跨黄延高速公路立交大桥的设计-论文.pdf

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1、铁道建筑2014年第2期RailwayEngineering文章编号：1003—1995(2014)02-0001—04跨黄延高速公路立交大桥的设计唐英(中铁第一勘察设计院集团有限公司桥隧处，陕西西安710043)摘要：首先介绍了跨黄延高速公路立交大桥的基本设计条件，通过桥式方案的比选，主桥采用了96m钢管混凝土系杆拱，继而介绍了铁路96m系杆拱桥的主要构造、尺寸，并通过数值分析手段对钢管混凝土系杆拱桥的结构进行了分析。分析结果表明，钢管系杆拱桥具有建筑高度小、竖向刚度大和良好的动力特性，因而在今后铁路设计中可以大力推广。关键词：桥式方案钢管混凝土拱桥设计数值计算中图分类号：U442．5文献

2、标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003．1995．2014．02．011桥址概况2技术标准本桥位于陕西省延安市三十里铺，桥梁先后跨越1)双线铁路桥，位于半径为2800m的圆曲线上。石沟和黄陵至延安高速公路。黄延高速公路为双向42)速度目标值：按旅客列车行车速度200km／h车道，路基宽度23．5m，沥青路面。跨线铁路桥梁与设计。高速公路斜交59。。3)设计活载：中一活载。石沟发源于延安市南三十里铺九燕山山脉，汇人4)设计洪水频率：1／100南川河。桥址处流域面积70．43km，流域长度3桥式方案比选11km，百年设计流量571．3m／s。桥址位于陕北黄土高原梁峁沟壑区，属温

3、带半干本段线路高度主要受两处立交净空的控制：第1旱季风气候。冬季寒冷，夏季炎热，气温变化剧烈，蒸处为跨越高速公路处，需满足施工期间和运营使用情发强烈；最热月平均气温23．1℃，最冷月平均气温况下高速公路立交净空，线路宜抬高高程；第2处为桥一5．5℃，年平均降水量511．7mm。头大里程侧800m左右处，线路以隧道工程下穿既有桥址范围内出露地层主要为第四系全新统冲积砂西延铁路隧道，应降低线路高程，以满足两隧道竖向施质黄土、粗圆砾土、砾砂、粗砂，基底基岩为侏罗系页岩工安全距离(图1)。夹砂岩。桥址处地表分布有第四系全新统、上更新统综合上述控制因素，本桥孔跨布置采用两个方案砂质黄土，具I～Ⅱ级非自

4、重湿陷性，湿陷性土层厚度比较：方案1为2孔32m简支梁+1孔96m简支梁钢3～6m管混凝土系杆拱+3孔32m简支梁+2孔24m简支图1线路跨越高速公路与下穿既有隧道位置关系示意收稿日期：2013-02—22；修回日期：2013—10-10作者简介：唐英(1972一)，男，陕西宝鸡人，工程师。铁道建筑2梁，中心里程DK513+880，桥全长327．55m。方案23．3箱梁结构方案为1孔32m简支梁+(40+96+40)113连续梁钢管}昆方案l：采用等高、单箱双室箱形梁。本桥平面位凝土系杆拱+3孑L32l'tq简支梁，中心里程DK5l3+于R=2800iT／的圆曲线上，主跨按平分中矢法采用直8

5、76，桥全长329．44m。线梁设计，梁高2．51"1，底宽12．5m，顶宽15．2m3．1主桥结构方案方案2：采用单箱双室箱形梁，跨中梁高3．31151，支主桥为跨越黄延高速公路而设，按照高速公路主点梁高4．3／'／'1，梁底曲线采用二次抛物线过渡。底宽管部门要求，需1次跨越；另外，为减少大里程侧隧道12．3133，顶宽15．6m。施工难度，尽量降低线路高程。主桥采用如下两个方3．4方案比选案进行比选。主桥桥式方案比较见表1。方案1：采用1孔96m预应力混凝土简支梁钢管表1主桥桥式方案比较混凝土系杆拱，拱轴线采用二次抛物线，计算跨径L：96n，计算矢高厂=19．2nl，矢跨比1／5。其计算

6、拱轴线方程为：Y=一0．0008333x+0．8x，坐标原点在桥墩中心梁顶面下1．22m处。方案2：采用1孔(40+96+40)nl预应力混凝土连续梁钢管混凝上系杆拱，拱轴线坐标原点在桥墩中心梁顶面下0．95In处。3．2拱肋及吊杆方案方案1：每道拱肋由2根直径1100mm的钢管组成哑铃形，其管壁厚16mm。全桥共设2道拱肋，由于线路在桥位处的平面线形为圆曲线，故将拱肋间距进行了适当加宽，拱肋在桥面的中心距为13．2m，为增强拱肋平面外稳定性，2片拱肋均向内倾斜5。形成提篮式布置。拱肋问采用钢管桁架横撑将两片拱肋连接，另外在边横撑和拱肋问设置斜撑。方案2：每道拱肋由2根直径9001Tim的钢

7、管组成无论是简支梁钢管混凝土系杆拱还是连续梁钢管哑铃形，其管壁厚161TIn'l。2道拱肋在桥面的中心距混凝土系杆拱均可满足1跨跨越高速公路的要求综为l1．8m。拱肋间采用7道钢管桁架横撑将2片拱合考虑到工程实施、投资、施工干扰、景观效果等多方肋连接，另外在边横撑和拱肋间设4组斜撑。因素，主桥最终选用1孔96Ill简支梁钢管混凝土系杆吊杆间距两方案均按每片拱肋设15根吊杆设计，除拱脚至第一根吊杆间距为11．6