的大桥,是跨海大桥设计的首选桥型。通过对国内外已建或在建的跨海通道大跨度公铁两用斜拉桥的调研,论述了部分大跨度公铁两用斜拉桥的结构设计关键技术,分析了大跨度公铁两用斜拉桥的钢梁和斜拉索的耐久性,并结合大跨度公铁两用斜拉桥的结构特点,对比了适用于大跨度公铁两用大桥斜拉桥的结构体系和桥面布置,指出了影响公铁两用斜拉桥跨度增大的问题与对策。

马鞍山长江公铁大桥主桥首个承台开始浇筑

11月16日,巢马铁路马鞍山长江公铁大桥主桥首个承台开始浇筑,标志着世界最大跨度三塔斜拉桥又迎来阶段性的重要施工节点。巢马城际铁路的控制性工程——马鞍山长江公铁大桥,是世界首座千米级三塔公铁两用斜拉桥,也是安徽首条省市共建的城际铁路。大桥共有3座主塔,由两个1120米的主跨连接。

附加变形对沪通长江大桥行车性能影响

研究目的:以沪通铁路公铁两用长江大桥主桥为背景,通过在车线桥耦合振动分析中将上层高速公路活载作用及温度作用产生的附加变形叠加到轨道不平顺中,考虑附加变形曲线对铁路列车通行的影响。通过对比各附加变形工况下的车桥系统动力响应指标,来评价附加变形曲线对此类桥梁的行车性能影响。研究结论:(1)桥梁的横向位移在公路活载附加变形下几乎没有变化,而在温差附加变形下由6.453 mm增加到7.332 mm,增幅约14%;(2)桥梁的竖向位移在各种附加变形下几乎没有改变;(3)在各种附加变形下,列车的脱轨系数、轮重减载率、竖向及横向加速度,以及平稳性指标几乎没有变化,但在10℃温差作用下的轮轨力由18.552 kN增加到19.371 kN;(4)本研究成果可为千米级超大跨度公铁两用斜拉桥的设计提供参考。

厄勒桑特桥的设计和施工

厄勒桑特桥是从丹麦的哥本哈根 (Copenhagen)到瑞典的马尔默 ( Malmo ··)之间跨越厄勒桑特海峡联络线的一部分。厄勒桑特联络线是一条跨海的四车道高速公路和双轨电气化高速铁路交通线 ,全长 14km。由哥本哈根机场附近填筑 0 .4km的半岛伸向海中 ;在客斯屈洛泼 (Kastrup)和萨尔索姆 (Saltholm )岛间的杜洛格敦 (Drogden)通航水道修筑 3 .8km长的公路和铁路四孔沉管隧道 ;然后修筑 4.0km的人工岛 ;接下来在人工岛和瑞典的伦那根(Lernacken)间修筑 7.8km的高架长桥 ,其中跨越弗林那 (Flintrannan)主航道修筑一座主跨径为 490m公铁两用斜拉桥 ,创公铁两用斜拉桥跨径的世界记录 ,桥下通航净空为 5 7m。主引桥都采用瓦仑桁架 ,主桥为竖琴体系的斜拉桥。

大国重器的十年之变

“2012年,我们做5200吨米塔机的时候,还有两家外资企业参与竞标;做12000吨米塔机时,已经没有外企参与了。我们就是自己不断创新不断超越自己。”9月28日,党的二十大代表、中联重科副总裁付玲谈及这十年在重型机械上的进步时说道。这台世界最大的塔机是中联重科为建设世界最大跨度公铁两用斜拉桥--常泰长江大桥特别打造的产品。

沪通长江大桥静载试验车辆编组及加载轮位分析

沪通长江大桥主航道桥为双塔三索面钢桁梁公铁两用斜拉桥,主跨度1092 m,主塔高330 m,采用三片主桁的箱桁组合结构,每个主桁节点均设有横联。主梁上弦公路面采用正交异性整体钢桥面板,主梁下弦铁路面采用与弦杆焊接的整体钢箱作为桥面。由于主跨跨度和桥梁总长均超过实际列车及到发线的长度,依据现行规范活载按无限长度加载不合理。设计活载的加载标准、实际试验车辆编组和加载轮位均与传统方式有区别。依据我国铁路活载标准和客货运铁路活载现状、到发线长度与牵引定数并结合结构的影响线,本文主要研究在不同控制断面下如何确定铁路层车辆编组和加载轮位,采用配载、微调加载车辆和移动加载轮位的方式使试验荷载效率基本满足规范的要求。

变频控制技术在架桥用120t桅杆起重机中的应用

武汉天兴洲长江大桥为公铁两用桥，位于长江二桥下游9.5km处，正桥全长4957m，其中南汊主桥为主跨504m的双塔三索面的斜拉桥，在我国实现了公铁两用大桥主跨从300m到500m级的飞跃。大桥上层为公路，按6车道公路设计，公路时速80km；下层为铁路-2线Ⅰ级铁路干线和2线铁路客运专线，铁路客运专线设计时速超过250km，为我国第一座能够满足高速铁路运营的大跨度斜拉桥。