一种大跨度高速铁路悬索桥的制作方法

本发明涉及一种大跨度高速铁路悬索桥。

背景技术：

近年来，随着我国社会经济的飞速发展，高速铁路的建设也在如火如荼的进行之中，高速铁路桥梁随之大量出现，其中不乏跨越江河、海峡的大跨度桥梁。由于高速铁路对于行车安全性及舒适性相比普通铁路提出了更高的要求，对结构刚度的控制更加严格，之前国内大跨度高速铁路桥梁均采用斜拉桥或者拱桥等结构总体刚度较大的桥型，而没有悬索桥实例。但随着铁路建设进度的不断推进，800m以上的大跨度桥梁越来越多，拱桥已不适应如此大跨度的桥梁，而斜拉桥的经济性也随着跨度的增加而不断削弱，特别是大跨度斜拉桥需要较长的边跨平衡受力，有时造成较大浪费，而且跨度在1200m以上时，高速铁路斜拉桥的设计及建设也存在很大困难。

目前世界上已建成的铁路悬索桥，主要是日本上世纪八九十年代建成的几座公铁两用悬索桥，其主梁一般是简支结构，梁端转角较大，边跨设置吊索悬吊，边跨不设置辅助墩，列车运营速度相对较低，最高运营速度为160km/h～180km/h，列车荷载也比我国列车轻得多。这种悬索桥结构难以适用于我国的高速铁路悬索桥。

在这样的背景下，设计一种800m～2000m大跨度高速铁路悬索桥，将跨越能力很强的悬索桥桥型应用于我国的高速铁路桥梁很有必要。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种受力明确，跨越能力强，又能满足高速铁路桥梁对结构刚度及行车安全性、舒适性要求的一种大跨度高速铁路悬索桥。

本发明目的的实现方式为，一种大跨度高速铁路悬索桥，主桥是主跨l为800m～2000m的大跨度铁路悬索桥，主缆矢度h＝(1/9～1/12)l，主缆的边跨lb＝(0.25～0.4)l；每岸边墩5与主塔间设置1～3跨的无吊索区段，即在主塔及边墩之间，设1～2个辅助墩6，边墩与辅助墩、辅助墩与辅助墩、辅助墩与主塔之间的跨度l1、l2、l3跨长为80m～140m，且l1≤l2≤l3；主梁为多跨连续结构；主梁采用刚度较大的钢桁梁,桁高14m～20m，主缆采用标准强度1960mpa及以上的平行钢丝索股结构。

本发明考虑到主跨跨度大，荷载等级高、重量大，因此主缆承重很大，故主缆采用标准强度1960mpa及以上的平行钢丝索股结构；因高速列车运营的安全性与舒适性需要，减小主跨主梁在活载作用下的竖向挠度及横向风荷载作用下的横向位移，增大结构竖向及横向刚度，满足轨道平纵断面最小平曲线半径与最小竖曲线半径要求，主梁为多跨连续结构；为满足行车要求，减小梁端转角，每岸设置1～3跨的无吊索区；本发明受力明确，跨越能力强，适用于主跨800m～2000m、列车速度为200km/h～350km/h的高速铁路桥梁，当然列车速度200km/h以下也完全适用；本发明既适用于单建铁路桥梁，也适用于公铁两用合建桥梁。

附图说明

图1是本发明的立面布置图,

图2是本发明的门式框架主塔示意图,

图3是本发明的单根主缆断面示意图，

图4-1、4-2、4-3是本发明的钢桁梁主梁示意图，

图5是本发明的锚碇结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

参照图1，本发明主桥为大跨度铁路悬索桥。主桥是主跨l为800m～2000m的大跨度铁路悬索桥，主缆矢度h＝(1/9～1/12)l，h为主缆塔顶ip点与主跨主缆最低点的竖向距离，主缆的边跨lb＝(0.25～0.4)l，lb为主缆在锚碇处的散索点与主塔中心线之间的水平距离。每岸边墩与主塔间设置1～3跨的无吊索区段，即在主塔及边墩之间，设1～2个辅助墩。边墩与辅助墩、辅助墩与辅助墩、辅助墩与主塔之间的跨度l1、l2、l3根据结构刚度与受力、跨越障碍物需要确定，跨长l1、l2、l3宜在80m～140m之间，且l1≤l2≤l3。因高速列车运营的安全性与舒适性需要，减小主跨主梁在活载作用下的竖向挠度及横向风荷载作用下的横向位移，增大结构竖向及横向刚度，满足轨道平纵断面最小平曲线半径与最小竖曲线半径要求，主梁为多跨连续结构；主梁采用刚度较大的钢桁梁,桁高14m～20m，主缆采用标准强度1960mpa及以上的平行钢丝索股结构。

参照图2，本发明的主塔1以门式框架塔为主，或根据结构布置需要与景观要求设计成其它形式。主塔基础根据地质情况采用桩基础、沉井基础或扩大基础。

参照图3，本发明考虑到主跨跨度大，荷载等级高、重量大，因此主缆承重很大，故主缆采用超高强度平行钢丝结构，平行钢丝标准强度不低于1960mpa；根据受力需要，采用2根、3根或4根主缆，单根主缆最大直径1.3m。

大桥两岸设置重力式锚碇、隧道锚或岩锚，重力式锚碇基础根据地形与地质情况，采用沉井基础、地连墙基础或扩大基础。

参照图4，本发明的主梁3应采用结构刚度较大的钢桁梁，采用两主桁(见图4-1、图4-2)或三主桁(见图4-3)。桁高控制在14m～20m之间，钢桁梁断面选用需根据主桥受力与刚度取值来确定，横向布置应根据具体的铁路线数与公路车道数布置进行考虑。主梁在全桥范围内为连续结构。图4-1、图4-3适用于公铁两用悬索桥，图4-2适用于单建铁路悬索桥。

参照图5，本发明的锚碇4应满足抗滑稳定与抗倾覆要求，同时要求锚碇结构本身的受力与地基承载力满足要求。锚碇4采用重力式锚碇、隧道锚或岩锚，重力式锚碇基础根据地形与地质情况采用沉井基础、地连墙基础或扩大基础。

本发明受力明确，跨越能力强，适用于主跨800m～2000m、列车速度为200km/h～350km/h的高速铁路桥梁，当然列车速度200km/h以下也完全适用；既适用于单建铁路桥梁，也适用于公铁两用合建桥梁。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种大跨度高速铁路悬索桥；主桥是主跨L为800～2000m的大跨度铁路悬索桥，主缆矢度H＝(1/9～1/12)L；每岸边墩与主塔间设1～3跨无吊索区，即设1～2个辅助墩；主梁用刚度大，桁高14～20m的钢桁梁，主缆用超高强度平行钢丝结构。本发明因主跨跨度大，荷载重，主缆承重很大，故主缆采用超高强度平行钢丝结构；因高速列车运营需要，增大结构刚度，减小梁端转角，主梁为连续结构，每岸设置1～3跨无吊索区；本发明受力明确，跨越能力强，适用于主跨800～2000m、列车速度200～350km/h的高速铁路桥梁，也适用于列车速度200km/h以下的铁路悬索桥或公铁两用悬索桥。

技术研发人员：徐恭义;唐贺强;刘汉顺;胡骏;杜萍;李振岭;杨灿文;张德平;王志平;王东绪
受保护的技术使用者：中铁大桥勘测设计院集团有限公司;中国铁路总公司
技术研发日：2017.04.11
技术公布日：2017.09.08