京沪高速铁路南京越江工程PC箱钢桁叠合梁三塔斜拉桥方案设计-杨进.doc

《京沪高速铁路南京越江工程PC箱钢桁叠合梁三塔斜拉桥方案设计-杨进.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、京沪高速铁路南京越江工程PC箱钢桁叠合梁三塔斜拉桥方案设计杨进摘要本文提出一种以PC箱与钢桁相叠合的新结构，用于大跨度斜拉桥的主梁。以解决高速铁路对大跨度斜拉桥梁主梁刚度的技术要求问题。并结合桥位处的航道情况说明采用三塔斜拉桥在技术上的合理性。 关键词桥位、三塔斜拉桥体系、PC箱钢桁叠合主梁。1前言世纪之交，国家决定大力发展铁路、公路等重大交通设施建设。在桥梁方面，由于跨海湾、跨大江等客观需要，工程技术上迫使要更新设计概念、更新建桥技术，向高桥和大跨等方面发展。1990年前后至今，国内的公路、城市桥梁在大跨度、新结构应用方面发展甚为迅速。铁路由于荷重大、速度高等使用方面的问题，给大跨

2、度桥梁新结构的应用与发展，提出了较多的技术难点。对这些问题，如仍陷于传统的结构思路，或“克隆”某些国外陈例，势将事倍功半，难于有大的突破。建国以来，铁路桥梁在传统技术和技术基础方面一直处在国内领先的地位。近年来也以其丰富的技术经验，为大跨度公路桥发展应用新技术，例如汕头海湾PC箱梁悬索桥和西陵长江全焊接钢箱梁悬索桥的首先建成，率先作出了引人注目的成就。目前，即将开工建设的京沪高速铁路，其在南京的越江工程，正好为创新铁路桥梁技术，提供了一个用武的机会。2铁路桥梁的技术特点高速铁路或常速铁路桥梁与公路桥梁的不同，除了运行速度快、荷载大等特点外，也表现在车辆的运行方式上。列车在桥上运行需要

3、由轨道加以约束，而轨道则直接固定于梁上。对于明桥面，轨道通过枕木扣件与梁结构成为刚性结合。对于道碴桥面，轨道通过道床道碴的摩擦作用与梁结构的承重面形成缓冲结合。无论采用哪一种的结合方式，均将引发梁体结构的回应。对于这样一种车桥共振的动力影响现象，随着桥梁跨度的增大而主梁相对柔细的情况，将难以保证安全平稳地使列车高速通过桥梁。因此桥梁应具有良好的抗侧弯和竖弯等方面的刚度，便成为在设计中应予经济合理地给以解决的问题。3越江桥位的现状情况京沪高速铁路在南京越过长江的桥位选定，由于要顾及与现有的京沪铁路在技术作业与客运作业方面，在设施上的协调和管理上的统一，回旋的余地不大。桥位只能放在现有的

4、南京长江大桥下游一侧的上元门江段。根据两岸接线的便利，具体选定在与旧桥相隔约2km处，与目前正在下游兴建的主跨628m的南京公路二桥相距大体上为9km左右。桥位区段的航道情况，在上游受较近的南京长江大桥的扼制，目前通过桥下的航行习惯已基本保持稳定。南京长江大桥第四孔为上行通航孔，第六孔和第八孔为下行通航孔，第九孔靠南京岸，为小型船舶的航行孔。在选定桥位的下游约1km处为船舶航行最为复杂的上元门横驶区。上行航道在此由右岸转向左岸通过南京长江大桥第四个桥孔。而下行航道自南京长江大桥下的右岸桥孔通过后，于上元门横驶区转至八卦洲一侧行驶。在桥位区段内因而出现了两片互不毗连的航迹带，中间由一块

5、航行盲区的三角形空白水域所隔开。根据这样一种航行分布的特点，为了确保建桥以后航行船舶的安全畅通，采用两个主航孔以分别复盖上、下行航迹带，或各以一主一副的四航孔布置，无疑是在本桥位进行桥式方案布置的合理选择。从实际测得的高、中、低三种水位的船舶走行带的宽度资料看，上下行所需的桥孔净宽，均在450～500m范围。4桥型选择图1按照以上所述的水域航行情况，本桥适宜于采取上、下分行单向通航的桥孔布局，或一跨越江的方案。考虑到水流在桥墩周围的绕流影响，和在航迹带或主流范围内不设墩或尽量少设桥墩，越江的主孔跨度当在900m~1000m之间。传统的梁式结构或拱式结构在此是无能为力的，悬索桥和斜拉桥

6、便成为必然的被选择的桥型。从两岸的地形和桥址处地质来看，如果采用一大跨越江的悬索桥方案，两岸的巨大锚碇工程将成为困难的问题，在技术和经济两个方面均不合理。作为斜拉桥，凭对其体系的结构行为的认识，利用在航行盲区可以设墩的条件，在本桥位上采用三塔的布置方案，无论在技术上、经济上、使用上等诸多方面，均不失为一种具有较多优势的桥型。(图1)5三塔斜拉桥方案从基本上满足在高、中、低三种不同水位情况下，航行的船舶均能方便地通过桥孔，斜拉桥按6个孔跨进行布置，其孔径的组成为(84+160)m+488m+488m+(160+84)m，全长1464m。其中，两个488m跨分别为上、下行的主通航孔。两侧

7、的各160m的桥孔，作为副通航孔备用。其复盖的范围相当于现在的南京长江大桥的8个桥孔之长，而水中桥墩则减少了4个之多，其航行之更为方便不言而喻。三座主塔为等高度布置，形成恒载基本平衡的三把全等的伞。主塔在桥面以上为“A”字形，斜索面呈空间散射，索距8m，形成对主梁的侧向约束。主塔在桥面以下为实体墩身。中塔与主梁为固结约束，以减少主梁的水平自由长度。而边塔则采用不妨碍温度变形的液压装置，对主梁在纵向加以约束。在桥上有纵向水平力作用时，边塔可以协助中塔作部分的