高速铁路40m简支梁建造技术 汇报课件

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1. 技术背景

2. 技术研究和科研试验成果

2.1 技术方案选型

2.2 梁体结构设计

2.3 箱梁制造技术

2.4 结构试验研究

2.5 运架设备研发

2.6 工程应用情况

3. 技术创新和展望

1. 技术背景

我国已拥有世界上运营里程最长、在建规模最大、运营速度最高的高速 铁路网,高铁已成为“中国制造”的新名片。 随着社会经济发展,高铁建设面临的地形、地质、环境等条件越来越复 杂,对简支梁桥跨越能力提出了更高需求,对运行速度要求也越来越高。 为适应高铁标准跨度简支梁桥更大跨越能力、高墩条件建造需求,提出 发展基于制运架模式的高速铁路40m简支梁建造技术。

预应力混凝土简支梁桥具有受力明确、构造简单、耐久性好、施工便捷 等优点,是国内外高速铁路桥梁的主要结构型式。我国高速铁路建设过程中, 多采用“以桥代路”策略,桥梁比例较高。 我国高速铁路桥梁以常用跨度混凝土简支梁桥为主,主要采用32m预制 后张法预应力混凝土简支箱梁,施工方法采用沿线设制梁场预制、运梁车沿 线路运送、架桥机架设。国外高铁简支梁跨度包括25m、44m、58m等,预 制架设最大跨度为33.6m。

多年来在高速铁路桥梁建设、科研方 面得到了技术积累,为发展高速铁路大跨 度简支梁提供了技术积累和基础条件。 • 随着我国高铁桥梁建设的发展,对于 高速铁路简支梁的设计理论有了更深刻认 识,对于设计控制指标和制造技术有了更 全面掌握。 • 随着我国机械设备研究水平和工业制 造能力的发展,运架设备在梁体跨度和起 重能力方面有了显著提高,为大跨度简支 梁的预制架设提供了保障。

高速铁路发展40m简支梁建造技术的意义在于: • 高铁简支梁主要为24m、32m,发展跨度40m预应力混凝土简支梁,可 以扩大高铁简支梁桥的适用范围,丰富简支梁的跨度系列。 • 在高墩、深基础桥梁区段,下部结构造价所占比重较大,发展40m简支 梁桥可降低工程造价。 • 40m简支梁不但满足速度250km/h、350km/h要求,在400km/h等更 高速度条件下也有较好的适应性。

高速铁路跨度32m简支梁由竖向刚度控制设计,即梁体竖向基频控制结 构设计。 u 普速铁路由于列车速度低,车桥相互作用特征不明显,梁体结构设计主 要由强度控制。 根据高速列车与桥梁的相互作用特征,通过选择合理的跨度,可实现简 支梁结构由竖向刚度和强度共同控制设计的合理状态。

• 高速铁路桥梁跨度与车长 的比值是影响车桥共振响应的 关键因素。 • 分析不同跨度简支梁的动 力响应,24m、32m梁的动力 响应较大,40m梁的动力响应 较小,且对列车速度的适应性 较好,包括时速400公里及以 上高速情况。

• 对于40m~64m跨度简支梁,不 同基频条件下桥梁动力系数均小于各 自容许动力系数。其中,跨度40m 简支梁动力系数较小,且梁体高度和 重量满足预制架设施工要求。

从技术成熟性和建造、运营、维修模式的统一协调性等方面考虑,高速 铁路40m简支梁采用预制架设施工模式。 u 根据车桥相互作用特征分析结果,综合考虑结构构造需要,梁长取 40.6m,计算跨度取39.3m。 u 高速铁路40m简支梁采用后张法预应力混凝土简支结构,单箱单室箱型 截面。

设计原则:时速250公里、350公里;有砟、无砟轨道;ZK活载。

主要构造:时速250公里,梁高3.0m;时速350公里,梁高3.2m;腹 板单排预应力束方案;梁端悬出长度取0.65m。

主要尺寸:顶板厚285mm,底板厚280mm,腹板厚360mm,腹板斜 率1:4。

时速350公里桥梁的桥面宽度12.6m,时速250公里桥梁的桥面宽度 12.2m、时速350公里跨度40m简支梁混凝土用量370.0m3,梁重925.0t,每延 米混凝土用量9.11m3(22.78t/m)。

结构设计过程中对纵向、横框、吊点、锚下等进行受力分析,优化了结 构设计和配筋设计,降低结构重量并使结构受力更合理。 u 40m简支梁结构设计中应用BIM技术,对普通钢筋布置、预埋件布置等 进行了三维可视化检查复核。

高速铁路首榀预制40m预应力混凝土试验箱梁于2016年9月28日在北 京中铁房山桥梁厂灌筑成功。

采用智能测力桥梁支座,或者自动落梁控制系统,准确测试就位后的支 撑状态,并可用于试验、运营等阶段的支反力测试。 u 试验梁预应力采用自动张拉系统张拉,精确控制张拉力,全过程自动完 成,具有自动校核功能,保证预施应力效果。

 

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