铁路悬索桥的刚度问题探讨性研究.pdf

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1、第40卷第23期山西建筑Vo1．40NO．23·220·2014年8月SHANXIARCHITECTUREAug．2014文章编号：1009-6825(2014)23—0220—02铁路悬索桥的刚度问题探讨性研究谷云秋(宁波市公路管理局，浙江宁波315040)摘要：对铁路悬索桥较为合理实用的刚度指标体系做了调研分析，并按照建议的刚度指标，对悬索桥的边中跨比、垂跨比、高跨比、宽跨比等参数做了对比分析，总结提出了适合铁路悬索桥的一些设计参数，最后简单介绍了不同结构体系悬索桥对结构刚度的贡献及存在的问题，以供参考借鉴。关键词：铁路悬索桥，刚度

2、，边中跨比，垂跨比，结构体系中图分类号：U448．25文献标识码：A在高速铁路桥梁迅速发展的今天，跨越江、河甚至海峡的大根据已经修建的铁路悬索桥和现有规范我们可以初步拟定跨度铁路桥梁显得尤为重要。悬索桥结构以跨越能力大而著称，一个挠跨比限值。文献[2]中说明Et本本四联络线上的竖向容许在已建的大跨度桥梁中绝大多数都是悬索桥，而斜拉桥随着跨度挠度为L／350，然后结合已建桥梁，文献[1]给出了一个较为保守的增大桥塔的高度会增大很多，同时斜拉索水平拉力的大幅度增的参考挠跨比和梁端转角，如表2和3所示。加使得主梁截面变得更高，故不太适宜特大跨

3、度桥。但是已修建表2不同车速下的挠跨比限值参考值【’的悬索桥结构大多都是公路的，铁路悬索桥很少，如表1所示，已车速挠跨比限值km·h一1竖向横向建的铁路悬索桥都是轻轨列车，活载一般不超过40kN／m，普通铁≤1201／300l／l0o路、客货混运的铁路则一般高于80kN／m。因此铁路悬索桥的设l2020ol／450l／2o0表1已建公铁合用悬索桥一览表表3不同车速下的梁端转角限值参考值【’]序号桥名建成时间／年跨度车速粱端转角限值／‰1刚果马太地桥19839l+520

4、+90km．h一1竖向横向2日本大鸣门桥198588．8+320+864．4+312．2≤12012．52．53日本下津井濑户大桥1987I30+940+13O1202oo10l5日本北备赞濑户大桥1987272+l100+274文献[3]中对千米级跨度铁路桥梁的研究结果在这个限值范6中国香港青马大桥l9993o0+1377+3597葡萄牙里斯本塔古斯河桥l999483+l013+483围内。本文研究的工程是300m+1200m+300m的铁路悬索桥，通过对本文的研究

5、工程进行有限元分析(如图2所示)，可以如图1所示。该桥主缆矢跨比为1／10；钢筋混凝土索塔高170m；得出该悬索桥在列车荷载下的计算结果，见表4。钢桁梁高15rn，宽16in，节间距12m；主缆直径100em，吊杆采用2股骑跨式，单股直径10cm。设计列车时速是200km／h，I级铁路双线，采用中活载，悬挂结构重565kN／m，横向风速42m／s。F图2悬索桥有限元分析模型表4计算结果§I方向中跨挠度／m梁端转角／％erad竖向3．195O．87图1铁路悬索桥方案(单位：inln)横向4．7541．541铁路悬索桥刚度指标2结构体系对刚

6、度的影响根据专家学者对铁路悬索桥的已有研究，评价车桥系统的指当结构体系一旦确定后，虽然可以通过改变总体布置参数来标可以从车、轨道、桥梁三个方面来规定。车首先要保证运行安提高结构刚度，但是有一定的局限性，所以首先应该考虑结构体全性，如脱轨系数指标，然后要保持运行的平稳性，如常用的sper-系的选择。这里介绍三种结构体系：斜拉一悬吊组合体系、“负斜ling指标；轨道要保证其平顺性；桥梁要保证竖向变形、横向变形拉索”体系、双链式悬索桥体系。还有扭转变形在合理的范围内，如挠跨比、梁端转角等。具体的1)斜拉一悬吊组合体系。斜拉一悬吊组合体系桥主要

7、有两内容可以参见文献[1]。种形式：罗布林型和迪辛格尔型。罗布林型悬索桥是在悬索桥靠对于大跨度悬索桥，由于结构柔性较大，刚度控制着结构的近桥塔的地方布置斜吊索来提高桥梁的刚度，特点是斜拉索与部设计。目前规范中有关刚度限值的规定都是建立在中小跨度的分吊索相交(如图3所示)；迪辛格尔型是将悬索桥和斜拉桥分为桥梁动力分析和实测试验的基础上，而大跨度铁路桥梁缺乏足够两个独立的部分，斜拉索和吊索不相交(如图4所示)J。的实践和研究，尚无相应的规范。具体的指标限值还需通过静力与同等跨径悬索桥相比，在均布荷载或纵向风荷载作用下，分析、车桥动力分析以及

8、实践的验证来确定。收稿日期：2014—05—17作者简介：谷云秋(1981一)，男，硕士，工程师第40卷2014纂年28智月谷云厶秋：铁路阳’悬芯索承桥1，r的日刚度反问lJ题探丁不讨性l=土研l究·221