高震区高速铁路跨度40m简支箱梁方案可行性研究

高铁40 m简支箱梁为近年新发展的大跨度桥梁建造技术,已在低震区多个项目应用,但尚未见高震区桥梁案例,40 m梁是否适用于高震区高铁桥梁,需要研究分析。以津承高铁天津段为例,对0.2g地震区的桥梁进行了40 m梁跨度比选研究,研究涉及梁墩构造、全桥动力性能、工期和经济比选等多方面。研究结论表明:(1)与32 m梁比,40 m梁每延米圬工量较少,两者预制架设经济指标相当;(2)两种跨度梁的桥墩构造一致,40 m梁实体墩墩顶略大,桥墩配筋较32 m梁加强;(3)40 m梁桥的自振频率、脱轨系数、轮重减载率等动力性能均满足规范要求;(4)40 m梁运架设备充足、工艺较成熟,不是制约40 m梁推广应用的因素;(5)40 m梁桥的地震重要性系数宜取1.5,此时的桥梁地震响应与公路、城市桥梁抗震算法较为接近;(6)两种跨度梁的梁场规模相当,40 m梁的运架工期更节约;(7)0.2g地震区40 m梁方案与32 m梁方案相比,投资增加3.57%,增幅较小,但40 m梁方案综合效益显著,可以作为高震区高铁标准跨度梁推荐使用。

高速铁路跨度40m预应力混凝土简支箱梁技术经济性研究

高速铁路40 m简支箱梁丰富了标准梁跨度序列,对提高桥梁跨越能力、提升铁路桥梁建造水平具有重要意义。系统介绍40 m简支箱梁的研究背景、结构设计及其主要技术创新,全面开展40 m梁与现行32 m梁通用图、盐通32 m梁的技术经济性对比分析及联调联试实测验证。研究结果表明:静力性能方面,40 m梁基频小于32 m梁,静活载挠跨比和梁端转角大于32 m梁,残余徐变上拱与32 m梁相当;动力性能方面,轮重减载率比32 m梁有所增加,其余动力参数基本相当;经济性方面,梁部造价分别增加0.07万元/m和0.23万元/m,在高桥墩及跨越湖泊、河滩等情况下,40 m梁相对于32 m梁具有一定的经济优势。提出全面收集建设运营数据、加强理论研究、40 m简支箱梁可按抗震设防类别C类设计等建议。

400 km/h高速铁路常用跨度混凝土简支梁竖向基频研究

简支梁自振频率的合理取值对保证列车的运营安全及舒适性尤为重要。本文比较了车桥耦合作用与移动荷载列车作用下简支梁的动力响应;基于移动荷载列模型,计算得出不同列车作用下32 m与40 m简支梁的动力系数与梁体竖向加速度;以桥梁的实际运营活载效应小于设计活载效应为准则,提出了400 km/h高速铁路常用跨度混凝土简支梁的竖向基频建议限值。研究表明:(1)采用移动荷载列模型对于研究简支梁的竖向基频是合理可行的;(2)40 m简支梁的动力响应明显小于32 m简支梁,40 m简支梁对400 km/h高速铁路适应性更好;(3)32 m混凝土简支梁竖向基频建议限值取5.1 Hz(160/L),40 m混凝土简支梁满足规范中下限值即可。

高速铁路跨度40m与32m简支箱梁建造技术对比研究

为了对高速铁路跨度40 m和32 m简支箱梁建造技术进行对比分析,分别建立5跨40 m和32 m简支箱梁计算模型,从结构动力特性、车桥耦合动力响应两个方面,对两个计算模型进行对比研究,最后以一项工程实例为背景,从经济性角度对40 m和32 m简支箱梁方案进行对比。结果表明:对于5跨40 m和32 m简支梁计算模型,40 m简支梁模型的自振频率偏低,而梁体横向加速度和梁体位移比32 m简支梁模型偏大;墩高变化对两个计算模型的梁体横向加速度和横向位移的影响规律保持一致;对于25 m左右墩高的桥梁,采用40 m简支梁进行方案设计时,工程总造价比32 m简支梁方案偏低1.2%,并且下部工程造价明显低于32 m简支梁方案,墩高越高,这一优势越明显。

郑济高铁40 m整孔预制简支箱梁应用研究

目前,我国高速铁路预制架设简支箱梁的最大跨度为32 m,因受运架设备的控制,跨度大于32 m的简支梁基本采用现浇法或节段拼装法施工。结合郑济铁路黄河特大桥工程,开展40 m预制架设简支箱梁的应用研究。通过计算确定梁高、截面尺寸、钢束布置等梁体设计参数,并进行静力和动力分析;研究市域铁路40 m简支箱梁设计方案,采用与高速铁路梁相同的外形及构造设计;提出钢横梁人行道方式,满足预制箱梁通过连续钢桁梁的需要;对比40 m简支箱梁预制和现浇方案工程造价,得出预制架设方案经济效益明显;引入BIM技术,创建简支箱梁的高精度BIM模型,提高制梁生产过程中的标准化。本项目是40 m预制简支箱梁在铁路上的首次工程化应用,对于指导同类型大跨度预制简支箱梁设计具有借鉴意义。

高速铁路40m简支箱梁动力响应分析

为研究高速铁路40m简支箱梁桥在列车作用下梁体及车体的动力特性及影响因素,建立车-桥耦合动力分析模型,考虑不同的桥梁刚度、轨道不平顺和残余徐变,分析梁体跨中动挠度、竖向加速度,车体脱轨系数、轮重减载率、轮轨横向力、竖向加速度等动力特性。结果表明:梁体跨中动挠度和梁体竖向加速度受轨道不平顺幅值和残余徐变上拱幅值的影响较小;列车的脱轨系数、轮重减载率、轮轨横向力和车体竖向加速度受轨道不平顺幅值影响较大,各项指标最大值与高低不平顺幅值呈线性关系;残余徐变上拱幅值越大,轮重减载率和车体竖向加速度越大。

350 km/h高铁32 m简支箱梁提速至400 km/h适应性分析

研究目的:高速铁路列车速度是衡量国家铁路发展水平的重要指标之一,时速400 km是目前多个国家追求的目标或发展方向。中国国家铁路集团有限公司于2021年组织实施“CR450科技创新工程”。本文基于京沪高速铁路32 m简支箱梁在动车组420 km/h速度范围内的试验数据,从桥梁结构自振频率、竖向刚度、动车组作用下的动力响应方面分析其对动车组400 km/h运行的适应性。研究结论:(1)32 m简支箱梁梁体竖向自振频率实测值为6.68~7.03 Hz,大于相关文献按440 km/h仿真计算确定的基频限值5.1 Hz;(2)32 m简支箱梁梁体竖向刚度能够保证动车组400 km/h运行的安全性和乘坐舒适性;(3)32 m简支箱梁结构承载力满足动车组400 km/h的运营荷载要求;(4)32 m简支箱梁实测梁体竖向振动加速度最大值为0.27 m/s^(2),小于《高速铁路设计规范》规定的限值5.0 m/s^(2);(5)在动车组420 km/h速度范围内,正线轮轴横向力实测值一般小于20 kN,实测梁体跨中和桥墩墩顶横向振幅数值均较小,实测无砟轨道相邻梁端两侧的钢轨支点横向相对位移小于《高速铁路设计规范》规定的限值1 mm,350 km/h高速铁路32 m简支箱梁竖向、横向刚度能够保证动车组400 km/h运行的安全性和乘坐舒适性;(6)本研究成果可为350 km/h高速铁路32 m简支箱梁提速至400 km/h提供技术支撑。

40m公路PPC简支薄壁箱梁架设及体系转换施工技术

介绍了赣州大桥主桥 40 m薄壁简支箱梁的架设方法 ,以及先简支后连续体系转换的施工工艺 。

郑州黄河特大桥40m铁路简支箱梁预制架设关键技术

郑济铁路郑州黄河特大桥首次采用40 m简支箱梁预制架设,并基于40 m箱梁的结构特点,运用BIM技术辅助梁场建设、创新装配式预制模具,推动箱梁的绿色建造。本文以该项目为依托,阐述40 m铁路简支箱梁预制架设关键技术,通过对钢筋数控加工、钢绞线穿束台车、自动张拉和孔道压浆系统、静载试验自控系统、管理信息平台等智能化工装和信息系统的开发应用,提升了箱梁预制效率和质量;通过正位提梁工法和运架远程监控技术,攻克了复杂工况下“四线双层”公铁两用桥梁的箱梁架设难题,成功推进了高速铁路40 m简支箱梁的工程化应用,推动了我国高速铁路桥梁建造技术的发展。

40m/1000t铁路简支箱梁技术研究及运架施工创新技术应用

简要阐述国内外高速铁路简支箱梁技术发展及趋势,40 m/1000 t铁路简支箱梁研究的目的与意义,探讨1000 t级运架施工技术创新应用,为我国高速铁路新型化发展和推广应用提供借鉴。

高速铁路40 m梁运架一体机主梁设计及分析计算

高速铁路1000 t/40 m简支箱梁的成功研制不仅有效节省了工程造价,同时进一步提升了我国高铁建设水平。为形成高铁40 m梁成套建造技术,设计人员同步开展了40 m梁提运架施工装备的研制,其中上导梁式运架一体机已于近期率先在福厦高铁完成首架。采用静力学手算与MIADS仿真软件结合的方式,通过对高速铁路1000 t/40 m简支箱梁运架一体机主要荷载及不利工况进行系统分析,完成主梁强度、刚度、稳定性以及拼接处的螺栓等受力计算,确保主梁结构的安全。

高速铁路跨度32m与40m预应力混凝土简支箱梁经济性比较研究——以铁伊铁路3座桥梁设计为例

对高速铁路32 m箱梁与40 m箱梁经济性问题进行研究,运用对比分析的方法,以新建铁力至伊春铁路为背景,选取本工程中头道河特大桥等3座具有代表性的特大桥梁,分别采用32 m和40 m跨度进行设计,并对其工程数量和工程概算进行对比分析。研究表明:工程地质条件、桥墩高度、桥梁长度、基础类型是影响桥梁经济性的主要因素。桥梁长度较长、桩基以摩擦桩为主、桥墩高度大于10 m时,下部结构工程概算占比较大,采用40 m简支箱梁可以减少下部结构的工程量;当桥梁长度较短、工程地质较好、桩基以嵌岩桩为主、桥墩高度小于10 m时,其下部结构工程概算占比减少,采用32 m简支箱梁更为经济。

40m铁路简支箱梁运架过程支承梁体安全性分析

在高墩、复杂地质条件下的铁路桥梁建设中,规模化地应用预制架设方法施工的40m预应力混凝土简支标准梁能显著减少基础工程造价,具有重要的经济价值。然而,其运架过程的安全性尚待评估。本文以新建郑州至济南高速铁路工程为依托,对运架40m铁路简支箱梁通过(40+64+40)m混凝土支承梁体时的安全性进行分析。采用MidasFEA等有限元软件对运架过程中(40+64+40)m连续梁整体和局部应力进行详细的计算分析,并对运架设备的支腿布置提出建议和要求,研究成果可为同类工程提供借鉴。

高速铁路常用跨度32m预应力混凝土简支箱梁优化设计研究

我国高速铁路桥梁以常用跨度32 m预应力混凝土简支梁桥为主,在充分吸收前期设计、工程实践和科研成果的基础上,对时速350 km和时速250 km系列的32 m跨度简支箱梁,从梁高、预应力体系、细部构造尺寸等方面进行优化设计研究。通过优化箱梁结构尺寸、应用高强度预应力钢绞线和大吨位锚具等方法,减小了箱梁的腹板厚度,减少了梁体的材料用量和梁体质量,同时也简化了箱梁的施工工序;对优化前后的简支箱梁进行车桥耦合计算及对比,在德国低干扰谱下,梁高3.0 m满足1.2倍设计速度的检算要求,梁高2.8 m满足1.1倍设计速度的检算要求;对不同梁高箱梁在设计时速400 km高速铁路下的适应性进行分析,仅3.0 m梁高方案可满足1.1倍设计速度的检算要求;开展经济性对比研究,一孔32 m简支箱梁优化后造价减少5万元左右,减少7.17%~7.46%,梁高2.8 m的造价略低于梁高3.0 m的造价。

BIM技术在高速铁路32 m简支箱梁钢筋优化设计中的应用

我国高速铁路桥梁以32 m预应力混凝土简支梁桥为主,在32 m简支箱梁结构优化设计的基础上,为提高设计精度、优化钢筋布置、节省钢材用量、降低施工难度,将BIM技术应用到32 m简支箱梁的钢筋优化设计中。基于BIM技术在铁路工程领域的应用研究,采用Bentley平台软件对优化后的32 m简支箱梁进行BIM建模,主要结论如下:(1)实现了精细化简支箱梁BIM模型,外部结构包含参数化箱梁主体、梁体孔道、吊梁混凝土块等细部结构,内部结构包含全部梁体钢筋、预应力体系和多种预埋件等结构,以三维可视化的方式将各结构之间的空间位置关系表达清楚;(2)采用软件的冲突校核功能进行钢筋碰撞检查,重点针对梁端处、梁截面变化段及预应力管道周围的钢筋进行优化设计,共节省钢筋用量1281.59 kg,约占整孔箱梁钢筋用量的2.5%;(3)对箱梁的内部结构进行BIM模型还原与钢筋深化设计,提前解决施工难题,现场指导钢筋大样的制作、梁体钢筋的试拼与绑扎,显著减少施工过程中的钢筋安装问题,可为铁路简支箱梁的BIM技术应用提供参考。

客货共线铁路40 m跨度混凝土简支箱梁桥墩设计

在墩顶纵向水平线刚度限值分别取550,1200 kN/cm条件下,对客货共线40 m跨度混凝土简支箱梁桥墩进行设计及检算,从而明确桥墩构造尺寸和配筋的控制条件。结果表明:按墩顶纵向水平线刚度限值取550 kN/cm初步设计得到的桥墩构造尺寸满足桥墩在主力、主力+附加力、主力+断轨力工况作用下的墩身受力检算要求,满足墩顶位移容许值要求;桥墩墩身构造尺寸由墩顶纵向水平线刚度限值控制,配筋由地震力控制;按墩顶纵向水平线刚度限值取1200 kN/cm设计时,在各工况作用下截面合力偏心距、混凝土压应力、墩顶位移均有所减小,但桥墩构造尺寸增大,混凝土、钢筋用量增加。仅通过增加墩身尺寸来满足更大的墩顶纵向水平线刚度限值要求的方案经济性较差。

高速铁路40m箱梁现浇碗扣式支架施工技术及承载力检算

文章结合南广高速铁路右线贵港特大桥的具体施工实例,从支架基底处理、碗扣式支架搭设、通车门洞设置方面详细介绍了高速铁路现浇箱梁施工方案,并通过支架承载力检算,验证了方案的可行性,为今后类似工程的施工提供参考。

G-M法在箱梁桥面板计算中的应用

根据能量比拟原理 ,通过对箱梁桥面板作用车轮荷载后的应变能计算 ,得到其比拟简支正交异性板的刚度参数 ,再利用G -M法图表计算横向分布影响线 ,从而得到箱梁桥面板的荷载有效分布宽度 ,最后 ,对算例进行了计算 。

基于扣件受力的无砟轨道32m简支梁坡度限值

研究目的:基于有限元方法与梁轨相互作用原理,建立能够分析坡道上无砟轨道桥梁变形对扣件受力影响的平面模型,分析桥梁坡度、墩顶纵向水平位移等因素对扣件受力的影响,提出在考虑桥梁收缩徐变、基础沉降、桥墩纵向温差及列车荷载等条件下32 m简支梁适应的坡度,从而为桥梁坡度选择提供理论指导。研究结论:(1)桥梁坡度以及墩顶纵向水平位移的改变均会引起扣件受力,并且扣件所受上拔力最大值随着桥梁坡度、墩顶纵向水平位移的增加近似呈线性增大;(2)对于梁端悬出0.55 m的32 m简支梁而言,当桥墩高度为20 m时,由扣件上拔力不超限确定的最大坡度值为29‰,当桥墩高度为40 m时最大坡度值为20‰;(3)当桥墩纵向水平刚度增加、梁缝附近铺设过渡板或采用特殊扣件时,可以适当增加桥梁的坡度限值;(4)基于扣件受力确定的桥梁坡度限值可为今后线路选线设计及桥梁坡度设置提供借鉴和参考。

TMD对高速列车通过简支箱梁桥时的振动控制研究

提出了一种可考虑TMD影响的列车桥梁空间振动时域分析方法,桥梁采用常规有限单元模拟,高速列车、TMD采用由弹簧阻尼器相连的多刚体模拟,直接建立车-桥-TMD时变系统运动方程,采用数值积分方法求解系统空间动力响应。以无碴轨道预应力混凝土40m双线简支箱梁为例,首先对日本S.K.S.列车通过桥梁时引起共振的临界车速进行了分析,为控制箱梁共振车速下的较大振动响应,研究TMD不同参数对箱梁振动控制效果,大量计算了列车通过加装不同参数TMD箱梁时的动力响应。计算结果表明采用TMD可有效抑制高速铁路简支箱梁的共振,并得出了一种确定共振车速和TMD优选参数的简便方法,可供工程应用参考。