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合新铁路跨京沪高铁转体钢箱桁组合连续梁桥设计及创新

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铁道标准设计 2024年

作者：黄振中国铁建股份有限公司桥梁工程实验室中铁第四勘察设计院集团有限公司

合肥至新沂铁路安徽段跨京沪高铁特大桥主桥，受控于既有京沪高铁及顺接的定远站，主桥设计需同时满足结构安全、对既有铁路影响小、结构美观、主梁高度小、施工难度小、工程经济等要求。设计过程研究比选了钢箱桁组合连续梁桥、部分斜... 详细信息

合肥至新沂铁路安徽段跨京沪高铁特大桥主桥，受控于既有京沪高铁及顺接的定远站，主桥设计需同时满足结构安全、对既有铁路影响小、结构美观、主梁高度小、施工难度小、工程经济等要求。设计过程研究比选了钢箱桁组合连续梁桥、部分斜拉桥、钢桁拱桥、T形混凝土刚构桥4种桥型，推荐采用2×72m钢箱桁组合连续梁桥。该桥主梁采用鱼腹式扁平钢箱结合梁，为降低梁高及减小疲劳病害，桥面板采用钢-混组合桥面板，主梁高2.5m，相比混凝土转体T形刚构桥降低线位高程约3m；钢桁梁采用三角桁，桁高采用变高度设计，圆弧形主桁景观效果突出，桥梁造型纤细优美；为减少后期维养次数，降低对京沪高铁的影响，本桥钢箱梁及主桁杆件均采用耐候钢；为避免后期螺栓掉落的风险，钢梁及主桁杆件采用全焊接形式连接；主桥采用转体工法施工，转体质量约为8000t，转体过程设置平衡支撑确保结构安全，转体施工风险可控。

关键词：铁路桥转体桥钢箱桁组合桥连续钢桁梁桥高速铁路设计

洪奇沥公铁两用大桥主桥边跨组合梁设计及施工方案研究

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铁道标准设计 2023年

作者：刘振标夏正春印涛胡方杰徐伟伟姜洪劲中国铁建股份有限公司桥梁工程实验室中铁第四勘察设计院集团有限公司

洪奇沥公铁两用大桥是新建深圳至江门铁路的关键性控制工程，公铁分层布置，上层为8车道城市快速路，下层为4线铁路。主桥创新地采用（3×100+808+3×100）m超短边跨钢混箱-桁组合梁斜拉桥，一跨跨越洪奇沥水道，无工程先例可借鉴。结... 详细信息

洪奇沥公铁两用大桥是新建深圳至江门铁路的关键性控制工程，公铁分层布置，上层为8车道城市快速路，下层为4线铁路。主桥创新地采用（3×100+808+3×100）m超短边跨钢混箱-桁组合梁斜拉桥，一跨跨越洪奇沥水道，无工程先例可借鉴。结合建设条件、结构特点以及技术经济性，对边跨主梁结构设计及施工方案展开研究。结果表明，主梁采用矩形钢管混凝土叠合板-桁组合梁，将结构受力和对拉索的锚固压重融于一体，并在边跨施工阶段充分发挥连续钢桁梁自身高承载力特性和叠合板现浇层以预制板为底模的优势，节省模板和临时工程，具有显著的经济效益；钢桁梁采用“纵向分段横向分块安装+多点步履式顶推”的施工方案，有效解决超宽、超高钢桁梁水运运输受通航条件限制的难题，并适应边跨位于岸上的大吨位钢梁架设；边跨施工采用部分支撑临时墩方案，临时墩反力较完全支撑临时墩方案减小46.2%，临时工程量少，并且避免了不设临时墩方案中主跨架设对边跨混凝土浇筑的扰动影响，叠合板-桁组合梁施工质量高；现浇混凝土采用“先受压区后受拉区、先管内后管外”的分段浇筑方案，较一次浇筑方案，上、下层桥面板最大名义拉应力分别减小81.8%、76.0%，有效改善混凝土结构受力。

关键词：公铁合建桥斜拉桥叠合板-桁组合梁结构设计施工方案

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超长大跨度公铁合建桥梁结构体系研究

铁道标准设计 2024年第1期68卷 87-95页

作者：王小飞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

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... 详细信息

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。

关键词：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

大跨度高低塔公铁平层合建斜拉桥结构体系研究

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铁道标准设计 2023年第7期67卷 87-93页

作者：崔苗苗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

甬舟铁路富翅门公铁两用跨海大桥采用主跨388 m高低塔公铁平层挑臂式钢箱梁斜拉桥,为世界上最大跨度的高低塔公铁平层合建斜拉桥。为研究适用于大跨度高低塔公铁平层合建斜拉桥最优结构体系,结合富翅门公铁大桥结构不对称的特点,对5种... 详细信息

甬舟铁路富翅门公铁两用跨海大桥采用主跨388 m高低塔公铁平层挑臂式钢箱梁斜拉桥,为世界上最大跨度的高低塔公铁平层合建斜拉桥。为研究适用于大跨度高低塔公铁平层合建斜拉桥最优结构体系,结合富翅门公铁大桥结构不对称的特点,对5种不同类型半飘浮体系、塔梁约束体系进行比选研究。通过对5种约束体系在静、动力荷载作用下的桥塔弯矩、桥塔位移、主梁位移对比分析,推荐采用高塔侧设置固定支座、矮塔侧采用活动支座的约束体系,该体系抵抗纵向荷载能力强、释放体系温度变形差,与常用的半漂浮体系相比,在静、动力荷载作用下桥梁总荷载效应小,具有良好的静动力性能,其中静力作用下两桥塔塔底总弯矩降低15%,两侧梁端总位移降低51%,两塔顶位移减少29%;动力作用下两桥塔塔底总弯矩相当,两侧梁端总位移降低76%。

关键词：公铁平层桥梁高低塔公铁两用桥斜拉桥结构体系荷载效应

《内河通航标准》中相邻桥梁间距规定要求的探讨

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水运工程 2022年第11期 122-127,132页

作者：李靓亮中铁第四勘察设计院集团有限公司中国铁建股份有限公司桥梁工程实验室湖北武汉430063

近年来,桥梁选址与《内河通航标准》5.1.2条关于相邻水上过河建筑物轴线间距要求的矛盾日益凸显。针对该问题,以襄阳—荆门高速铁路宜城汉江大桥为例,在分析桥位河段河道变化、航道维护、水流条件、船舶通航密度等建设条件的基础上,开... 详细信息

近年来,桥梁选址与《内河通航标准》5.1.2条关于相邻水上过河建筑物轴线间距要求的矛盾日益凸显。针对该问题,以襄阳—荆门高速铁路宜城汉江大桥为例,在分析桥位河段河道变化、航道维护、水流条件、船舶通航密度等建设条件的基础上,开展了船舶通航仿真模拟试验。结果表明:在满足船舶航行和桥梁安全前提下,可根据桥址河段建设条件和通航孔布置情况适当调整相邻桥梁间距要求。论证了《内河通航标准》中相邻水上过河建筑物轴线间距规定要求存在的局限性,提出了对其修订的建议。

关键词：水上过河建筑物相邻桥梁安全间距标准修订

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广州明珠湾大桥主桥总体设计

桥梁建设 2021年第3期51卷 93-99页

作者：胡会勇赵健任延龙安路明刘银涛广州市市政工程设计研究总院有限公司广东广州511458 中国铁建大桥工程局集团有限公司天津300300 中国铁建股份有限公司桥梁工程实验室天津300300

广州明珠湾大桥主桥为(96+164+436+164+96+60)m中承式钢桁拱桥,采用双层桥面布置。大桥主跨采用结构自平衡体系,无外部推力;主梁采用N形三主桁钢桁梁结构;拱肋、钢桁梁均采用箱形截面,腹杆部分采用工字形截面、部分采用箱形截面,弦杆、... 详细信息

广州明珠湾大桥主桥为(96+164+436+164+96+60)m中承式钢桁拱桥,采用双层桥面布置。大桥主跨采用结构自平衡体系,无外部推力;主梁采用N形三主桁钢桁梁结构;拱肋、钢桁梁均采用箱形截面,腹杆部分采用工字形截面、部分采用箱形截面,弦杆、腹杆与主桁架之间采用栓焊结合连接方式;桥面板采用正交异性钢桥面板,桥面铺装采用浇筑式沥青混凝土;主跨吊杆采用1670 MPa的镀锌平行钢丝索;主墩深水基础采用钻孔灌注桩基础。采用12000 t级双曲面球型减隔震支座,解决了全桥强震作用下的纵、横向减隔震问题。在主墩与边墩分别设置B型转筒式与C型护舷防撞装置,可有效预防3000 t级船舶失控对大桥的撞击。为提高架梁效率、适应通航水域条件,大桥架设采用拱梁同步施工方案。采用MIDAS Civil软件建立全桥空间有限元模型,对该桥静力、动力、稳定、抗风、抗震性能进行分析,结果表明:主桥最大悬臂施工与运营阶段,抖振响应均能满足规范要求,大桥结构受力性能良好、安全可靠。

关键词：中承式拱桥三主桁钢桁拱栓焊结合双曲面球型减隔震支座防撞装置拱梁同步施工结构分析桥梁设计

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张吉怀铁路芙蓉镇酉水大桥方案比选

桥梁建设 2021年第6期51卷 112-117页

作者：严爱国夏正春张杰李振东殷鹏程中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 中国铁建股份有限公司桥梁工程实验室湖北武汉430063

张吉怀铁路于芙蓉镇采用桥梁方式跨越酉水河,酉水大桥桥址处河岸两侧坡陡谷深,呈非对称“U”形,拱桥为经济合理的桥型,跨度约300 m。结合桥址地形、地质与两岸既有道路分布,对桥式结构、拱肋形式、拱上结构进行研究比选。经综合比选,酉... 详细信息

张吉怀铁路于芙蓉镇采用桥梁方式跨越酉水河,酉水大桥桥址处河岸两侧坡陡谷深,呈非对称“U”形,拱桥为经济合理的桥型,跨度约300 m。结合桥址地形、地质与两岸既有道路分布,对桥式结构、拱肋形式、拱上结构进行研究比选。经综合比选,酉水大桥选择跨径292 m的非对称上承式拱桥方案,该方案与地形匹配性最好,避开了陡边坡地段,充分利用既有道路作为施工便道,工程投资最少;拱肋采用双肢钢管混凝土桁架结构,该拱肋承载力高、施工方便、景观效果好;拱上结构采用钢-混组合刚构连续梁方案,该方案充分发挥刚构整体性强、刚度大、拱上高墩结构尺寸小、施工方便等优势。拱肋及钢-混组合梁的钢结构、预制板采用缆索吊装,混凝土梁采用悬臂挂篮浇筑。

关键词：高速铁路桥钢管混凝土拱桥非对称上承式拱桥桥式方案拱肋拱上结构方案比选桥梁设计

基于OSG的BIM+GIS在桥涵方案设计中的应用研究

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铁道标准设计 2021年第11期65卷 175-179页

作者：张宪亮中铁建大桥设计研究院武汉430063 中国铁建股份有限公司桥梁工程实验室武汉430063

结合GIS信息开展桥梁方案BIM设计,是桥梁数字化智能化发展的必然产物。只关注桥梁结构自身的BIM,必须与GIS相结合,才能达到信息全面、定位统一的目标。结合桥梁方案BIM设计特点,以及GIS信息来源多样和海量数据的特有情况,基于OSG三维渲... 详细信息

结合GIS信息开展桥梁方案BIM设计,是桥梁数字化智能化发展的必然产物。只关注桥梁结构自身的BIM,必须与GIS相结合,才能达到信息全面、定位统一的目标。结合桥梁方案BIM设计特点,以及GIS信息来源多样和海量数据的特有情况,基于OSG三维渲染引擎,开发了桥梁BIM与GIS融合平台,解决了BIM模型与GIS场景融合时坐标统一和模型协调问题,搭建了BIM+GIS的可视化桥梁方案设计系统,实现了桥梁方案设计与工点地形模型相结合,更直观、更全面地表达设计意图。研究表明:该设计系统支持倾斜摄影、激光点云、数字高程模型等GIS数据,支持参数化自动创建桥梁BIM模型,并可通过step、iges、ifc等开放格式导入难以参数化的特殊桥梁的BIM模型文件,实现桥梁方案可视化协同设计。

关键词：桥梁方案设计 BIM+GIS OSG OpenBIM

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上跨庐山站立交工程转体斜拉桥总体设计

世界桥梁 2023年第2期51卷 21-27页

作者：周继中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 中国铁建股份有限公司桥梁工程实验室湖北武汉430063

九江市新建快速路上跨庐山站立交工程跨越昌九城际、京九铁路、武九铁路等12股铁路线,经方案比选,主桥采用(99+250+116) m高低塔中央索面混凝土转体斜拉桥。低塔侧采用半飘浮体系,高塔侧采用塔梁墩固结体系。主梁采用大悬臂单箱三室混... 详细信息

九江市新建快速路上跨庐山站立交工程跨越昌九城际、京九铁路、武九铁路等12股铁路线,经方案比选,主桥采用(99+250+116) m高低塔中央索面混凝土转体斜拉桥。低塔侧采用半飘浮体系,高塔侧采用塔梁墩固结体系。主梁采用大悬臂单箱三室混凝土箱梁,梁高3.5 m,梁宽42 m,桥面两侧设置2道HA级混凝土防撞护栏。桥塔采用独柱形钢筋混凝土结构,高、低塔桥面以上塔高分别为65 m、57 m,塔柱采用矩形空心截面,低塔侧下塔柱设置牛腿式下横梁,基础采用?3.0 m的钻孔桩。斜拉索采用智能型平行钢绞线,外层包HDPE护套,塔端张拉,梁端锚固。转动体系采用球铰转动系统,转体长度分别为(132+112.5) m、(95.5+114) m,转体重量分别约为4.76万吨、4.14万吨。

关键词：斜拉桥跨铁路高低塔中央索面塔梁墩固结转体施工桥梁设计