郑州黄河公铁两用桥主桥结构设计[J].doc

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郑州黄河公铁两用桥合建段包括主桥及滩地公铁合建段引桥,桥梁长度为91761548m图1　路幅布置(单位:cm)　(3)地震动峰值加速度(4)通航标准2　主要技术标准(1)铁路主要技术标准0115g铁路等级:客运专线;正线数目:双线;设计速度:线下部分350km/h;线间距:510m;最小曲线半径:一般9000m,困难7000m;最大坡度:一般12‰,局部地段不超过20‰;桥梁设计活载:ZK活载2)公路主要技术标准收稿日期:2007-06-20:// 96106m(黄海高程)6)设防水位采用2056年水平桥位处22000m/s设计洪水位 96176m(黄海高程)33　主桥结构设计311　总体布置主桥分两联布置,总长1684m第一联为郑州黄河公铁两用桥主桥结构设计:肖海珠　高宗余31(121105 5168 121105)m六塔连续钢桁结合梁斜拉桥,联长108211m;第二联为(120195 3120 120195)m连续钢桁结合梁桥,联长60119m本文主要介绍主桥第一联结构设计(如图2所示)图2　主桥立面布置(单位:m)312　结构设计(1)支撑体系　支撑体系为塔梁固结,墩梁分离4号墩处设置纵向约束支座,3号、5号墩设置纵向阻尼装置,与4号墩一起承担列车制动力及地震力。

2)主桁设计钢桁梁采用无竖杆的三角形桁式,桁高14m,节间距12m横向布置为三片桁,中桁垂直,边桁倾斜,倾斜角度为141036主桁下弦间距为815m,桁宽m;主桁上弦间距为12m,桁宽24m上层公路桥面宽3215,15撞栏杆) 215m(175() 0175m(路缘带)() 115m(中间带) 015m()0175m(路缘带) 33175m(行车道) 215m(硬路肩) 015m(防撞栏杆)如图3所示图4　主桁上弦断面单位:cm)1,,板厚16～50mm1400mm边桁内侧加宽://　图5　主桁下弦断面(单位:cm)　腹杆采用箱形截面及H形截面H形杆件宽939mm,高700mm、940mm,板厚32～48mm箱形杆件宽940～1400mm,高900～1400mm,板厚28～48mm如图6所示图6　主桁腹杆断面(单位:cm)主桁采用整体节点,上下弦杆四面等强对接拼装箱形腹杆与节点板对拼,H形腹杆采用插入式拼接中桁上弦节点与主塔连接处,节点板向上延伸,与主塔根部四面对拼斜拉索锚固于中桁上弦杆内如图7所示上弦节点处设置钢横撑连接三片桁,横撑采用工字形截面,高400mm,宽260mm在支点处设横向连接系。

主桁钢材采用Q370qE3)公路桥面板设计公路桥面为混凝土板,宽3215m,横向跨度为12m,悬臂长4125m桥面板双向设2%横坡,悬臂端板厚18cm,跨中板厚35cm上弦杆顶设梗肋加厚,边　图3　主梁横断面布置(单位:cm)　下层铁路桥面为双线客运专线,线间距为7m主桁上下弦杆均为箱形截面,其中边桁弦杆采用平行四边形截面,中桁采用矩形截面上弦杆高1200mm,宽940mm,板厚20～50mm与主塔连接节点处将中桁上弦杆加宽至1400mm上弦杆顶面焊接32铁　道　勘　察2007年增刊面钢材采用Q370qE铁路为有碴桥面,道碴槽板采用预制板,12m节间一段预制道碴槽板与整体桥面采用剪力钉联结5)钢主塔主塔设置于主桁,立面为“人”字形构造,采用钢箱结构,塔梁固结塔高37m,每个主塔布置有5对拉索从塔顶的单箱截面向塔根渐变为双箱　上弦主塔及斜索锚固示意桁梗肋处厚4612cm,梗肋处倒角200cm10cm;中桁梗肋处厚7014cm梗肋处倒角200cm3215cm如图8所示　图9　主塔结构(单位:cm)　(6)斜拉索图8　公路桥面板示意(单位:cm)桥面板内布置纵、横预应力,横向沿全桥均匀布s置。

纵向预应力钢束采用12-s预应力钢束采用5-桥面板采用C60高性能混凝土,现场预制存放,待收缩徐变大部分完成后架设桥面铺设防水层,提高桥面板的耐久性公路桥面铺装采用SMA表面层(4cm厚)加改性沥青混凝土下面层(5cm厚)4)铁路桥面板设计铁路桥面为正交异性整体钢桥面板节点处设节点横梁,间距12m;节点横梁腹板高1144m,板厚12mm;翼板宽400mm,板厚24mm节点之间设节间横梁,间距3m,腹板高1144m,板厚12mm;翼板宽300mm,板厚16mm桥面板纵向采用U形肋加劲,肋高400mm,板厚10mm,桥面板厚16mm铁路桥面板一个节段横向宽611m,纵向12m长,重2316t顶板与下弦杆上翼缘　单索面扇形布置,梁上间距为12m,塔上索距为218m,采用(7)下部结构主桥1～6号墩墩身采用板式墩,墩厚5m,墩顶宽23m,墩底宽19m,基础采用24根直径2m　的钻孔摩擦桩,桩长95m承台长2916m,宽1912m,厚5m如图10所示//　静力计算411　计算模型采用空间有限元程序3D2bridge软件进行计算,公路桥面板及铁路桥面按板单元模拟,杆件采用梁单元全桥结构离散如下:结点总数23701,梁单元(含塔及斜拉索)5168个,板单元16578个。

主从节点数1083个,约束方程34656个成桥状态结构各部位边界条件为:纵向仅在4号墩顶边、中桁处设置纵向限位支座,其余为活动支座;横向仅在中桁下设置横向限位支座,边桁为活动支座;在现场对接焊,腹板和下翼缘板与主桁拼接铁路桥郑州黄河公铁两用桥主桥结构设计:肖海珠　高宗余33表1　主要支反力kN位置墩号0123456701234567恒载772637028370783675936759370783702877261142775101745987413974139745987510111427活载maxmin最不利组合maxmin主力组合maxmin6456346663447033879338823446734665645610255733087231471446714467231473308102553826-1125485438117519619-147708329814701710457-248247331034802510533-248110324714777110531-248188324734776910458-24830733100480279620-14769532980470183826-1125465604-17541543711751997317261边桁16262-1930727219　主桥中墩结构(单位:cm)23所示。

2　竖向挠度桁位第一跨跨中边桁中桁3019主塔在塔梁交接处固结　第二跨跨中边桁5415第三跨跨中边桁5613第四跨跨中边桁5712412　荷载及荷载组合(1)恒载中桁5711中桁5819中桁5919挠度2816一恒:二恒:、桥面栏杆、铁路有碴桥面等重量支座沉降:中间墩115cm;边墩110cm2)活载铁路活载:双线ZK活载;公路活载:六线公路—Ⅰ级,按河南地方标准提高1133)附加力温度荷载:体系温差为20℃,局部温差为混凝土结构5℃、钢结构10℃;风荷载:V10=2817m/s4)荷载组合①强度组合主力组合:恒载 活载 支座沉降;主 附组合:恒载 活载 支座沉降 温度组合(升、降温) 横向风力;主 附组合:恒载 活载。