我国高速铁路预应力混凝土箱梁研究与应用胡所亭06上海.pptxVIP

我国高速铁路预应力混凝土箱梁研究与应用胡所亭06上海第1页/共48页第2页/共48页前言结构选型及关键设计参数研究系统试验研究质量控制体系结语第3页/共48页 一. 前言 随着京津城际、武广、郑西等350km/h级高速铁路，合宁、合武、石太、甬台温、温福等250km/h级高速铁路相继开通运营，我国高速铁路运营总里程已跃居世界第一，标志着我国铁路已经全面步入高速铁路时代。高速铁路运营里程对比(截止2010年3月)第4页/共48页太青 高速铁路哈大 高速铁路京沪 高速铁路陇海 高速铁路京广 高速铁路沪汉蓉 高速铁路 根据国务院、国家发改委必威体育精装版批准的“中长期铁路网发展规划”。高速铁路建设在“四纵四横”骨架基础上，进一步加大繁忙干线客货分线力度，延伸并扩大高速铁路覆盖面，加强高速铁路之间相互连通和衔接，发挥整体优势。我国高速铁路建设目标在1.6万公里以上。 沿海 高速铁路沪昆 高速铁路第5页/共48页 一. 前言为保证高速列车运行的安全与舒适，高速铁路线路应具有高平顺性、高稳定性、高精度、小残变及少维修等特点，同时出于节约土地、保护线路周边环境等目的，我国高速铁路建设中大量采用了高架桥梁结构，桥梁约占线路总长的50%左右。其中，京津城际铁路和京沪高速铁路桥梁比例分别高达88%、80%以上。常用跨度预应力混凝土桥梁结构占桥梁总里程的95%以上。我国既有普通铁路桥梁仅占线路总长的4%。第6页/共48页 一. 前言我国高速铁路桥梁建设中面临两个十分突出的问题：(1)桥梁工程数量巨大；据目前不完全统计，我国已建和在建高速铁路预应力混凝土简支箱梁的数量已超过20万孔，本轮大规模建设结束时预计将接近30万孔。(2)建设周期相对较短，同时开工的线路多，在建桥梁工程十分集中。第7页/共48页我国高速铁路建设概况结构选型及关键设计参数研究系统试验研究质量控制体系结语第8页/共48页 二. 结构选型及关键设计参数研究2.1 高速铁路桥梁主要设计原则普通铁路双片式T梁概貌(单线)高速铁路箱梁概貌(双向)对于常用跨度桥梁，高速铁路运营活载静态效应(动车组)约为普通客货共线铁路活载效应的35~55%。桥梁结构已由既有强度控制设计转变为刚度(变形)控制设计。第9页/共48页 二. 结构选型及关键设计参数研究2.1 高速铁路桥梁主要设计原则刚度：桥梁应有足够的竖向、横向、纵向和抗扭刚度，减小结构的各种变形；耐久：桥梁结构应进行耐久性设计，并应便于检查与维护；环保：桥梁应与环境相协调（美观、减振降噪等方面）；质量保证：常用跨度桥梁力求标准化并简化规格、品种，便于施工和质量控制。第10页/共48页 二. 结构选型及关键设计参数研究2.2 主要设计参数研究-活载图式及动力系数我国普通铁路桥梁采用中-活载图式和相应的动力系数。日本高速铁路采用接近运营列车实际活载图式和实际动力系数。欧洲统一采用UIC活载图式，它涵盖6种运营列车，包括高速列车和重载列车。第11页/共48页 二. 结构选型及关键设计参数研究2.2 主要设计参数研究-活载图式及动力系数根据高速铁路实际运营车辆，通过开展大量静动力分析确定桥梁设计活载效应，并参考国际铁路活载图式研究成果，提出了ZK活载图式和相应的动力系数。我国客运专线采用的 ZK 活载图式(0.8UIC)第12页/共48页 二. 结构选型及关键设计参数研究2.2 主要设计参数研究-梁部结构竖向基频和刚度限值京津城际24m简支箱梁实测值京津城际32m简支箱梁实测值列车以一定速度通过桥梁桥时，对桥梁的作用类似于频率固定的激振源；对于简支梁，其激振频率简化为速度(m/s)/车辆定长(m)。第13页/共48页 二. 结构选型及关键设计参数研究2.2 主要设计参数研究-梁部结构竖向基频和刚度限值通过开展仿真分析和实测验证，系统研究了常用跨度桥梁动力响应与运行速度、列车类型(轴重、轴距和车辆定长、编组)和桥梁刚度(基频)的关系。限值标准确定的主要原则为：基于结构受力：动力系数；基于轨道状态：梁体竖向加速度；基于乘坐舒适度：车体竖向加速度。第14页/共48页 二. 结构选型及关键设计参数研究2.2 主要设计参数研究-梁部结构竖向基频和刚度限值京津城际实测值与仿真分析对比图限值选择不当将导致动力系数过大甚至发生共振现象第15页/共48页 二. 结构选型及关键设计参数研究2.2 主要设计参数研究-梁端转角限值为保证桥梁接缝部位有砟道床稳定性或梁端无砟轨道扣件系统的受力要求，同时保证高速列车乘坐舒适和行车安全。高速铁路桥梁设计时应控制活载作用下梁端转角在允许限值以内。经研究，在ZK静活载作用下，有砟轨道桥梁梁端竖向折角不应大于2‰。梁端转角示意图第16页/共48页 二. 结构选型及关键设计参数研究2.2 主要设计参数研究-梁端转角限值对于采用无砟轨道