超长大跨度公铁合建桥梁结构体系研究

作     者：王小飞 WANG Xiaofei

作者机构：中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 中国铁建股份有限公司桥梁工程实验室武汉430063 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2024年第68卷第1期

页      面：87-95页

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：中国铁建股份有限公司科技重大专项(2020-A01) 中铁第四勘察设计院集团有限公司科技研发项目(2021K012)。 

主　　题：超长大跨度公铁合建桥 斜拉悬索协作体系 斜拉桥 悬索桥 桥梁结构体系 

摘      要：新建甬舟铁路西堠门公铁两用大桥连接金塘岛和册子岛,桥位处海域宽2.7 km,最大水深93 m,地形复杂,桥梁设计难度大。为研究超长大跨度公铁合建桥梁合理结构体系,结合地形地质条件,选取主跨1500 m悬索桥、斜拉桥及斜拉悬索协作体系3种桥型方案,对上部结构设计进行详细介绍,并从静力性能、动力性能、经济性能等方面对不同结构体系进行对比分析。研究表明:(1)与斜拉体系相比,协作体系桥可减小30%~50%的主梁内力和60%的桥塔内力,一定程度上解决了加劲梁承受巨大轴压力造成屈曲问题,并有效减小了桥塔规模;(2)与悬索桥相比,协作体系可减小50%的主缆内力,主缆钢丝和锚碇的工程量相应减小,施工难度得以降低,同时协作体系扭转频率更高,降低了结构在较低风速下发生涡激振动的可能性;(3)斜拉悬索协作体系能够充分发挥斜拉结构和悬索结构的组合优势,实现超大跨度的同时具有较大的纵向刚度和竖向刚度,满足铁路行车对结构刚度的要求;(4)对于主跨1500 m级超长大跨度公铁合建桥梁,斜拉悬索协作体系经济性更好。