本發(fā)明涉及一種大跨度高速鐵路懸索橋。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，高速鐵路的建設(shè)也在如火如荼的進行之中，高速鐵路橋梁隨之大量出現(xiàn)，其中不乏跨越江河、海峽的大跨度橋梁。由于高速鐵路對于行車安全性及舒適性相比普通鐵路提出了更高的要求，對結(jié)構(gòu)剛度的控制更加嚴格，之前國內(nèi)大跨度高速鐵路橋梁均采用斜拉橋或者拱橋等結(jié)構(gòu)總體剛度較大的橋型，而沒有懸索橋?qū)嵗?。但隨著鐵路建設(shè)進度的不斷推進，800m以上的大跨度橋梁越來越多，拱橋已不適應(yīng)如此大跨度的橋梁，而斜拉橋的經(jīng)濟性也隨著跨度的增加而不斷削弱，特別是大跨度斜拉橋需要較長的邊跨平衡受力，有時造成較大浪費，而且跨度在1200m以上時，高速鐵路斜拉橋的設(shè)計及建設(shè)也存在很大困難。

目前世界上已建成的鐵路懸索橋，主要是日本上世紀八九十年代建成的幾座公鐵兩用懸索橋，其主梁一般是簡支結(jié)構(gòu)，梁端轉(zhuǎn)角較大，邊跨設(shè)置吊索懸吊，邊跨不設(shè)置輔助墩，列車運營速度相對較低，最高運營速度為160km/h～180km/h，列車荷載也比我國列車輕得多。這種懸索橋結(jié)構(gòu)難以適用于我國的高速鐵路懸索橋。

在這樣的背景下，設(shè)計一種800m～2000m大跨度高速鐵路懸索橋，將跨越能力很強的懸索橋橋型應(yīng)用于我國的高速鐵路橋梁很有必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種受力明確，跨越能力強，又能滿足高速鐵路橋梁對結(jié)構(gòu)剛度及行車安全性、舒適性要求的一種大跨度高速鐵路懸索橋。

本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為，一種大跨度高速鐵路懸索橋，主橋是主跨l為800m～2000m的大跨度鐵路懸索橋，主纜矢度h＝(1/9～1/12)l，主纜的邊跨lb＝(0.25～0.4)l；每岸邊墩5與主塔間設(shè)置1～3跨的無吊索區(qū)段，即在主塔及邊墩之間，設(shè)1～2個輔助墩6，邊墩與輔助墩、輔助墩與輔助墩、輔助墩與主塔之間的跨度l1、l2、l3跨長為80m～140m，且l1≤l2≤l3；主梁為多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)；主梁采用剛度較大的鋼桁梁,桁高14m～20m，主纜采用標準強度1960mpa及以上的平行鋼絲索股結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明考慮到主跨跨度大，荷載等級高、重量大，因此主纜承重很大，故主纜采用標準強度1960mpa及以上的平行鋼絲索股結(jié)構(gòu)；因高速列車運營的安全性與舒適性需要，減小主跨主梁在活載作用下的豎向撓度及橫向風(fēng)荷載作用下的橫向位移，增大結(jié)構(gòu)豎向及橫向剛度，滿足軌道平縱斷面最小平曲線半徑與最小豎曲線半徑要求，主梁為多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)；為滿足行車要求，減小梁端轉(zhuǎn)角，每岸設(shè)置1～3跨的無吊索區(qū)；本發(fā)明受力明確，跨越能力強，適用于主跨800m～2000m、列車速度為200km/h～350km/h的高速鐵路橋梁，當(dāng)然列車速度200km/h以下也完全適用；本發(fā)明既適用于單建鐵路橋梁，也適用于公鐵兩用合建橋梁。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立面布置圖,

圖2是本發(fā)明的門式框架主塔示意圖,

圖3是本發(fā)明的單根主纜斷面示意圖，

圖4-1、4-2、4-3是本發(fā)明的鋼桁梁主梁示意圖，

圖5是本發(fā)明的錨碇結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。

參照圖1，本發(fā)明主橋為大跨度鐵路懸索橋。主橋是主跨l為800m～2000m的大跨度鐵路懸索橋，主纜矢度h＝(1/9～1/12)l，h為主纜塔頂ip點與主跨主纜最低點的豎向距離，主纜的邊跨lb＝(0.25～0.4)l，lb為主纜在錨碇處的散索點與主塔中心線之間的水平距離。每岸邊墩與主塔間設(shè)置1～3跨的無吊索區(qū)段，即在主塔及邊墩之間，設(shè)1～2個輔助墩。邊墩與輔助墩、輔助墩與輔助墩、輔助墩與主塔之間的跨度l1、l2、l3根據(jù)結(jié)構(gòu)剛度與受力、跨越障礙物需要確定，跨長l1、l2、l3宜在80m～140m之間，且l1≤l2≤l3。因高速列車運營的安全性與舒適性需要，減小主跨主梁在活載作用下的豎向撓度及橫向風(fēng)荷載作用下的橫向位移，增大結(jié)構(gòu)豎向及橫向剛度，滿足軌道平縱斷面最小平曲線半徑與最小豎曲線半徑要求，主梁為多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)；主梁采用剛度較大的鋼桁梁,桁高14m～20m，主纜采用標準強度1960mpa及以上的平行鋼絲索股結(jié)構(gòu)。

參照圖2，本發(fā)明的主塔1以門式框架塔為主，或根據(jù)結(jié)構(gòu)布置需要與景觀要求設(shè)計成其它形式。主塔基礎(chǔ)根據(jù)地質(zhì)情況采用樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)或擴大基礎(chǔ)。

參照圖3，本發(fā)明考慮到主跨跨度大，荷載等級高、重量大，因此主纜承重很大，故主纜采用超高強度平行鋼絲結(jié)構(gòu)，平行鋼絲標準強度不低于1960mpa；根據(jù)受力需要，采用2根、3根或4根主纜，單根主纜最大直徑1.3m。

大橋兩岸設(shè)置重力式錨碇、隧道錨或巖錨，重力式錨碇基礎(chǔ)根據(jù)地形與地質(zhì)情況，采用沉井基礎(chǔ)、地連墻基礎(chǔ)或擴大基礎(chǔ)。

參照圖4，本發(fā)明的主梁3應(yīng)采用結(jié)構(gòu)剛度較大的鋼桁梁，采用兩主桁(見圖4-1、圖4-2)或三主桁(見圖4-3)。桁高控制在14m～20m之間，鋼桁梁斷面選用需根據(jù)主橋受力與剛度取值來確定，橫向布置應(yīng)根據(jù)具體的鐵路線數(shù)與公路車道數(shù)布置進行考慮。主梁在全橋范圍內(nèi)為連續(xù)結(jié)構(gòu)。圖4-1、圖4-3適用于公鐵兩用懸索橋，圖4-2適用于單建鐵路懸索橋。

參照圖5，本發(fā)明的錨碇4應(yīng)滿足抗滑穩(wěn)定與抗傾覆要求，同時要求錨碇結(jié)構(gòu)本身的受力與地基承載力滿足要求。錨碇4采用重力式錨碇、隧道錨或巖錨，重力式錨碇基礎(chǔ)根據(jù)地形與地質(zhì)情況采用沉井基礎(chǔ)、地連墻基礎(chǔ)或擴大基礎(chǔ)。

本發(fā)明受力明確，跨越能力強，適用于主跨800m～2000m、列車速度為200km/h～350km/h的高速鐵路橋梁，當(dāng)然列車速度200km/h以下也完全適用；既適用于單建鐵路橋梁，也適用于公鐵兩用合建橋梁。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種大跨度高速鐵路懸索橋；主橋是主跨L為800～2000m的大跨度鐵路懸索橋，主纜矢度H＝(1/9～1/12)L；每岸邊墩與主塔間設(shè)1～3跨無吊索區(qū)，即設(shè)1～2個輔助墩；主梁用剛度大，桁高14～20m的鋼桁梁，主纜用超高強度平行鋼絲結(jié)構(gòu)。本發(fā)明因主跨跨度大，荷載重，主纜承重很大，故主纜采用超高強度平行鋼絲結(jié)構(gòu)；因高速列車運營需要，增大結(jié)構(gòu)剛度，減小梁端轉(zhuǎn)角，主梁為連續(xù)結(jié)構(gòu)，每岸設(shè)置1～3跨無吊索區(qū)；本發(fā)明受力明確，跨越能力強，適用于主跨800～2000m、列車速度200～350km/h的高速鐵路橋梁，也適用于列車速度200km/h以下的鐵路懸索橋或公鐵兩用懸索橋。

技術(shù)研發(fā)人員：徐恭義;唐賀強;劉漢順;胡駿;杜萍;李振嶺;楊燦文;張德平;王志平;王東緒
受保護的技術(shù)使用者：中鐵大橋勘測設(shè)計院集團有限公司;中國鐵路總公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.11
技術(shù)公布日：2017.09.08