公铁两用多塔斜拉桥关键构造静力行为研究

《公铁两用多塔斜拉桥关键构造静力行为研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2014年6月第6期城市道桥与防洪科技研究279公铁两用多塔斜拉桥关键构造静力行为研究杨鑫炎，李元兵(1．中国中铁七局集团第三工程有限公司，陕西咸阳712000；2．上海同济建设工程质量检测站，上海市200092)摘要：该文以公铁两用连续钢桁结合梁多塔斜拉桥为对象，针对其特殊构造形式，研究了运营阶段风与车辆荷载作用下公铁两用部分斜拉桥塔梁连接部位的静力行为。探讨了在桥塔自立状态和成桥状态下结构在相应最大静阵风荷载和自重联合作用下结构的静力反应。重点分析了主桁跨中和支点部位、桥塔塔根和塔顶部位、桥塔和主桁连接部位、公路桥面板和铁路桥

2、面板的静力特性。并对公铁联合荷载作用下_尺桥的强度、刚度进行了综合评估。关键词：高速铁路；斜拉桥；关键构造；静力行为中图分类号：U448．27，U441．5文献标识码：A文章编号：1009—7716(2014)06—0279—03向塔根渐变为双箱截面，塔根部双箱间距12m，连0前言接在支点两侧的上弦节点。大桥总体布置示意图多塔斜拉桥经过多年研究及工程应用，虽取得如图1所示。较大的研究成果和设计、施]：与管理经验，但随着l68l68新一轮公路及铁路桥梁建设高峰的来临，多塔斜拉桥仍面临许多技术难点。这种体系的多塔部分斜拉桥，塔梁固结，

3、中央段轴向拉力较小，梁身受②④力均匀，整体温度变化对其影响较小。但当中跨满载时，由于主梁在墩顶处的转角位移导致塔柱倾斜，使塔顶产生较大水平变位，中间塔的压弯效应显著。同时，桥塔采用“人”字形钢箱塔，截面宽厚比较大，截面侧向及扭转刚度相对较薄弱，易产生扭转和畸变，塔截面尤其塔根处是否满足平截面主梁横断面布置图假定值得关注。同时，大桥主塔座落在中桁架上，图1钢桁结合梁多塔斜拉桥总体布置示意图其重量通过中桁架传递到墩身，横向水平荷载如风力需要公路桥面板、中桁架等整体承受。由于主2风荷载作用下塔梁连接部位结构静力行为塔侧向及扭转刚度较弱，

4、风力或主塔纵向偏移会在塔梁连接部位产生较大的弯拉应力【-2]。因此，从分析共分2个工况进行验算：工况I为裸塔状工程应用角度出发，针对某公铁两用斜拉桥主塔态，验算荷载为一期恒载+5a一遇施工风荷载；工与主桁架连接的特殊构造形式，研究运营阶段风况Ⅱ为成桥运营状态，验算荷载为一期恒载+二与车辆荷载作用下塔梁连接部位的静力行为具有期恒载+100a一遇设计风荷载。2．1风荷载作用下塔梁连接部位结构强度评估重要的理论意义。针对相应重现期静阵风荷载作用，对桥塔自立1工程背景状态和成桥状态两种工况的结构内力(应力)进行某斜拉桥为连续钢桁结合梁体系

5、，主跨168m。了分析。结构建模时公路与铁路桥面板应用板单主桁采用无竖杆的三角形桁式，横向布置为三片元进行模拟，除厚度方向应力外，其余方向应力一桁，中桁垂直，边桁倾斜。主塔为钢箱结构，设置在定程度上反映了整体的受力状态，桁架结构构件扭转力矩及桥面板厚度方向应力相对较小，为节中桁，塔梁固结。塔高37m，每个主塔布置有5对拉索。主塔立面布置为“人”字肜，从塔顶的单箱截面省篇幅，这两个方向的内力(应力)不予列出。全桥结构模型及荷载相对跨中对称，结构内力和位移收稿日期：2014—03—08也相对跨中对称。工况I和工况Ⅱ风荷载作用下塔作者简

6、介：杨鑫炎(1976一)，男，陕西西安人，高级工程师，从事公路、铁路桥梁、隧道、地铁的施工管理]：作。梁连接部位的受力状况如图2．图3所示。2014年6月第6期城市道桥与防洪科技研究2813．2铁路荷载作用下塔梁连接部位结构刚度评估由3表可知：各类桁架构件和桥塔构件的检算铁路活载(按两线“ZK活载”加载)作用下，结应力均小于其屈服强度，构件强度满足要求。相比构的竖向位移最大发生在3号塔与4号塔间跨中静阵风荷载，在车辆活载作用下，塔梁连接部位受附近，约6．0em；最大侧向位移发生在4号塔塔力较为不利的构件为腹杆，最大为371．9MP

7、a，这顶，约1．8em。是因为上述检算应力组合了可能发生的最大轴3．3公路荷载作用下塔梁连接部位结构强度评估力，最大竖向弯矩和最大横桥向弯矩。考虑到三者公路活载作用下，塔梁连接部位的受力如表2几乎不可能同时发生，活载作用下腹杆的实际应所列。由表2可知：公路荷载作用下，塔梁连接部力应远小于检算应力。公铁联合活载作用下，中主位桥门架处受力最为不利，最大拉应力为桁跨中最不利最大挠度为7．8em，挠跨比为80．3MPa，最大压应力为一8O．3MPa。1／2154，满足规范要求；桥塔最大侧向位移为5．8cm，满足规范17em容许位移的要求。

8、表2公路活载作用下梁单元法向应力一览表类型曩轴夯力蠡轴劣力蔷向銮弯鬈矩蔷向害弯鬟矩蒿向銮弯鬟矩蒿向害弯鬟矩4结论中桁本文讨论了在最大设计静阵风荷载作用和铁上弦杆路与公路联合荷载作用下结构的强度、刚度等静中桁下弦杆力力学行为，主要工作和结论如下：腹杆