合安铁路引江济淮特大桥主桥过运梁车方案研究

崔苗苗

【摘 要】合安铁路跨引江济淮特大桥主桥采用(90+180+90)m连续梁拱桥,原方案按不通行运梁车设计,为进一步优化施工组织,减少梁场数量,满足总体工期需要,拟将架梁范围延伸至主桥肥西侧.在不改变原设计的基础上研究主桥过运梁车方案,并建立相应的有限元计算模型,对其进行强度检算.分析结果表明,采用无拱肋运梁方案,主梁施工完成后,桥面以上拱肋暂不施工,待两侧简支梁架设完成后再施工桥面以上拱肋和吊杆,该方案可满足运梁车通过限界及主桥结构受力要求,可在今后类似铁路工程建设中推广应用.%The main bridge of Yangtze to Huaihe River on Hefei-Anqing Railway adopts (90+ 180+90)m continuous beam-arch bridge,and the original plan is designed without considering the girder transport vehicle.In order to further optimize construction organization,reduce the number of beam fabrication yard and meet the need of the general construction progress,it is intended to extend the beam erection range to the west of Feixi side.On the basis of the original design without modification,this paper studies the program to allow girder transporting vehicle passing through the main bridge,and establishes a finite element model to calculate the strength of the main bridge.The results show that the program without arch rib satisfies the contour limitation and

mechanical properties for girder transporting vehicle passing through the bridge,which requires that the arch rib and suspender is not constructed until all the simply supported beams are erected.The program can be applied to similar railway projects in future.

【期刊名称】《铁道标准设计》 【年(卷),期】2017(061)012 【总页数】4页(P65-68)

【关键词】桥梁工程;铁路;连续梁拱桥;运梁车;拱肋前提 【作 者】崔苗苗

【作者单位】中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉430063 【正文语种】中 文 【中图分类】U442.5

合肥安庆铁路肥西联络线在肥西县上跨引江济淮，桥位处规划设计水面宽137 m，主桥采用(90+180+90)m连续梁拱桥，采用先梁后拱的整体施工方案施工。原方案按不通行运梁车设计，为进一步优化施工组织，减少梁场数量，满足总体工期需要，拟将架梁范围延伸至上跨引江济淮主桥肥西侧，为保证这一方案顺利实施，需对主桥过运梁车方案进行研究分析。 (1)设计速度：200 km/h。

(2)线路情况：有砟轨道，双线，线间距5 m。 (3)设计荷载：ZK活载。

(4)地震资料：主桥位于地震设防等级7度地区，地震动峰值加速度0.1g。

(5)小里程侧部分边跨立面位于竖曲线上，其余立面位于平坡上；平面位于直线上。 3.1 桥跨布置

桥轴线与规划引江济淮工程夹角为40°，引江济淮工程规划三级航道，最高通航水位12.09 m，通航净高不小于10 m，通航净宽不小于110 m/cos40°=144 m，

为满足桥下通航净空要求，同时兼顾景观效果[1-4]，跨引江济淮特大桥主桥采用主跨180 m跨越引江济淮工程规划航道。 3.2 结构总体布置

主桥采用(90+180+90)m连续梁拱桥方案，主桥桥长361.6 m(含两侧梁端至边支座中心线各0.8 m)，主跨180 m一跨跨越引江济淮工程，桥式布置见图1。 3.3 结构设计 3.3.1 主梁

主梁采用单箱双室截面，腹板为直腹板，中支点处梁高11 m，边支点及跨中处梁高5.5 m，变高段主梁梁底按曲线半径为541.75 m的圆曲线变化。 拱脚位置主梁顶板宽度为16.5 m，顶板厚度为0.62 m，其余位置顶板宽度为14.2 m，顶板板厚为0.42 m；中支点位置主梁底板宽13.8 m，其余位置底板宽10.8 m，底板厚0.40～1.075 m；边支点处局部底板厚0.85 m。

腹板板厚0.4～0.55～0.7 m，中支点处局部腹板厚1 m，边支点处局部腹板厚0.85 m。主梁采用C55混凝土，主梁断面如图2、图3所示。 3.3.2 拱肋

拱肋采用钢管混凝土结构，拱肋截面采用哑铃形截面[3]，高3.1 m，拱肋弦管直径为1.1 m，拱脚位置板厚24 mm，其余位置板厚20 mm；两弦管之间采用板厚为16 mm的缀板连接，拱肋弦管及腹腔内采用C50自密实补偿收缩混凝土填充。两榀拱肋间横向中心距11.9 m，拱肋间设置9道空间钢管桁架撑，横撑钢管内不填充混凝土。

拱肋计算跨度180 m，矢高36 m，矢跨比为0.2，设计拱轴线为二次抛物线，设计拱轴线方程为：Y=-1/225X2+0.8X。 3.3.3 吊杆

全桥共设置18组吊杆，吊杆顺桥向间距9 m，吊杆采用抗拉标准强度为1670

MPa镀锌平行钢丝拉索，吊杆规格均为PES(FD)7-61型，吊杆固定端锚固于吊点横梁下缘，张拉端锚固于拱肋上缘张拉底座。 3.3.4 施工方案

主桥采用“先梁后拱”方法施工，主梁采用挂篮对称悬浇施工，先合龙边跨后合龙主跨[5]；拱肋采用矮支架桥面拼装，竖转合龙施工。

主桥两侧所接简支梁梁型采用《通桥2013 2322A-Ⅱ》，梁高3.035 m，顶板宽12.6 m，为保证运梁车顺利通过主桥，需满足运梁车通行限界和主桥结构受力要求[6-9]。 4.1 限界要求

根据两侧简支梁梁型和运梁车尺寸，运梁车通行最小限界要求高6.56 m，宽13 m，根据主桥构造，主桥全部施工完成后，拱脚位置横向净宽10 m，小于运梁车通行限界，运梁车无法通过。

根据主桥的结构及施工特点，经分析研究，为满足运梁车通过限界要求，在不改变原设计方案的基础上，可采用无拱肋运梁方案，主桥主梁施工完成后，桥面以上拱肋和吊杆暂不施工，待两侧简支梁架设完成后再施工桥面以上拱肋和吊杆。此方案可满足运梁车通过限界要求，拱脚位置无拱肋运梁横断面如图4所示。 4.2 结构受力要求

在满足运梁车通过限界要求的前提下，需对主桥运梁状态进行检算，核实运梁状态所有计算结果是否均满足规范要求，以保证运梁状态主桥结构安全。 4.2.1 运梁车荷载

运梁车荷载采用通桥(2014)2232-Ⅳ中所列的运梁车资料，运梁车纵向轴载个数16个，运梁时单个轴重为600 kN，轴重间距为1.9 m，总重9 600 kN[10]；运梁车纵横向荷载图式如图5所示。 4.2.2 计算模型

根据无拱肋运梁状态采用桥梁博士建立有限元模型，对结构进行计算分析，主梁采用梁单元模拟，全桥梁单元共118个。 4.2.3 荷载组合

主力：自重+二恒+预应力+混凝土收缩徐变+运梁车荷载+基础沉降[11]。 主力加附加力：自重+二恒+预应力+混凝土收缩徐变+运梁车荷载+基础沉降+温度效应[11]。 4.2.4 主要计算结果 (1)主梁内力

运梁状态桥面以上拱肋和吊杆未施工，主桥为孔跨布置为(90+180+90)m的3跨连续梁，主力作用下，主梁弯矩包络图如图6所示。 (2)主梁应力

根据铁路规范规定，在运送及安装阶段，混凝土最大拉应力不得超过0.8fct，最大压应力不得超过

运梁状态主梁应力计算结果如表1所示，从表中计算结果可以看出，在主力及主力+附加力工况下，主梁应力均满足规范要求。 (3)主梁强度及抗裂

根据铁路规范规定，运梁阶段强度安全系数不小于1.8，抗裂安全系数不小于1.1[12]。

运梁状态主梁强度及抗裂计算结果如表2所示，从表中计算结果可以看出，在主力及主力+附加力工况下，主梁强度及抗裂均满足规范要求。 (4)支反力

为避免运梁车通过主梁时，边支点出现负反力，边支点需设置不小于1 000 kN的临时压重，压重状态支反力计算结果如表3所示。从表3可以看出，边支点最小反力222 kN，满足规范要求。临时压重可采用在边腹板外侧顶板上缘堆放混凝土

块、水箱，或者设置临时抗拉预应力锚筋。 (5)主梁横向受力分析

主梁横向受力按照纵向1 m节段取值进行有限元分析[11]，运梁车荷载及其他桥面荷载按照实际位置加载，并考虑运梁车偏心30 cm工况，主梁横向计算结果如表4所示。 4.3 压重方案研究

经以上计算分析，本桥在运梁过程中需在端部压重1 000 kN，以保证边支座不出现负反力并有一定的压力储备。根据本梁的特点，压重范围应尽量设置在梁端腹板范围附近，压重堆载高度应不影响运梁车的通行，根据上述原则，研究了2种压重方案，如表5所示。

综上所述，梁端压重方案采用方案2，对梁端压重工况进行横向计算分析，主力加附加力作用下，最大混凝土应力6.1 MPa、最大钢筋应力158 MPa，最大裂缝宽度0.155 mm，均满足规范要求。

(1)合安铁路上跨引江济淮特大桥主桥采用(90+180+90)m连续梁拱桥，结构刚度大，受力性能好[10-12]。原方案按不通行运梁车设计，为进一步优化施工组织，满足总体工期需要，在不改变原设计的基础上，采用无拱肋运梁方案，可满足运梁车通过限界要求。

(2)通过计算分析，无拱肋运梁状态主桥结构受力满足规范要求，方案可行。 (3)梁端压重方案宜采用箱内压重方案，可避免压重堆载对架桥机架梁和运梁车操作室产生影响。

(4)通过对连续梁拱桥过运梁车可行性进行技术研究，解决了运梁车过连续梁拱桥的技术性难题，为类似工程高速铁路箱梁架设提供借鉴和参考[13]。

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