基于机器视觉的大跨长联桥上无缝线路小阻力扣件纵向服役状态监测研究

以福厦高铁渔溪特大桥为例,提出一种基于机器视觉的小阻力扣件纵向服役状态监测方案,以获取大跨长联桥上无缝线路钢轨纵向变形与复合垫板窜出的时变特征;同时,结合梁轨温度与梁端位移测试结果,分析梁体温度、钢轨温度、梁端累积位移、梁轨相对位移与垫板窜出量之间的相关性。研究结果表明:根据图像识别结果,钢轨在监测阶段将随温度变化产生不同方向的伸缩,且钢轨位移略大于垫板窜出量。钢轨昼夜温差要显著大于桥面气温以及连续梁梁内气温、顶板温度、腹板温度,且梁体温度变化幅度显著比钢轨的小,其原因在于钢轨的比热容较小,在同等热量输入输出时产生的温度变化幅度较大。梁端纵向位移随温度变化幅度较小,最大日位移为0.15 mm;在监测周期内,梁端累积位移呈波动减小趋势,即梁体发生了缓慢收缩,其原因在于夏季到秋季时气温逐渐降低,且最大平均位移变化速率为0.09 mm/d。梁体温度、钢轨温度、梁端累积位移、梁轨累积相对位移和垫板窜出量之间的相关系数均大于0.8,说明其相关性较大,且均呈较好的正相关关系。通过基于机器视觉的小阻力扣件状态监测方法,可见小阻力扣件在福厦高铁渔溪特大桥区段具有较好的纵向服役状态,且监测周期内线路状态均正常,验证了此类方案在小阻力扣件现场监测中的适用性。

深水库区大跨长联桥桥跨及主梁设计方案分析研究

考虑施工工期、安全风险、投资控制等因素,针对小浪底库区独特的地理位置及水文地质条件,对深水库区大跨长联桥梁设计提出了更高的要求。依托渑垣高速南村黄河公路特大桥设计中主桥桥跨及主梁方案论证过程,最终选用了主桥上部采用60m+13×100m+60m预应力混凝土箱梁,结构体系为多跨连续-刚构体系的结构,设计方案降低了现场施工难度和安全风险,节约了工程投资,加快了施工进度,对类似工程设计与施工具有一定的参考价值。

杭州湾跨海铁路大桥大跨长联预应力混凝土连续梁桥设计

通苏嘉甬铁路杭州湾跨海铁路大桥海中非通航区引桥采用(60+n×80+60)m的长联预应力混凝土等高连续梁桥,长联中间设置7个柱面摩擦摆支座,且中间3个摩擦摆支座设置剪力销,剪力销的水平极限承载力为2000 kN。主梁梁高5.4 m,桥面宽13.5 m,预应力钢束采用抗拉强度标准值为1960 MPa的预应力钢绞线,公称直径15.2 mm,墩顶湿接缝位置部分钢束交叉张拉。桥墩采用现浇等截面圆端形空心墩,承台为圆形截面,基础采用ϕ1.8~ϕ2.2 m的大直径钢管打入桩。采用非线性弹簧单元模拟支座滑移,分析了支座摩阻力对梁端位移和主梁附加轴力的影响,建议支座静摩擦系数取0.03,以减小主梁附加轴力及下部结构水平力;混凝土收缩徐变引起梁端位移占比较大,应严格控制预制梁存梁时间以减小梁端位移。该桥施工采用整孔预制架设、先简支后连续的方式。

杭州湾跨海铁路大桥总体设计

新建通甬高速铁路杭州湾跨海铁路大桥为设计速度350 km/h双线高速铁路桥,全长29.2 km,全桥采用无砟轨道,包括北、中、南航道桥及海中引桥和浅滩区引桥。北航道桥为(71.85+169.5+450+169.5+71.85)m双塔双索面钢箱-钢桁组合梁斜拉桥;中航道桥为(85.4+182+2×448+182+85.4)m三塔双索面钢桁梁斜拉桥,采用中塔纵向固定、边塔纵向弹性约束的约束体系提高了结构刚度及经济性,更有利于无砟轨道平顺性;南航道桥为(71.25+154+364+154+71.25)m双塔双索面钢桁结合梁斜拉桥;海中引桥采用80 m跨长联预应力混凝土连续梁,采用多墩固定、设置减隔震结构体系以减小基础规模及梁端位移,第1联与第2联间设置1孔60 m简支梁以减小温度跨,进而减小轨道伸缩调节器规格;浅滩区引桥采用48、40 m跨预应力混凝土简支梁。针对海洋环境混凝土结构及钢结构开展耐久性设计并采用附加措施提高了结构耐久性。航道桥主梁采用大节段吊装施工,引桥主梁采用预制、架设施工,海中引桥采用钢管打入桩基础,充分体现了装配化设计、施工的理念。