高速铁路大跨度连续梁拱桥设计

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1、万方数据·桥粱设计·高速铁路大跨度连续梁拱桥设计康小英高丽文望青(中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063)摘要以京沪高速铁路镇江京杭运河特大桥主桥(90+180+90)m下承式连续粱拱组合结构为例，对高速铁路连续粱拱桥的设计进行了介绍，主要介绍了连续梁拱结构的受力特点、计算分析成果(主桥纵向、横向、稳定等计算和0号块局部应力计算)，并阐述了徐变变形对高速铁路的影响性分析以及结构采用的构造措施。关键词高速铁路组合结构连续梁拱设计中图分类号U445文献标识码A文章编号1009—4539(2009)增

2、一0089—051引言随着铁路提速步伐的加快和高速铁路、客运专线的不断修建，为满足高速铁路平顺性、观赏性、经、济l生等要求，人们对铁路桥梁的设计提出了越来越高的要求。连续梁拱组合桥作为一种新型的组合结构，克服了拱桥对地基要求高和连续梁材料指数高的缺点，具有结构刚度大、动力稳定性好、跨越能力大、造型美观、施工方便等显著优点，具有明显的工程实用价值。其受力特点主要为：梁拱共同受力，主梁承受弯矩和拉力；拱肋主要承受轴压力，剪力主要由拱肋轴力的竖向分力承担，通过调整吊杆张拉力可以使主梁的受力状态处于最有利状态。

3、从内力图来看，梁拱组合结构可以加大结构的竖向刚度，减小弯矩和剪力峰值，从而减小梁体截面高度，使结构外形更加轻巧，特别适应承受较大竖向荷载的大跨度铁路桥梁。京沪高速铁路镇江京杭运河特大桥主桥采用(90+180+90)m下承式连续梁拱组合结构、180nl一跨跨越运河的设计，不仅满足了通航要求，也避免了在水中设置深水墩，减少了桩基、承台的施工费用和施工期对航道的影响；钢管混凝土拱肋加强了中孔的整体竖向刚度和稳定性，使中跨主梁的结构高度得以减小，从而降低了跨中桥面标高，缩短了引桥长度，显著降低了造价；从景观上来

4、看，该桥作为京沪高速铁路上的一个亮点，拱结构的采用在视觉上给人以跌宕起伏的韵律感，桥完全与青山绿水融和在一起，显得更加宏伟和壮观。2工程概况京沪高速铁路镇江京杭运河特大桥在丹阳市黄墟镇跨越京杭大运河，京杭大运河现状航道等级为Ⅳ级，规划航道等级Ⅲ级。京杭大运河与长江相连，也是太湖流域主要的排洪河道，桥位处河道弯曲，高速铁路与河道主流交角45。。为满足桥下通航净空要求，同时兼顾景观效果，跨京杭运河主桥桥式采用(90+180+90)m连续梁拱桥，主桥桥长361．601TI。主桥立面布置见图1。图1镇江京杭运河

5、特特大桥主桥立面布置(单位：cm)收稿日期：2008—09—02铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2009i增)万方数据·桥梁设计·2．1基本资料线路资料：主桥平面位于直线上，线间距5．0m，桥面纵坡G=0。水文资料：桥位处京杭大运河设计流量Q，％=1304m3／s，设计流速V1％=1．97m／s，设计水位Hi％=6．35m。通航资料：现状航道等级为Ⅳ级，规划航道等级Ⅲ级，要求通航净空为90inx7．5in，最高通航水位5．21m。’气象资料：镇江市属北亚热带季风气候

6、。年平均气温15．6℃，最热的7月平均气温为27．7℃，极端最高气温40．2oC；最冷的1月平均气温为2．7℃，极端最低气温一10．IoC。地震资料：主桥位于抗震设防烈度Ⅶ度区域，地震动峰值加速度0．10g，地震动反应谱特征周期为0．35s。2．2技术标准铁路等级：双线高速铁路，有砟轨道。a．中支点截面设计活载：ZK活载。设计速度：350km／h。建筑限界：按《新建时速300～350公里客运专线铁路设计暂行规定》第1．0．7条办理，净高7．25in。3结构构造3．1主梁构造主梁为预应力混凝土结构，采用单

7、箱双室变高度箱形截面，跨中及边支点处梁高4．5m，中支点处梁高10．0m，梁高按圆曲线变化。主梁顶宽14．2ITI，中支点处局部顶宽16．5m；顶板厚0．42m，中支点处局部顶板厚1．0213'1，边支点处局部顶板厚0．72m；底宽10．8nl，中支点处局部底宽13．8m；底板厚度0．40—1．049m，中支点处局部底板厚1．50m，边支点处局部底板厚0．85m。腹板采用直腹板，腹板厚分0．40nl、0．55m、0．70m三种，中支点处局部腹板厚1．30m，边支点处局部腹板厚0．85m。中支点附近及跨中

8、截面见图2。’n如1晶。『

9、Ln，l，nJ葛刊l’．．一Ih壁弋b／矧、／飞卜[jr：#碓斗．贮驻非是I12珥5垒Q^5垒Q^12乌，b．跨中截面图2主梁横截面(单位：cm)主梁共设6道横隔板，边支点横隔板厚1．6m，中支点横隔板厚4．0m，中孔两道中间横隔板厚0．4In，各横隔板均设进人孑L。主梁于各吊杆处共设18道吊点横梁，吊点横梁高分1．5m、1．4m两种，横梁厚0．4in。主梁共分79个梁段，梁拱结合部0号梁段长17m，中孔合龙梁段