铁道桥梁工程论文范文

铁道桥梁工程论文范文第1篇

关键词：无砟轨道 高速铁路桥梁 线形控制

中图分类号：U231文献标识码： A

前言：伴随我国社会经济的不断进步，交通事业的发展可谓日新月异，而城市的进步也给交通发展提出了越来越严苛的要求，使得道路交通开始向着越来越多元化的方向发展。客运专线在近十年间就发生了翻天覆地的变化。无砟轨道高速铁路桥梁的线形控制就是这一发展过程中非常重要的一部分，它在我国高速铁路桥梁的建筑史上具有重要的意义，将高速铁路桥梁的发展推向了一个全新的高度。因此，本文针对无砟轨道桥梁的特点对无砟轨道高速铁路桥梁的施工控制方法及措施进行研究．

1、无砟轨道桥梁施工控制特点

对于一般的有砟轨道桥梁，桥梁施工控制仅给出箱梁底板立模高程即可，梁顶板立模高程根据箱梁底板立模高程和该段梁高确定，由于现有施工技术水平限制，一般有砟轨道桥梁混凝土浇筑后的梁面不平顺，高程起伏较大．但对于无砟轨道客运专线(高速铁路)桥梁，列车运行速度较快，轨道的平顺度要求较高，如京津城际客运专线采用Ⅱ型板式无砟轨道系统，Ⅱ型板式无砟轨道桥梁桥面系统主要构造为箱梁、底座板、轨道板，箱梁和底座板整体结构分离，为保证底座板在温度等因素的作用下可以自由伸缩，梁面的平整度精度要求较高．

另外，Ⅱ型板的铺设对于梁面高程及徐变上拱值要求也较高，为使梁顶高程满足浇筑底座板和铺设Ⅱ型无砟轨道板的需要，需要对梁顶面高程进行严格控制．由于无砟轨道桥梁对梁体的平顺度要求较高，这样对桥梁的施工控制提出了更高的要求，不仅合拢前合拢段两端的合拢误差不能过大，在桥面系施工完成后梁面的绝对标高也要满足要求。故在施工过程中需要准确估计后续工序对本阶段梁的位移影响．

2、无砟轨道桥梁顶面线形控制

在箱梁混凝土浇筑后，若顶板高程与设计高程有偏差，则需要在铺设底座板之前对梁面高程进行修整，若超出较多，不但修整的工作量很大，且会影响顶板钢筋的保护层厚度，对结构的耐久性等产生影响．为减小箱梁顶板混凝土面的后期修整量，提出了将箱梁顶面及底面高程同时控制的施工控制措施，另外还提出了箱梁顶面在混凝土浇筑即将完成时的梁面高程，如下所示：

式中： h1 为混凝土浇筑即将完成时的箱梁顶面高程；

htop为浇筑混凝土前的箱梁底面立模高程；

hlI为本段前端梁高；

fcon为浇筑本段混凝土时本段前端预测挠度；

fgl为预测本段挂篮变形.

根据式(1)计算的梁顶面立模高程，在混凝土即将浇筑完成时控制完成梁顶面的浇筑工作，可以消除本阶段预测挂篮变形及预测浇筑混凝土产生的梁端挠度误差对梁顶面高程的影响，减小后期梁面的修整工作，保证结构顶板钢筋的保护层厚度．

3、施工控制方法

为达到良好的线形控制效果，需要对后续工序对已浇筑混凝土梁段的挠度影响进行准确预测，在无砟轨道高速铁路大跨度桥的施工控制过程中引入灰色理论及自适应控制方法进行线形控制，并采用最小二乘法对参数进行调整[3_6]．

3．1 灰色控制理论

灰色理论的特点是以现有信息为基础来进行数据加工和处理，建立灰模型来预测系统未来发展变化，灰色系统模型的主要模型是GM(1，N)模型．GM(1，N)模型适合于各变量动态关联分析，适合于为高阶系统建模提供基础，但不适合预测用．适合预测的模型只能是单变量模型即GM(1，1)模型[3_6]．利用灰色理论建立的模型其形式为:

(2)

式中：a为发展系数；

B为灰作用量；

X(1)为原始数列

X(0)的一次累加生成数列．

解方程(2)可得：

式(3)也称为GM(1，1)的预测响应式，其还原值为

对于悬臂施工桥梁，一般将各阶段梁体的变形量和各阶段预拱度调整量作为灰色系统模型原始数据列．

3．2 自适应控制方法

对于预应力混凝土桥梁，施工中每个工况的受力状态达不到设计所确定的理想目标的重要原因是有限元计算模型中的计算参数取值，主要是混凝土的弹性模量、材料的比重、徐变系数等与施工中的实际情况有一定的差距．要得到比较准确的控制凋整量，必须根据施工中实测到的结构反应修正计算模型中的这些参数值，以使计算模型在与实际结构磨合一段时间后，自动适应结构的物理力学规律，图1为自适应控制的原理图(8)．

对于悬臂浇筑的桥梁，主梁在墩顶附近的相对线刚度较大，变形较小，因此，在控制初期，参数不准确带来的误差对全桥线形的影响较小，这对于上述自适应控制思路的应用是非常有利的．经过几个节段的施工后，计算参数已得到修正，为跨中变形较大的节段的施工控制创造了良好的条件．

4、施工控制实例

4．1 工程概况

哈齐客运专线起自哈尔滨站止于齐齐哈尔站。本段为哈齐客专一标段（里木店特大桥部分），线路设计时速250km/m。（本桥桥面铺设无缝线路，钢轨为60kg/m,轨高0.176m）地处哈尔滨市与肇东市交界处，线路基本呈东南---西北走向，地势平坦。线路大致与既有滨州线并行。里程为DK36+161.99至DK41+197.92里木店特大桥（桥长5041m），共有155个墩含2个桥台。本桥桥梁为预制混凝土箱梁跨度为32.7米共154跨。

4．2 本桥特点

对于大跨度梁式桥，一般采用悬臂施工，不同的结构形式，不同的施工顺序(合拢顺序、预应力张拉顺序)对桥梁的累计位移和预拱度设置均有较大影响．为此本文以哈齐客运专线里木店特大桥部分比较无砟轨道桥梁的累积位移．跨四环桥与其他悬臂浇筑连续梁桥的不同在于该桥为不对称桥梁，梁体竖向刚度较小，中跨悬臂长度较大，且有张拉吊杆的横隔板，施工顺序为悬臂施工到14 块一边跨支架浇筑现浇段一拆除边跨现浇支架(边跨未安装支座，为悬臂结构)一中跨施工15#、16 块一合拢一拆除临时支撑，安装边跨支座一施工拱一张拉吊杆一桥面系施工．为说明本桥与一般连续梁结构的不同，以哈齐客运专线里木店特大桥部分作为对比，跨五环桥原设计方案为全部悬臂施工，悬臂4#块后改为支架施工，故列出五环桥的两种不同施工方法的计算结果．对于预应力混凝土连续梁桥，若已施工梁段上出现误差，除张拉预备预应力束外，基本没有调整的余地，且这一调整量也是非常有限的，而且对梁体受力不利．因此，一旦出现线形误差，误差将永远存在，对未施工梁段可以通过立模高程调整已施工梁段的残余误差，如果残余误差较大，则调整需经过几个梁段才能完成．对于无砟轨道高速铁路桥梁，若施工过程中梁体线形出现较大的施工误差，将给后续工序带来较大的困难，需在施工过程中严格控制梁体线形．

4．3 灰色理论与自适应控制方法的结合应用，

连续梁拱组合桥的施工过程随着时间的推移，其影响因素诸如温度、湿度和其它的一些因素是逐步变化的，且这种变化是一种随机的灰色过程．为计人这些影响因素的变化，确保所建立模型的有效性，必须进行反馈校正．在利用灰色理论施工控制时，对理论值与实测值建立误差序列，以此为原始序列，建立GM(1，1)模型，并及时采用新陈代谢模型进行模型的反馈校正，即每补充一个新值，便去掉一个最老的数据，以维持数据序列的维数，采用这种处理方法可使预测模型得到有效的修正，提高预测精度．对于跨四环桥，将各阶段梁体的变形量和各阶段预拱度调整量作为灰色系统模型原始数据列．在第i节段施工完成后，测得前 节段挠度变化、实际拱度实测值，考虑到温度对梁体挠度的影响，挠度观测均在日出前进行．理论挠度、拱度由桥梁专业软件BSAS建立模型求得．

对于悬臂施工桥梁，预拱度设置的准确与否主要在于结构各阶段的位移预测是否准确9，在无砟轨道高速铁路桥梁的施工控制中可以引入灰色理论和自适应控制方法两种预测方法进行预测结构的变形，从而确定结构的预拱度．在进行实测结果和理论结果的误差分析时，为消除测量误差带来的影响对实测结果进行了曲线拟合，采用拟合后的数据进行预测；自适应控制方法的关键在于参数估计，对于无砟轨道桥梁可采用最小二乘法进行参数估计6．

预测完成后对两种方法的预测挠度结果进行比较，确定下一阶段结构的预拱度．跨四环桥159#墩II#一14 块浇筑混凝土时的梁端部竖向挠度如表1所示．

两种方法预测的各阶段梁体挠度与实测挠度值较为接近，灰色理论预测的挠度相对与实测值较为接近，在位移较大的中跨侧，灰色理论预测的预拱度值较自适应控制方法稍大，但相差不大，两种方法均可用于大跨度无砟轨道高速铁路桥梁的施工监控，实际监控中可采用两种方法结合预测．

4．4 线形控制结果

以159 墩为例，14 块施工阶段梁体竖向挠度与理论挠度对比．16 块施工阶段梁体竖向挠度与理论挠度对比．由于灰色理论预测仅对梁端部竖向位移进行了预测，故仅列出自适应控制方法的理论位移结果10．

在本桥的施工监控工作中，相对于普通桥梁，在混凝土即将浇筑完成时增加了一次测量工序，应用式(1)控制梁顶面标高，跨四环桥成桥后梁体实际线形与理想线形的对比如图7所示，理想线形为倒退分析所得的理想状态计算结果．施工阶段实测位移与预测位移较为接近，说明在本桥监控中预测方法较为准确的反映了实际情况；成桥后梁体实际线形与理论线形较为接近，误差均在1 C1TI以内，四环后期桥面修整工作不大即可满足铺设桥面板的平整度要求，节省了工期时间，保证了铺设桥面板等工序的顺利进行．由哈齐客运专线里木店特大桥动态检测报文提出的梁面标商控制方法适合于无砟轨道高速铁桥的施工控制中，高程的测量需要精密测量仪器来测量．

结语：综上所述，在无砟轨道高速铁路桥梁的线形控制技术方面，我们还有很多值得探究之处，要在已有基础上进一步的完善无砟轨道交通的设计理论，不断地加强无砟轨道桥梁的技术标准与技术要求，以更好的为我国高速铁路事业推波助澜，将我国的高速铁路事业推向一个全新的阶段。

参考文献：

铁道桥梁工程论文范文第2篇

关键词:铁道桥梁工程；质量控制；解决措施

Abstract: there is an important influence on the overall quality of the construction of railway bridge engineering bridge railway, railway bridge construction to enhance the quality, to improve railway bridge effective project quality, so as to ensure the running safety of railway transportation. This paper mainly introduces the quality control should pay attention to the problem of quality control measures and construction of railway bridge project, and further summarizes the railway construction quality control of bridge engineering experience, proposed to improve the effective method of construction quality control.

Keywords: Engineering Bridge railway; quality control; measures

中图分类号： 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

根据GB/T19000-2000质量管理体系的质量术语定义，施工质量控制是在明确的质量方针指导下，通过对施工方案和资源配置的计划，实施,检查和处置，进行施工质量目标的事前控制，事中控制，和事后控制的系统过程。由此可见，铁道桥梁施工质量管理的主要特点是：是由工程项目的工程特点和施工生产的特点决定的，施工质量控制必须考虑和适应以下特点，进行有针对性管理。

1、铁道桥梁工程项目的工程特点和施工的生产的特点：

⑴铁道桥梁工程施工的一次性

⑵铁道桥梁工程的固定性和施工生产的流动性

⑶产品的单件性

⑷铁道桥梁工程体形庞大

⑸铁道桥梁施工、生产的预约性

2、铁道桥梁工程施工质量控制的特点

⑴铁道桥梁工程控制因素多

⑵铁道桥梁工程控制难度大

⑶铁道桥梁施工过程控制要求高

⑷铁道桥梁工程竣工后终检局限大

3、铁道桥梁工程项目的施工质量控制应强调过程控制，在边施工边检查边整改同时，要及时做好检查记录和认证记录。

一、铁道桥梁工程的施工技术和特点分析（以客运专线为例）

为了适应铁路客运专线行车速度高，对线路平顺度要求特别高的特点，桥梁工程除了一般的跨越河流沟壑、与既有交通设施立体交叉的功能外，为实现减少铁路用地数量、保证线路“零沉降”要求、提高线路运营质量的目的，在客运专线设计中被广泛的采用，使桥梁工程在客运专线线路中所占比例较一般交通运输线路有大幅度的提高，20—50km的特长桥梁工程在客运专线中普遍存在，京沪高铁的桥梁长度达120多公里。所以可见，桥梁工程的施工在客运专线建设质量和管理中占有突出重要的位置。加之桥梁工程在铁路客运专线运营过程中的景观效果，桥梁工程的质量对建设“世界一流”高铁的建设目标也具有决定性的影响。关系到整个高铁建设的外部形象。充分了解和全面的分析高铁线桥梁工程施工技术及其特点，是搞好建设施工管理审核检查工作的前提：

1、高速铁路大都穿越经济发达地区，这就决定了高铁桥梁工程要重视铁路的美观和企业文化设计，将高速铁路作为一道新的风景线融入沿线自然景观和城市文化氛围中，提升铁路新形象。在结构形式设计上，除了满足基本的使用功能外，还要关注在外部景观上和周围地形、地貌以及既有景观的协调一致性，使高铁桥梁工程结构形式呈现单个性、多样性、复杂性的趋向，增加了建设施工的难度。

2、高铁桥梁工程上部直接采用无渣轨道结构，与铁路行车电力、牵引供电、通信、信号设施采用装配形式构成铁路行车线路，决定了高铁桥梁工程上部细部结构复杂，施工精度要求高，施工技术“四新”成果应用多，技术难度和复杂程度较高。

3、桥梁工程是由基础、墩身、支座、梁部自下而上，逐墩逐跨组成的线性凌空承载结构，其中的任何一跨任何一个墩台或部位出现问题，都可能造成整个线路的中断，且复旧维修困难。要求桥梁工程施工必须保证混凝土的耐久性，并统一考虑合理的结构布局和结构细节，强调结构易于检查维修。只有坚持高标准、高质量建设，以确保线路的稳固性和耐久性。建设施工质量管理突出重要。

4、在环保方面，高速铁路不但在设计上要以全新的环境设计理念处理好铁路对环境的影响，而且在桥梁工程施工过程中，对基础桩基泥浆、基坑开挖土方清理，施工噪音控制，钢筋混凝土施工固废处理，施工场地平整复耕等都要求实施有效的环境保护管理，以适应建设世界一流高铁的建设目标的要求。

5、铁道桥梁工程实体组成材料相对单一，以钢筋混凝土为主。由于其整体结构的凌空性和细部结构的复杂性，决定了桥梁工程几乎所有主体部位的构筑过程都属于“特殊过程”。桥梁工程这种特有的成品质量检查验收对象的单一性和施工过程设备、设施、工艺的复杂性矛盾，要求建设施工管理必须通过提高过程控制水平来保证产品质量和施工安全。

二、针对铁道桥梁工程施工建设特点如何对其进行质量控制

1、质量评定标准 因为铁道桥梁工程建设具有投资大、造价高、技术复杂、机械化程度高等特点，所以施工工程检测和评定较为复杂，因此国家制定了相应的规范强化质量评定管理，目前有市政标准和交通部标准两套标准，市政标准为每一个工序都制定了检查项目，并对所有检查项目都进行了主要检查项目和非主要检查项目的分类，具体而言，工序可分为模板、钢筋、预应力筋、水泥混凝土、桩基、沉井基础、钢结构、构件安装、砌体、装饰等内容。每个工序首先要进行外观检查，外观检查合格后方可进行质量检测评定，同一工序的合格点数与该项目的检测点数之比乘以100%为该工序的合格率，主要检查项目合格率达到100%，非主要检查项目合格率达到70%以上时该项目可评定为合格。

2、加强铁道桥梁工程施工各工序环节成品质量保护的要求

桩基质量检测的及时性和破桩头的规范性；基坑回填质量的控制；墩台身外观维护及保养，特别是预留锚栓孔的临时封闭保护和预留螺栓的防锈保护；梁部施工完成后施工作业孔洞和埋件的封闭和清除等是否及时和规范。

3、加强铁道桥梁工程质量评定的意义 加强铁道桥梁工程的质量评定有助于施工单位按照施工规范严格施工、保质保量的完成铁道桥梁建设任务，铁道桥梁工程的质量不仅影响着工程项目投资的成败，更重要的是会影响到国家财产和人民生命安全，所以通过施工项目的质量评定可以为铁道工程质量提供最有效的保证，降低危险后果发生的可能性。

【参考文献】

[1]付羽.《挖扩大基础的施工方法付羽》.[J].黑龙江交通科技.2011

铁道桥梁工程论文范文第3篇

关键词：钢管拱桥；跨铁路；支架吊装；施工技术；分析

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

钢管拱桥跨铁路支架吊装施工是道路桥梁工程钢管拱桥施工一个重要施工部分，对于钢管拱桥跨铁路支架吊装施工技术的总结分析，不仅对道路桥梁工程钢管拱桥施工技术的提高有着积极的作用，而且对于保证道路桥梁工程钢管拱桥施工质量也有着积极的作用。本文主要结合道路桥梁钢管拱桥施工实例，通过道路桥梁工程钢管拱桥跨铁路支架吊装施工工艺以及施工技术等，对于钢管拱桥跨铁路支架吊装施工技术进行分析论述，以提高道路桥梁钢管拱桥跨铁路支架吊装施工质量，推进道路桥梁工程事业的发展。

1、道路桥梁工程钢管拱桥施工特点

在道路桥梁工程施工中，钢管拱桥施工部分的最突出施工特点就是施工要求高和施工难度大。

首先，道路桥梁工程钢管拱桥施工要求高体现在，随着社会经济的发展以及道路桥梁交通事业的不断进步，道路桥梁工程的承载力以及施工质量要求也越来越高，为了满足社会经济与道路交通事业发展下的道路桥梁交通发展，适应车辆密度越来越大情况下的道路交通结构承载需求，就需要提高道路桥梁工程的施工应用技术与施工工艺、方法，以保证道路桥梁工程的施工质量，满足道路交通工程施工发展的高要求与标准。

其次，在道路桥梁工程中，钢管拱桥施工部分的施工难度也比较大。道路桥梁工程钢管拱桥跨铁路支架吊装施工中，首先钢管拱桥施工中的主桥拱桥部分施工是在铁路桥面上进行的；其次，在钢管拱桥施工部分，对于钢管拱的安装高度以及钢管拱支架吊装高度通常都在20m以上，并且钢管拱桥跨铁路支架吊装部分的施工作业面积也比较狭窄等，为道路桥梁工程钢管拱桥跨铁路支架吊装施工带来了一定的施工困难，这也是道路桥梁工程跨铁路支架吊装施工难度大特点的重要体现。

2、钢管拱桥跨铁路支架吊装施工

针对上述道路桥梁工程钢管拱桥支架吊装施工的特点，在进行道路桥梁工程钢管拱桥跨铁路支架吊装施工中，对于道路桥梁工程钢管拱桥的具体施工方案的确定，应根据道路桥梁工程钢管拱桥具体施工情况，结合相关施工要求标准进行确定。

进行道路桥梁工程钢管拱桥施工中，主要有转体钢管拱桥施工法与吊装钢管拱桥施工法，但是不管是使用转体钢管拱桥施工方法，还是使用吊装钢管拱桥施工方法进行道路桥梁工程钢管拱桥的施工实施，这部分的施工都是在道路桥梁工程的已成系梁上进行的。其中，使用竖直转体钢管拱桥施工方法进行道路桥梁工程的施工进行主要是指在进行钢管拱桥施工时，首先将钢管拱桥中的半幅拱肋进行竖向低位的卧拼，然后通过牵引将拱肋沿竖直平面的旋转调整到位，最后安装合龙形成钢管拱的施工操作方法。

使用吊装钢管拱桥施工方法进行道路桥梁工程钢管拱桥施工实施，是指在道路桥梁工程钢管拱桥施工中，首先按照道路桥梁工程的钢管拱的分段位置进行支架的搭设，然后在使用吊装机械设备进行钢管拱肋的安装，最后形成稳定的钢管拱桥结构并拆除支架的道路桥梁工程钢管拱桥施工方法。

本文主要论述的是吊装法道路桥梁工程钢管拱桥施工方法。某道路桥梁工程钢管拱桥施工中，也是使用吊装法进行钢管拱桥的施工实施。在某道路桥梁工程钢管拱桥施工中，由于道路桥梁工程中的桥墩高度不是太高，因此，在进行道路桥梁工程钢管拱桥部分的施工时，是直接使用吊装机械设备进行施工实施的，这样的施工方法对于整个道路桥梁工程钢管拱桥施工来讲，不仅安全、稳定，外观美观大方，并且安装施工工艺简单、经济适用、应用范围比较广。

3、道路桥梁工程钢管拱桥支架吊装施工技术

对于道路桥梁工程中的钢管拱桥支架吊装施工技术的分析，主要结合某道路桥梁工程钢管拱桥施工实例，从道路桥梁工程钢管拱桥跨铁路支架吊装施工的各个环节，进行钢管拱桥支架吊装施工技术的分析。

3.1 钢管拱桥的支架拼装施工技术

在路桥梁工程钢管拱桥施工中，对于钢管拱桥施工中支架拼装施工，主要是使用门式框架组合的支架结构，将道路桥梁工程中的桥墩部分作为支架，在两个桥墩之间使用万能杆件桁架分别进行纵横向的联结。在进行道路桥梁工程钢管拱桥施工中的支架部分施工时，对于作为支架的桥墩下端部分应与钢管拱桥的系梁部分进行锚固防护，而道路桥梁工程钢管拱桥的桥墩上端应注意设置一些调整拱肋的节段，以保证道路桥梁工程钢管拱桥的支架部分施工符合要求，保证整个道路桥梁工程钢管拱桥施工质量。

3.2 钢管拱桥的钢管拱肋施工技术

在进行道路桥梁工程钢管拱桥施工中，钢管拱肋施工部分是道路桥梁工程钢管拱桥施工中的重要施工部分，钢管拱肋施工部分的施工质量对于整个道路桥梁工程钢管拱桥施工质量有着很大的影响。一般情况下，道路桥梁工程钢管拱桥施工中的钢管拱肋施工部分，施工内容主要包括钢管拱肋的分段施工、钢管拱肋的装卸存放施工、钢管拱肋节段吊装以及定位调整施工等。钢管拱肋施工中，不同的施工环节，施工方法以及施工工艺也不相同。

首先，在钢管拱肋的拱肋分段施工环节，主要就是对于钢管拱肋进行分段施工。一般情况下，对于钢管拱肋的分段中，单榀钢管拱肋纵向可以划分为9个节段，而且对于钢管拱肋分段中的最大节段以及其它钢管拱肋节段的拱背外弧线长度以及吊装重量都有不同的要求和标准。其次，在进行钢管拱肋的装卸以及存放施工阶段，对于钢管拱肋节段的装卸、运输以及存放应严格按照相关施工标准，结合具体施工情况进行装卸、存放。通常情况下，在进行钢管拱肋节段装卸以及存放过程中，对于钢管拱肋节段的装卸吊装起重钢绳和钢管拱肋节段之间应注意使用捆绑式进行联结，以保证钢管拱肋节段装卸、存放安全。再次，在钢管拱肋的节段吊装施工中，对于钢管拱肋的节段吊装施工主要包括将钢管拱肋节段从存放场地向系梁桥面的吊装施工和将钢管拱肋节段向拼装位置的吊装施工两个阶段。其中，钢管拱肋节段从存放位置向系梁桥面的吊装施工过程中如下图1所示。

图1 钢管拱肋节段吊装到桥面施工图

在进行钢管拱肋节段向拼装位置的吊装施工中，可以使用吊装机械设备首先将钢管拱肋吊装到拼装位置，在进行钢管拱肋节段向拼装位置吊装过程中，应注意对支架位置钢管拱肋节段进行捆绑，如下图2所示。最后就是对于钢管拱肋的定位以及调整施工。在进行钢管拱肋的定位以及调整施工中，主要就是对于钢管拱肋节段吊装施工的位置移动以及调整过程，主要包括对于钢管拱肋的拱脚预埋段以及钢管拱肋的中间节段、钢管拱肋合龙段的定位以及调整过程。在进行钢管拱肋的定位以及调整过程中，应注意根据钢管拱肋定位以及调整要求进行定位调整，保证钢管拱肋施工质量。

图2 钢管拱肋节段支架位捆绑图

3.3 钢管拱桥的吊装以及吊杆安装施工技术

在进行道路桥梁工程的钢管拱桥吊装施工中，对于钢管拱桥的吊装施工主要是采用一字风撑吊装施工方法进行吊装施工的。在进行道路桥梁工程的一字风撑吊装施工中，首先应对于桥梁两榀左右的拱肋吊装以及定位，然后在对于道路桥梁工程钢管拱肋各吊杆测量点的三维坐标值进行测量。除此之外，在钢管拱肋一字风撑吊装施工中，应注意对于道路桥梁工程的钢管拱肋进行焊接施工质量。对于钢管拱肋吊杆的安装与张拉施工，应注意按照相关施工要求进行施工操作。

4、结束语

总之，在进行道路桥梁工程钢管拱桥跨铁路支架吊装施工中，应注意结合道路桥梁工程的具体施工情况，选择合适的施工方法以及施工技术进行施工实施，以保证道路桥梁工程钢管拱桥施工质量。

参考文献

[1]刘崇亮.宜万铁路宜昌长江大桥钢管拱拼装和竖转施工技术[J].铁道标准设计.2010（8）.

[2]吴国展.贝雷梁上搭设支架吊装刚架拱桥施工技术[J].城市建设理论研究.2012（5）.

铁道桥梁工程论文范文第4篇

关键词：高速铁路；桥梁建设；设计特点；关键技术

中图分类号：U238文献标识码： A

近年来，随着我国高速铁路的飞速发展，高速铁路的技术体系也在不断的完善，主要包括：工程建造技术、高速列车技术、列车控制技术、系统集成技术和运营维护技术。其中，由于我国自身地理环境的复杂性和多变性，对高速铁路的工程建造中桥梁建设的发展提出了越来越严格的要求。

1 高速铁路桥梁建设概述

在现代高速铁路建设中，桥梁设计与建造技术已成为关键技术之一。桥梁是高速铁路土建工程的重要组成部分，主要功能是为高速列车提供平顺、稳定的桥上线路，以确保运营的安全和旅客乘坐的舒适。高速铁路技术就是通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到每小时200 公里以上，或者专门修建新的“高速新线”、使营运速率达到每小时 250 公里以上的铁路系统。高速铁路除了使列车在营运达到速度一定标准外，车辆、路轨、操作都需要配合提升。我国高速铁路运营状况的现状是设备质量可靠、运输安全稳定、经营状况良好。无论是线路基础、通信信号、牵引供电等固定设备、还是动车组等移动设备、质量稳定，运行平稳。高速安全保障体系日趋完善，职工队伍素质过硬，保持了良好的安全记录没有发生旅客伤亡事故，并且高速铁路受到广大旅客的青睐，市场需求旺盛。这些都离不开铁路桥梁的建设。广义的高速铁路包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。为了满足高速铁路列车设计、施工及运营等各方面的要求，高速铁路桥梁应具有构造简洁、设计标准、便于施工架设和养护维修的特点，另外还应具有足够的耐久性和良好的动力性能。在我国现在的铁路桥梁建设中主要运用一些方法来满足列车高速、舒适、安全行驶的要求，才能使桥梁必须有足够的刚度和良好的整体性，设计必须满足结构、自振频率、竖横向挠度和徐变上拱限值。桥梁设计必须满足车桥动力响应的各项指标，按刚度控制设计强度进行检算。为了保证列车运行 的连续且平顺并确保跨区间无缝线路钢轨附加应力不超限，对下部结构的刚度、工后沉降、沉降差做了严格的限制，并按车桥相互作用模型进行桥上长钢轨纵向力分析，使桥梁下部的设计更为合理。按耐久性设计作为主要的设计原则并且强调结构与环境的协调、重视生态环境的保护、注意了结构外形、色彩、防震降噪。对于我国的铁路桥梁建设从各个方面将实现建设世界一流高速铁路的宏伟目标，我国现在大力推进体制创新、管理创新、技术创新。在体制创新方面，创建了合资建路的崭新模式。并且对于铁路桥梁建设管理方面等，需要充分发挥我国铁路路网完整、运输集中统一指挥的优势，统筹利用铁路内外的各方面科研力量和人力资源，形成强大合力。在铁路建设中，无论是工程管理部门，还是设计、施工、监理单位、都协调行动，组织起了强大的工程建设队伍，在技术装备制造中、无论是运营单位还是制造企业、科研院所、都统一步调，形成了强大的研发制造体系。这种科学高效的管理模式，大大提高了我国高速铁路桥梁的建设。

2我国高速铁路桥梁建设的设计特点

由于速度大幅提高，高速列车对桥梁结构的动力作用远大于普通铁路桥梁。桥梁出现较大挠度会直接影响桥上轨道平顺性，造成结构物承受很大冲击力，旅客舒适度受到严重影响，轨道状态不能保持稳定，甚至危及列车运行安全。这些都对桥梁结构的刚度和整体性提出了极高的要求。

2.1 高架桥所占比例大。

高架长桥多桥梁在高速铁路中所占的比例较大，主要原因是在平原、软土以及人口和建筑密集地区，通常采用高架桥通过。京津城际铁路桥梁累计长度占全线正线总长的比例为86.6％，京沪高速铁路为80.5％，广珠城际铁路为94.0％，武广客运专线为48.5％，哈大客运专线为74.3％。

2.2 大量采用简支箱梁结构形式。

根据我国高速铁路建设规模、工期要求和技术特点，通过深入的技术比较，确定以32m简支箱梁作为标准跨度，整孔预制架设施工。预应力体系有先张法和后张法两种。少部分采用12 m，16 m跨度的T形梁，预制吊装。

2.3大跨度桥多。

受国情路况的制约，我国客运专线中，跨度达100 m及以上的大跨度桥梁很多。据统计，在建与拟建客运专线中，100 m以上跨度的高速桥梁至少在200座以上。其中，预应力混凝土连续梁桥的最大跨度为128 m，预应力混凝土刚构桥的最大跨度为180 m，钢桥的最大跨度为504 m。

2.4桥梁刚度大，整体性好。

为了保证列车高速、舒适、安全行驶，高速铁路桥梁必须具有足够大的竖向和横向刚度以及良好的整体性，以防止桥梁出现较大挠度和振幅。同时，还必须严格控制由混凝土产生的徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形，以保证轨道的高平顺性。

2.5限制纵向力作用下结构产生的位移。

避免桥上无缝线路出现过大的附加力。由于桥梁结构的温度变化、列车制动、桥梁挠曲会使桥梁在纵向产生一定的位移，引起桥上无缝线路钢轨产生附加应力，过大的附加应力会导致桥上无缝线路失稳，影响行车安全。因此，要求桥梁墩、台具有足够的纵向刚度，以尽量减少钢轨附加应力和梁轨间的相对位移。

2.6改善结构的耐久性，便于检查和维修。

高速铁路是极其重要的交通运输设施，桥梁结构物应尽量做到少维修或免维修，因此，设计时需要将改善结构物的耐久性作为设计原则，统一考虑合理的结构布局和构造细节，并在施工中加以严格控制，保证质量。另一方面，高速铁路运营繁忙，列车速度高，维修时间都放在夜间“天窗”时间进行，一般为4h，因此桥梁结构构造应易于检查和维修。

3我国高速铁路桥梁建设的关键技术

3.1大跨度桥梁设计建造技术

高速铁路桥梁通常宜采用小跨。但由于跨越大江、大河和深谷的需要，高速铁路大跨度桥梁的修建也不可避免，而我国高速铁路大跨度桥上速度目标值与其他路段保持一致，这也增加了大跨度桥梁的设计建造难度。主要设计建造技术包括：采用更高强度等级钢材、应用新型空间结构、研制大跨重载桥梁专用装置、采用深水基础施工新工艺等。

3.2无缝线路桥梁设计建造技术

桥上无缝线路钢轨受力与路基上钢轨受力不同，桥梁自身变形和位移将使桥上钢轨承受额外的附加应力。为了保证桥上行车安全，设计应考虑梁轨共同作用引起的钢轨附加力，并采取措施将其限制在安全范围内。钢轨附加应力包括制动力、伸缩力和挠曲力。经过多年的专题研究，目前我国系统建立了无缝线路梁一轨作用的力学模型，通过相应的模型试验和实桥测试验证了分析模型和理论的可靠性，制定了相应的技术控制指标。

3.3“车―线―桥”动力响应仿真技术

为保证列车高速、舒适、安全行驶，高速铁路桥梁必须具有足够大的刚度和良好的整体性，以防止桥梁出现较大挠度和振幅。我国从20世纪80年代初就开始进行“车―线―桥”动力相互作用理论和应用研究，建立和发展了多种分析模型，制定了相应的评定标准。在铁道部组织的桥梁动力性能综合试验中，试验车创造了300 km／h以上的速度纪录，验证了我国“车―线―桥”动力仿真分析方法的有效性和评定标准的可信性。通过多年科研攻关和工程实践，基本掌握了高速铁路“车―线―桥”动力响应作用机理。

3.4 无砟轨道桥梁设计建造技术

在无砟轨道桥梁设计中追求构造简洁、美观，力求标准化、便于施工架设和养护维修，确保其足够的耐久性和良好的动力性能，关键在于解决梁体的刚度和变形控制技术。通过对梁体的竖向挠度、水平挠度、扭转角、竖向自振频率等主要技术参数的研究，以及对预应力混凝土梁徐变上拱的控制研究，使桥梁结构能够满足无砟轨道铺设条件。目前我国已基本掌握了高速铁路无砟轨道桥梁的设计建造技术。

3.5 高架长桥快速施工技术

正在建设的高速铁路桥梁长度占线路长度的比例远远大于普通铁路，并出现了一些长度大于l0 km、甚至达到上百千米的特长高架桥。标准跨度简支梁一般采用在沿线现场预制梁厂集中预制，并以配套运架设备逐孔架设的施工方法，特殊跨度的连续梁采用原位浇筑的施工方法。通过工程实践，形成了一系列成熟的标准梁制、运、架工艺及相应装备，高质量、高速度地实现了特长桥梁的建造。

3.6900t级整孔简支梁制造运输架设技术

为解决32 m整孔预制箱梁的运架施工问题，国内自主研制了多种形式的450 t级提梁机、900 t级架桥机，900 t级运梁车、900 t级移动模架造桥机等，从建场、制梁、移运、架设等方面摸索出整套制梁技术，具有较好的施工效率、安全性与可靠性。

4结语

不断发展中的中国高速铁路表明，高速铁路在我国还有进一步提高的空间和潜力，这需要充分利用自身优势，促进我国高速铁路的跨越式发展。因此，在未来得一段时间里，不但要持续发展高速铁路，并且要在技术和管理上赶超一些发达国家，从而实现中国铁路现代化。由此可见，高速铁路对中国及其经济发展的重要性，中国高速铁路的发展需要桥梁建设等基础设施的支撑，需要专业技术的不断提高和突破。那么，在我国科研和发展的支持下，在广大施工一线的工人群众的大力支持下，我国发展高速铁路将会有更大的进步，前景也将会一片光明。

参考文献：

[1]刘春.中国高速铁路桥梁架设设备行业研究及展望[J].建设机械技术与管理，2009（2）

铁道桥梁工程论文范文第5篇

关键词：高速铁路 预应力 混凝土 大跨度 简支梁

中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（a）-0035-02

1 高速铁路桥梁概况

截止2014年底，我国高速铁路运营里程超过16000 km，“四纵”干线基本成型，约占世界高速铁路运营里程的50%，已拥有全世界规模最大、运营速度最高的高速铁路网。我国高速铁路多采取“以桥代路”策略，各条高速铁路桥梁所占比例均较高，其中以跨度32 m预应力混凝土简支箱梁桥为主，部分采用跨度24 m 简支箱梁，少量采用跨度40、44、56 m 简支箱梁。跨度32 m及以下箱梁主要采用沿线设制梁场集中预制、架桥机架设的方法施工，跨度32 m 以上简支箱梁主要采用现场浇筑或节段拼装的方法施工。我国高速铁路桥梁里程占线路里程的比例最高达82%，其中常用跨度混凝土简支箱梁桥占桥梁总里程的比例基本在 80%以上，最高达96%。桥梁技术的发展和进步成为我国高速铁路建设工程中的重大技术突破，并形成了我国自有的技术标准体系。随着高速铁路建设的发展，桥梁设计理论和建设技术也在逐步完善和发展，其中基于预制架设施工模式的大跨度预应力混凝土简支箱梁就是其中重要发展方向之一。

我国高速铁路建设规模大，桥梁数量多，设计、施工技术成熟，并依托联调联试工作积累了丰富的试验数据，对于高速铁路桥梁的建设和发展也积累了充足的技术储备。根据近年来高速铁路常用跨度预应力混凝土简支梁的设计和试验研究成果，对简支梁的设计理论有了更为深刻的认识，为高速铁路（时速250 km 及以上）大跨度预应力混凝土简支梁的进一步发展打下了基础。

高速铁路跨越河流、沟谷的高墩桥梁以及软基沉陷地区的深基础桥梁，下部结构造价在桥梁建设费用中的比重较大，大量使用跨度32 m简支梁时经济性较差；跨度>32 m时若只能采用原位浇筑的简支梁桥或者连续梁、连续刚构桥，经济性也较差，且质量不易控制。发展跨度40 m及以上预应力混凝土简支梁，并采用集中预制、运梁车移运、架桥机架设的施工模式，将显著提高桥梁的经济性。我国高速铁路发展跨度40 m及以上、采用预制架设施工模式的预应力混凝土简支梁技术，不但能够提高简支梁桥的跨越能力，还能够扩大简支梁桥的适用范围，并具有一定的技术、经济优势。

2 既有高速铁路简支梁设计与使用情况

2.1 设计参数及控制指标

对于我国高速铁路用量最大的跨度32 m预应力混凝土简支箱梁，高速铁路运营活载静态效应（动车组）约为设计活载静效应的35%～40%，桥梁结构设计控制指标已由强度变为刚度。桥梁结构的变形和变位限值主要是为保证桥上轨道结构受力安全性和稳定性，同时满足列车高速运行条件下行车安全及乘车舒适的要求。根据现行规范，高速铁路桥梁刚度设计参数应满足如下要求。

2.1.1 梁端转角

对于采用无砟轨道的桥梁，由于梁端竖向转角使得梁缝两侧的钢轨支点分别产生钢轨的上拔和下压现象。当上拔力大于钢轨扣件的扣压力时将导致钢轨与下垫板脱开，当垫板所受下压力过大时可能导致垫板产生破坏。对于采用有砟轨道的桥梁，还要保证桥梁接缝部位有砟道床的稳定性。

2.1.2 竖向自振频率限值

研究表明梁体固有频率过低将导致高速列车通过时产生较大振动或共振，频率过高时桥上轨道不平顺引起的车辆动力响应明显增加，因此，对简支梁竖向自振频率提出限值。对于运行车长 24～26 m的动车组、L≤32 m混凝土及预应力混凝土双线简支箱梁，给出了不需要进行车桥耦合动力响应分析的自振频率限值。同时，研究发现对于跨度40 m及以上的简支梁，由于长列荷载的影响，动力荷载产生的突变效应减弱。高速铁路桥梁设计的控制性参数与桥梁跨度有关。研究发现，选取跨度20、24、32及40 m的简支箱梁，每种跨度的简支梁分别选取21种不同尺寸的截面，二期恒载统一按180 kN/m来计算梁体竖向基频，以此研究分析不同刚度设计参数间的关系。根据不同刚度限值对应函数关系。32 m及以下跨度简支梁基频取现行规范中不需要动力检算的下限值，40 m箱梁基频取现行规范中公式计算的下限值，梁端悬出长度按预制架设模式统一取0.55 m，梁端转角限值取1.5×10-3 rad。

综上分析可以看出：（1）梁体竖向刚度满足梁端转角限值或满足基频限值的情况下，挠跨比远小于规范规定的1/1 600，挠跨比不控制梁体设计；（2）跨度32 m及以下的预制简支梁，基频为梁体设计控制指标；（3）跨度40 m预制简支梁，基频和梁端转角的对应关系接近，梁体设计控制指标在基频和梁端转角方面差别较小，可实现箱梁经济性设计。

2.2 实梁设计状况

以我国高速铁路跨度32、40 m预应力混凝土简支箱梁为代表，分析了既有简支梁的设计情况。

2.2.1 跨度32 m简支箱梁

高速铁路有砟、无砟桥面双线箱梁二期恒载设计值分别为 206.5～211.0 kN/m和120.0～180.0 kN/m，受二期恒载影响（ 不同无砟轨道类型、直曲线及有无声屏障等），同一图号的无砟简支箱梁基频和残余徐变拱度略有差异。

对于设计时速350 km高速铁路32 m无砟轨道预应力混凝土双线简支箱梁，预制梁的梁端转角、基频的设计参数与规范参数比值分别为53%，101%～108%，现浇梁相应的两者比值分别为 70%和106%～114% 。

2.2.2 跨度40 m简支箱梁

时速350 km高速铁路无砟轨道后张法预应力混凝土双线简支箱梁，计算跨度为39.1 m，施工方法为原位现浇，截面中心梁高为3.75 m，桥面宽度为12.0 m，质量1130 t。对于设计时速350 km高速铁路跨度40 m无砟轨道预应力混凝土双线简支箱梁，梁端转角、基频的设计参数与规范限值的比值分别为 62%和139%。

2.2.3 对比分析

（1）高速铁路各种箱梁的挠跨比设计值远小于规范规定的限值；（2）跨度32 m箱梁的竖向基频设计值稍大于规范规定的基频限值，梁端转角富余度较高，基频限值控制箱梁的设计；（3） 跨度40 m梁与跨度 32 m梁的梁端转角设计值与规范限值的比值基本相当，40 m梁基频设计值与规范限值的比值大于32 m梁的相应比值，跨度40 m梁的竖向基频有较大优化空间。

2.3 实梁测试结果

将高速铁路常用跨度简支梁设计情况和实测结果对比可知：

（1）挠跨比不是梁体设计控制指标，跨度32 m以下的简支梁的设计参数由基频控制，跨度40 m的简支梁基频和梁端转角的影响接近。（2）高速铁路各种箱梁的挠跨比设计值小于规范规定的限值。跨度32 m箱梁竖向基频设计值稍大于规范规定的基频限值，跨度40 m箱梁基频设计值与规范限值的差别较大，有较大的优化空间；（3） 从设计和运营指标测试结果来看，我国高速铁路发展跨度40 m及以上的预应力混凝土简支箱梁技术可行。

3 研究结论

根据高速铁路预制后张法预应力混凝土大跨度简支梁技术可行性和经济性对比分析研究结果，得出结论如下所述。

（1）高速铁路跨度40 m简支梁的设计控制指标已从跨度32 m简支梁的刚度（基频） 控制转变为强度和刚度（基频、梁端转角） 共同控制；（2）跨度40 m预制简支梁的梁高设计可以控制在3.1 m左右，单孔梁质量可以控制在1 000t以内。该梁高与既有跨度32 m 简支梁的梁高接近，便于桥梁跨度布置及美观设计；（3）无论是研制新的运架设备还是对既有的运架设备进行改造，均可满足跨度 40 m预制简支梁的制、运、架施工要求；（4）高速铁路跨度40 m的预制简支梁桥，在墩高10 m左右的常规地段综合造价与跨度32 m简支梁桥相比具有一定经济优势，在高墩、深基础等下部结构费用较高的地段综合造价与跨度32 m简支梁桥相比经济优势增加；（5）采用跨度40 m预制简支梁桥，可提高桥梁的跨越能力、增加桥跨布置的适应性、减少墩台基础的数量、扩大简支梁桥的适用范围，并可减少施工作业班次、提高生产效率，工程建设实际意义显著。

参考文献

[1] 中华人民共和国铁道部.TB10002.1-2005铁路桥涵设计基本规范[S].北京：中国铁道出版社，2005.

[2] 中华人民共和国国家铁路局.TB 10621-2014高速铁路设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2015.

铁道桥梁工程论文范文第6篇

【关键词】高速铁路；桥梁设计；制约因素；关键技术

中图分类号： K928 文献标识码： A

一、前言

在高速铁路的施工建设过程中，桥梁设计和建设是最为关键的技术，也是施工难度最大的技术。因此，在施工中要重点对桥梁设计施工高度重视，严格规范施工操作技术。

二、制约我国高速铁路桥梁建设的因素

1、复杂的地理位置

中国疆域广阔，地理环境也是复杂多变的。中国要想编制自己的高速公路网，进行高铁桥梁的建设，需要根据实际的地理位置上的变化，采取不同的技术手段来克服种种恶劣的环境条件。

2、相对落后的基础设施建设

我国的高速铁路建设起步晚，且基础设施建设不够完善。于是在实际的建设过程中，缺乏行之有效的技术手段和及时配套的基础设施，甚至是专业的人员搭配都无法到位，这些都会对桥梁的建设制造很大的难题。

3、安全性和舒适性要求

由于速度上的提高，高速铁路桥梁的建设就要重新定义安全性和舒适性。不同于普通列车的是，在飞速行驶中会带来轰鸣声、耳膜共振等现象，导致这些的可能是桥梁本身的动力响应、结构的非弹性变形以及稳定频率状况，路桥刚度过渡，大跨度桥梁低频振动、桥面构造以及高速铁路线型要求等方面。

三、高速铁路对桥梁工程的具体要求

1、桥梁结构动力性能的要求

高速铁路列车的高速运行使得桥梁结构承受的动力作用增大，由此产生的冲击和振动比较强烈，非常有可能因为车桥共振而造成灾害的发生。高速铁路对桥梁结构的强度要求比较高。在桥梁设计上要考虑静力计算，最终达到桥梁结构动力性能的实现。

2、轨道平顺性的要求

轨道的结构对预应力混凝土梁部结构的徐变上拱度和桥梁基础的工后沉降提出了更加严格的要求，这样才能有效的保证高速铁路桥上高速列车的安全性、平稳性和旅客乘坐的舒适性。

3、桥梁施工的要求

由于铁路客运专线桥梁的标准比较高，体量也比较大，使得桥梁结构的型式与一般铁路干线的桥梁有所不同，这就对桥梁工程施工的制架技术、施工组织和施工工艺都提出了新的要求。

四、高速铁路桥梁建设的技术特点

1、高比例

在我国高速铁路的建设施工中，不难发现众多的高架桥梁正在修建或者已经投入使用，如此高密度的桥梁的使用主要是为了节约土地资源和方便周围人们的出行。据不完全的统计，正在使用的高速铁路中有接近60%左右的铁路桥梁建设，其中，京津城际铁路桥梁累计长度占全线正线总长的比例为86.6％，京沪高速铁路为80.5％。

2、简支箱梁结构形式

在对我国高速铁路建设实际情况、工期要求和技术特点综合的分析之后，规定了如下标准：以32m简支箱梁作为标准跨度，整孔预制架设施工。

3、大跨度

在我国，从基本国情出发，客运专线中有很多跨度在100m及以上的大跨度桥梁。相关数字表明，正在施工和已完成的客运专线中，大约有两百多座100m以上跨度的高速铁路桥梁。值得一提的是，预应力混凝土连续梁桥的最大跨度为128m，预应力混凝土刚构桥的最大跨度为180m，钢桥的最大跨度为504m。

4、桥梁刚度大，整体性好

要保证高速铁路桥梁在横向和竖向上都有足够大的刚度和良好的整体性，并最大限度的控制因为混泥土的原因而产生的徐变上拱和不均匀温差现象。只有这样，才能避免施工过程中桥梁出现较大挠度和振幅，进而以保证轨道的高平顺性和乘客的舒适性。

6、良好的耐久性

耐久性是在设计高速铁路时一个非常重要的原则。作为频繁使用的交通工具，应当做到最少的维修和维护，保证持久的工作运行状态。那么，在设计的时候就需要考虑到结构布局和构造细节的合理性，并在施工中加以严格把关。

五、我国高速铁路桥梁建设的关键技术

1、车桥线动力响应仿真技术

为保证列车高速、舒适、安全行驶,高速铁路桥梁必须具有足够大的刚度和良好的整体性,以防止桥梁出现较大挠度和振幅。我国从20世纪80年代初就开始进行车-线-桥动力相互作用理论和应用研究,建立和发展了多种分析模型,制定了相应的评定标准。在铁道部组织的桥梁动力性能综合试验中,试验车创造了300 km/h以上的速度纪录,验证了我国车-线-桥动力仿真分析方法的有效性和评定标准的可信性。通过多年科研攻关和工程实践,基本掌握了高速铁路车-线-桥动力响应作用机理。

2、大跨度桥梁设计建造技术

高速铁路桥梁通常宜采用小跨。但由于跨越大江、大河和深谷的需要,高速铁路大跨度桥梁的修建也不可避免,而我国高速铁路大跨度桥上速度目标值与其他路段保持一致,这也增加了大跨度桥梁的设计建造难度。主要设计建造技术包括:采用更高强度等级钢材、应用新型空间结构、研制大跨重载桥梁专用装置、采用深水基础施工新工艺等，如图1所示。

图1京广客运专线武汉天兴洲长江大桥效果图,

3、无缝线路桥梁设计建造技术

桥上无缝线路钢轨受力与路基上钢轨受力不同,桥梁自身变形和位移将使桥上钢轨承受额外的附加应力。为了保证桥上行车安全,设计应考虑梁轨共同作用引起的钢轨附加力,并采取措施将其限制在安全范围内。钢轨附加应力包括制动力、伸缩力和挠曲力。经过多年的专题研究,目前我国系统建立了无缝线路梁-轨作用的力学模型,通过相应的模型试验和实桥测试验证了分析模型和理论的可靠性,制定了相应的技术控制指标。

4、无砟轨道桥梁设计建造技术

一般而言,钢筋混凝土轨道板系统更适用于高架铁路桥。高架铁路桥桥面本身具备坚实的支承面,如果辅以适当设计的板式轨道结构,则能比传统的有碴轨道更好地控制桥面位移。板式轨道结构的最大优势在于它能较大地提高轨道的稳定性。它不会由于高架桥面纵向移动而导致钢轨受力过大而发生轨道扭曲;其垂直端悬臂位移的影响可以采用合适的设计方案予以控制。过大的桥梁变形由于其不可接受的错位、过大的轨道应力及振动将会危及行车安全。这些问题将会导致养护工作的增加,并降低乘客的舒适度。有必要对以下位移限值进行校验:在德国规范中,梁端扭转角的限制值仅用于有碴轨道桥梁。桥面横向变形应通过活载值乘以桥面宽度范围内冲击系数、风荷载、振动力、离心力以及温度梯度来计算。

轨道安装之后出现的徐变和收缩所造成的变形不得超过L/5 000,其中,L代表桥跨的长度,以m计。两连续桥面的伸缩缝的最大允许相对位移值不得超过1 mm。

5、高架长桥快速施工技术

正在建设的高速铁路桥梁长度占线路长度的比例远远大于普通铁路，并出现了一些长度大于l0km、甚至达到上百千米的特长高架桥。标准跨度简支梁一般采用在沿线现场预制梁厂集中预制，并以配套运架设备逐孔架设的施工方法，特殊跨度的连续梁采用原位浇筑的施工方法。通过工程实践，形成了一系列成熟的标准梁制、运、架工艺及相应装备，高质量、高速度地实现了特长桥梁的建造。

6、车站桥梁设计建造技术

集铁路、地铁、地面交通为一体的大型综合交通客站从桥梁角度来说有两种类型,为房内设桥和桥上设房。北京南站、上海虹桥站采用房内设桥方式,要综合考虑各种因素,重点解决温度应力缝设置、结构综合受力分析以及合理控制工程量等问题;新武汉站(见图2)、新广州站采用桥上设房方式,桥梁承载了巨大的站房荷载,且多以集中荷载的方式作用于桥上,桥梁结构设计极其复杂,其关键是要上下结合巧妙布置,使站房的力尽快传于桥墩上,并合理控制桥梁桥墩变形对站房结构的影响。

图2新武汉客站站桥剖视图

六、结束语

随着我国高速铁路不断的发展，目前仍具有很大的提升空间，只要我们能够充分发挥自身优势，做好高速铁路桥梁施工建设，在施工过程中要严格遵照相关规定进行，严把质量关，并不断应用新的科技水平，就一定能够实现铁路发展的现代化。

参考文献

[1]胡玉芹.高速铁路桥梁预应力混凝土施工工艺[J].黑龙江交通科技，2011

[2]朱明.浅谈高速铁路桥梁预应力混凝土的连续施工[J].科技资讯，2011

[3]李文兵.京沪高铁跨浍河系杆拱桥施工技术探讨[J].西部交通科技，2010

铁道桥梁工程论文范文第7篇

关键词:城市轨道交通,走行性,振动

      目前我国城市轨道交通建设还处于起步阶段,由于缺少相应的建设标准,因此在工程设计中往往套用其他相近行业(如铁路) 的设计标准[ 1 ] 。但城市轨道交通有其自身的特点,这些标准的适用性是值得探讨的,因此,有必要建立使用城市轨道交通的技术标准,而轨道交通的安全性和乘客乘坐的舒适性(即列车的走行性) 是建立这些标准的出发点。

      由于技术原因,我国铁路技术标准的制定,很大程度上以静力分析为主,所必须考虑的动力学问题往往也变换成一般的静力形式。目前我国的铁路设计技术标准已经难以适应提速、高速列车开行和新结构设计的需要。对此,许多学者正在进行标准铁路和高速铁路列车动力学的研究,试图通过有效的研究,为铁路设计提供更为科学的技术支持[ 2～5 ] 。学者们的工作取得了成效,对轨道交通的发展起到了积极的作用。但是,这些研究各有特定的方法对象,难以对制定城市轨道交通结构的技术标准提供进一步的依据。因此,针对城市轨道交通工程中急需解决的实际问题,进行城市交通列车走行性研究是十分必要的。

1 　模型的建立

      由于列车、轨道、桥梁结构动力问题的空间特性,如平曲线、竖曲线、曲线桥梁等,以二维的方法(参见文献[ 2～4 ]) 进行研究有其局限性;因此在建立列车、轨道和桥梁模型时,应该采用三维空间模型。据此, 本文分别建立了每一辆车具有23 个自由度的车辆模型,桥梁则用每节点具有6 个自由度的有限元模拟[ 6 ] ,同时在考虑车桥耦合振动时,引进蠕滑理论[ 7 ] 以更好地反映轮轨之间的相互作用。

1. 1 　车辆模型

      由于列车运行的空间特性,本文在建立车辆计算模型时采用了轨道随动坐标系,因此在计算列车通过平曲线、竖曲线时,其质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵可以采用固定形式,而只需对外力向量进行修正,最后将不同情况下的附加外力向量进行迭加。一般情况下,用矩阵表示的列车动力平衡方程为

mvδv + cvδv + kvδv = fv

式中: mv 为车辆质量矩阵; cv 为车辆阻尼矩阵; kv 为车辆刚度矩阵;δv 为车辆位移列向量;δv 为车辆速度列向量;δv 为车辆加速度列向量; fv 为车辆外力列向量。

1. 2 　桥梁模型

      本文在建立桥梁模型时采用的是系统整体坐标系。用矩阵表示的桥梁动力平衡方程为

mbδb + cbδb + kbδb = fb

式中: mb 为桥梁质量矩阵; cb 为桥梁阻尼矩阵; kb 为桥梁刚度矩阵;δb 为桥梁位移列向量;δb 为桥梁速度列向量;δb 为桥梁加速度列向量; fb 为桥梁外力列向量。

1. 3 　轮轨关系

      本文采用了kalker 的线性蠕滑理论, 并作了如下假定: ① 轮轨接触几何关系为非线性; ② 计及线路不平顺; ③ 计及缓和曲线上曲率及超高的变化; ④ 不计车辆产生轮缘接触等大蠕滑现象; ⑤ 蠕滑规律以及悬挂元件是线性的; ⑥ 不计自旋蠕滑所产生的蠕滑力; ⑦ 不计钢轨的弹性及阻尼。

在竖向, 假定车轮始终密贴于钢轨, 即轮轨之间在竖向通过位移联系。而在横向, 由于轮轨之间存在间隙, 只能通过力来联系。其中蠕滑力由蠕滑理论求得。

1. 4 　列车通过曲线桥梁时坐标系的采用

      当桥梁位于线路上曲线区段时, 通常以多跨简支直线梁组成的折线梁段来实现, 如图1 所示。以前分析列车通过曲线桥梁采用2 种方法:一为只采用曲线正交随动坐标系, 二为采用系统整体坐标系[8 ] 。本文在考虑列车曲线通过时, 对列车部分采用轨道随动坐标系, 桥梁部分使用系统整体坐标系, 两个系统间的动力学和运动学量值通过坐标转换矩阵实现。这种方法可以使分析分别在简单的系统中进行, 同时其转换的实现方式是标准的。

1. 5 　动力平衡方程解法

      车辆、桥梁动力平衡方程都是大型动力微分方程组。求解这类问题, 一般采用直接数值积分方法。本文即采用了常用的wilson -θ法。

2 　程序的实现

      用visual c + + 6. 0 开发了城市轨道交通列车走行性研究系统rtv 。本程序主要包括4 类:cbridge(桥梁类) 、cvehicle(车辆类) 、ctrain(列车类) 、ctrack(轨道类) 。另外利用其可视化的特点,制作了良好的界面,如图2 所示。

3 　走行性分析

3. 1 　平曲线中缓和曲线长度对列车走行的影响

      平曲线中缓和曲线的长度对列车走行的影响主要有: ① 通过缓和曲线时, 因内外轨不在同一平面上, 而使前轮内侧减载, 在横向力作用下, 可能发生脱轨事故, 因而要对外轨超高顺坡值加以限制; ② 通过缓和曲线时, 外轮在外轨上逐渐升高, 其时变率应不致影响旅客舒适; ③ 旅客列车通过缓和曲线, 未被平衡的离心加速度逐渐增加, 其时变率应不致影响旅客舒适。按上述3 个条件推导的公式[9 ] 计算, 在城市轨道交通中,400 m 半径曲线所需最短缓和曲线51 m ;800 m 半径曲线所需最短缓和曲线26 m 。

 

 

图1 　曲线轨道折线梁及桥墩布置平面图

图2 　双线对开

图3 ～ 6 为r= 400 m 时由自编程序rtv 进行计算得到的结果(车辆参数取自地铁1 号线,下同) 。由此可见,随着缓和曲线长度的增加,列车通过平曲线时的性能,包括安全、横向舒适、竖向舒适会得到很大的改善。同时可以看出:30 m 缓和曲线对800 m 半径曲线及60 m 缓和曲线对400 m 半径曲线已能满足要求。

 

 

图3 r= 400 m 时缓和曲线长度与横向斯佩林指标的关系 图4r= 400 m 时缓和曲线长度与竖向斯佩林指标的关系

 

 

图5 r= 400 m 时缓和曲线长度与横向蠕滑力关系  图6 r= 400 m 时缓和曲线长度与脱轨系数的关系

      经过理论分析和自编程序计算可以看出:在城市轨道交通中缓和曲线长度可以比标准铁路适当减小, 标准铁路缓和曲线长度的规定见文献[ 9 ] 。本文建议400 m 半径曲线最小缓和曲线长可取60 m ;800 m 半径曲线最小缓和曲线长可取30 m 。

3. 2 　竖曲线半径大小对列车走行的影响

      设定竖曲线半径大小应考虑2 个因素: ① 列车通过竖曲线时, 会产生的竖直离心加速度; ② 列车通过凸形竖曲线时, 产生向上的竖直离心力, 上浮车辆在横向力作用下容易产生脱轨事故。按这2 个条件推导的公式[8 ] 计算, 在城市轨道交通中, 所需竖曲线半径为1 646 m 。

      图7 、图8 为由自编程序计算得到的结果:分别计算了半径大小分别为5 000 m 、3 000 m 、2 000 m 、1 000 m、500 m 、300 m 时的情况。可见,随着曲线半径的增大,列车通过性能会得到很大的改善。另外,由图可见, 2 000 ～ 3 000 m 半径竖曲线对行车舒适、安全已能满足要求。

经过理论分析和自编程序计算, 本文推荐最小竖曲线半径可取2 000 ～ 3 000 m 。

3.3 　列车通过直线桥梁走行性分析

      轨道交通明珠线大部分采用跨径30 m 左右的预应力混凝土单箱双室梁,截面特性为:a = 5.3 m2 ,ix = 2.63 m4 ,iy =2.26 m4 ,iz =21.1 m4 ,e =3.5 ×1010 n/ m2 ,g =1.5 ×1010 n/ m2 ,γ =2.5 ×103 kg/ m3 ,轨道中心线离桥梁中心线的距离b = 2 m ,桥梁质心离轨顶面的高度h = 1 m 。

 

 

图7 　v = 80 km/ h 竖曲线半径与竖向斯佩林指标的关系

图8 　v = 80 km/ h 竖曲线半径与轴重减载率的关系

3. 3. 1 　基础不均匀沉降对列车走行的影响

      本文选用6 跨32 m 桥梁进行研究,隔桥墩沉降量相同。rtv 程序计算结果表明:单线通过桥梁时,随着基础沉降的增加,某些桥梁跨中竖向挠度和冲击系数要减小,某些桥梁跨中竖向挠度和冲击系数要增加;双线对开通过桥梁时,随着基础沉降的增加,所有桥梁的跨中竖向挠度和冲击系数都要增加;不论单线还是双线,随着基础沉降的增加,列车的竖向振动都要加剧。

3. 3. 2 　桥梁徐变对列车走行的影响

      本文取6 跨32 m 桥梁进行计算。假设桥梁各跨徐变大小相同,各跨桥梁徐变线型为抛物线。计算结果表明:无论单线还是双线通过桥梁时,随着桥梁徐变的增加,所有桥梁的跨中竖向挠度和冲击系数要减小,而随着桥梁徐变的增加,列车的竖向振动有加剧趋势。

3. 3. 3 　列车通过直线桥梁计算结果

① 列车静力通过直线桥梁竖向挠度单线为4. 34 mm , 双线为8. 23 mm 。单线动力过桥,竖向挠度最大为4. 432 mm ; 双线动力过桥,竖向挠度最大为8. 626 mm 。挠跨比1/3 710 符合现有规范1/ 800 的要求。

② 单线过桥冲击系数最大为1. 021 , 双线对开冲击系数最大为1. 048 。

③ 列车通过直线桥梁,横向振幅最大为0. 041 mm , 远小于规范的要求。

3. 4 　列车通过多跨简支曲线轨道折线梁走行性分析

      把6 ×32 m 跨度的桥梁布置在曲率半径分别为400 、600 、800 m 的曲线圆弧段上进行分析。经计算,得出以下结论:

① 当列车在曲线轨道折线梁上运行时,列车横向振动响应,如横向舒适度指标、横向蠕滑力、脱轨系数等一般均比在直线梁上运行时要大。

② 由桥梁跨中横向振动位移时程曲线(见图9) 可以看出,曲线轨道折线梁的跨中横向振动位移波形相对平衡位置有一定偏心,而列车通过直线桥时,桥梁跨中则是在平衡位置附近作来回振动。

 

图9 　r=400 m , 双线, v= 80 km/ h 通过桥梁跨中横向位移

③ 随着平曲线半径的减小,桥梁的横向振幅要增大。

④ 明珠线曲线轨道折线梁具有足够的横向刚度,车桥最大振动响应在规定的行车安全、舒适的控制指标以内。列车最大横向舒适度指标2. 756 接近我国机车平稳性评定标准优良2. 75 ; 最大脱轨系数0. 455 小于我国规定的容许限值1. 0 ; 桥梁横向振幅最大为0. 158 mm 。

4 　结论与建议

1. 上海轨道交通明珠线的设计是安全的,桥梁的竖向、特别是横向刚度足够大。建议今后在设计城市轨道交通桥梁时考虑这方面的因素,根据动力分析的结果确定桥梁的横截面,以达到较为经济的目的。

2. 为保证旅客乘坐的舒适性,控制缓和曲线的长度是必要的。本文建议平曲线半径为400 m 时,缓和曲线长度不宜小于60 m ; 平曲线半径为800 m 时,缓和曲线长度不宜小于30 m 。

3. 在竖向曲线坡度的选用上,列车的安全性和平稳性不是控制因素。建议竖曲线半径取2～3 km 。

4. 由于桥梁截面较大、列车运行速度较低等原因,基础沉降、桥梁徐变的影响总体上不是太大[ 10 ] 。

参考文献:

[1] 孙　章. 加快发展以轨道交通为骨干的城市公共交通[j ] . 城市轨道交通研究,1998 (2) :3～5.

[2] 张　弥,夏　禾,冯爱军. 轻轨列车和高架桥梁系统得动力响应分析[j ] . 北方交通大学学报,1994 ,18(1) :1～8.

[3] 吴　迅,李新国,胡　文. 列车过桥竖向振动模型试验研究及其程序验证[j ] . 上海铁道大学学报,1997 ,18(4) :37 ～44.

[4] 朱东生,田　琪. 高速铁路车桥系统横向振动研究[j ] . 兰州铁道学院学报,1997 ,16(3):1～6.

[5] 王　刚. 高速铁路三塔斜拉桥车桥动力分析[j ] . 上海铁道大学学报,1999 ,20(10) :11～15.

[6] 张玉良,匡文起. 结构矩阵分析[m] . 沈阳:辽宁科学技术出版社,1987. 286～288.

[7] 王福天. 车辆系统动力学[m] . 北京:中国铁道出版社,1994.

[8] 郭文华. 中小跨度铁路桥梁横向刚度分析[ d ] . 长沙:长沙铁道学院,1999.

铁道桥梁工程论文范文第8篇

关键词:城市轨道交通,走行性,振动

目前我国城市轨道交通建设还处于起步阶段,由于缺少相应的建设标准,因此在工程设计中往往套用其他相近行业(如铁路) 的设计标准[ 1 ] 。但城市轨道交通有其自身的特点,这些标准的适用性是值得探讨的,因此,有必要建立使用城市轨道交通的技术标准,而轨道交通的安全性和乘客乘坐的舒适性(即列车的走行性) 是建立这些标准的出发点。

由于技术原因,我国铁路技术标准的制定,很大程度上以静力分析为主,所必须考虑的动力学问题往往也变换成一般的静力形式。目前我国的铁路设计技术标准已经难以适应提速、高速列车开行和新结构设计的需要。对此,许多学者正在进行标准铁路和高速铁路列车动力学的研究,试图通过有效的研究,为铁路设计提供更为科学的技术支持[ 2～5 ] 。学者们的工作取得了成效,对轨道交通的发展起到了积极的作用。但是,这些研究各有特定的方法对象,难以对制定城市轨道交通结构的技术标准提供进一步的依据。www.133229.CoM因此,针对城市轨道交通工程中急需解决的实际问题,进行城市交通列车走行性研究是十分必要的。

1 　模型的建立

由于列车、轨道、桥梁结构动力问题的空间特性,如平曲线、竖曲线、曲线桥梁等,以二维的方法(参见文献[ 2～4 ]) 进行研究有其局限性;因此在建立列车、轨道和桥梁模型时,应该采用三维空间模型。据此, 本文分别建立了每一辆车具有23 个自由度的车辆模型,桥梁则用每节点具有6 个自由度的有限元模拟[ 6 ] ,同时在考虑车桥耦合振动时,引进蠕滑理论[ 7 ] 以更好地反映轮轨之间的相互作用。

1. 1 　车辆模型

由于列车运行的空间特性,本文在建立车辆计算模型时采用了轨道随动坐标系,因此在计算列车通过平曲线、竖曲线时,其质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵可以采用固定形式,而只需对外力向量进行修正,最后将不同情况下的附加外力向量进行迭加。一般情况下,用矩阵表示的列车动力平衡方程为

mvδv + cvδv + kvδv = fv

式中: mv 为车辆质量矩阵; cv 为车辆阻尼矩阵; kv 为车辆刚度矩阵;δv 为车辆位移列向量;δv 为车辆速度列向量;δv 为车辆加速度列向量; fv 为车辆外力列向量。

1. 2 　桥梁模型

本文在建立桥梁模型时采用的是系统整体坐标系。用矩阵表示的桥梁动力平衡方程为

mbδb + cbδb + kbδb = fb

式中: mb 为桥梁质量矩阵; cb 为桥梁阻尼矩阵; kb 为桥梁刚度矩阵;δb 为桥梁位移列向量;δb 为桥梁速度列向量;δb 为桥梁加速度列向量; fb 为桥梁外力列向量。

1. 3 　轮轨关系

本文采用了kalker 的线性蠕滑理论, 并作了如下假定: ① 轮轨接触几何关系为非线性; ② 计及线路不平顺; ③ 计及缓和曲线上曲率及超高的变化; ④ 不计车辆产生轮缘接触等大蠕滑现象; ⑤ 蠕滑规律以及悬挂元件是线性的; ⑥ 不计自旋蠕滑所产生的蠕滑力; ⑦ 不计钢轨的弹性及阻尼。

在竖向, 假定车轮始终密贴于钢轨, 即轮轨之间在竖向通过位移联系。而在横向, 由于轮轨之间存在间隙, 只能通过力来联系。其中蠕滑力由蠕滑理论求得。

1. 4 　列车通过曲线桥梁时坐标系的采用

当桥梁位于线路上曲线区段时, 通常以多跨简支直线梁组成的折线梁段来实现, 如图1 所示。以前分析列车通过曲线桥梁采用2 种方法:一为只采用曲线正交随动坐标系, 二为采用系统整体坐标系[8 ] 。本文在考虑列车曲线通过时, 对列车部分采用轨道随动坐标系, 桥梁部分使用系统整体坐标系, 两个系统间的动力学和运动学量值通过坐标转换矩阵实现。这种方法可以使分析分别在简单的系统中进行, 同时其转换的实现方式是标准的。

1. 5 　动力平衡方程解法

车辆、桥梁动力平衡方程都是大型动力微分方程组。求解这类问题, 一般采用直接数值积分方法。本文即采用了常用的wilson -θ法。

2 　程序的实现

用visual c + + 6. 0 开发了城市轨道交通列车走行性研究系统rtv 。本程序主要包括4 类:cbridge(桥梁类) 、cvehicle(车辆类) 、ctrain(列车类) 、ctrack(轨道类) 。另外利用其可视化的特点,制作了良好的界面,如图2 所示。

3 　走行性分析

3. 1 　平曲线中缓和曲线长度对列车走行的影响

平曲线中缓和曲线的长度对列车走行的影响主要有: ① 通过缓和曲线时, 因内外轨不在同一平面上, 而使前轮内侧减载, 在横向力作用下, 可能发生脱轨事故, 因而要对外轨超高顺坡值加以限制; ② 通过缓和曲线时, 外轮在外轨上逐渐升高, 其时变率应不致影响旅客舒适; ③ 旅客列车通过缓和曲线, 未被平衡的离心加速度逐渐增加, 其时变率应不致影响旅客舒适。按上述3 个条件推导的公式[9 ] 计算, 在城市轨道交通中,400 m 半径曲线所需最短缓和曲线51 m ;800 m 半径曲线所需最短缓和曲线26 m 。

图1 　曲线轨道折线梁及桥墩布置平面图

图2 　双线对开

图3 ～ 6 为r= 400 m 时由自编程序rtv 进行计算得到的结果(车辆参数取自地铁1 号线,下同) 。由此可见,随着缓和曲线长度的增加,列车通过平曲线时的性能,包括安全、横向舒适、竖向舒适会得到很大的改善。同时可以看出:30 m 缓和曲线对800 m 半径曲线及60 m 缓和曲线对400 m 半径曲线已能满足要求。

图3 r= 400 m 时缓和曲线长度与横向斯佩林指标的关系 图4r= 400 m 时缓和曲线长度与竖向斯佩林指标的关系

图5 r= 400 m 时缓和曲线长度与横向蠕滑力关系 图6 r= 400 m 时缓和曲线长度与脱轨系数的关系

经过理论分析和自编程序计算可以看出:在城市轨道交通中缓和曲线长度可以比标准铁路适当减小, 标准铁路缓和曲线长度的规定见文献[ 9 ] 。本文建议400 m 半径曲线最小缓和曲线长可取60 m ;800 m 半径曲线最小缓和曲线长可取30 m 。

3. 2 　竖曲线半径大小对列车走行的影响

设定竖曲线半径大小应考虑2 个因素: ① 列车通过竖曲线时, 会产生的竖直离心加速度; ② 列车通过凸形竖曲线时, 产生向上的竖直离心力, 上浮车辆在横向力作用下容易产生脱轨事故。按这2 个条件推导的公式[8 ] 计算, 在城市轨道交通中, 所需竖曲线半径为1 646 m 。

图7 、图8 为由自编程序计算得到的结果:分别计算了半径大小分别为5 000 m 、3 000 m 、2 000 m 、1 000 m、500 m 、300 m 时的情况。可见,随着曲线半径的增大,列车通过性能会得到很大的改善。另外,由图可见, 2 000 ～ 3 000 m 半径竖曲线对行车舒适、安全已能满足要求。

经过理论分析和自编程序计算, 本文推荐最小竖曲线半径可取2 000 ～ 3 000 m 。

3.3 　列车通过直线桥梁走行性分析

轨道交通明珠线大部分采用跨径30 m 左右的预应力混凝土单箱双室梁,截面特性为:a = 5.3 m2 ,ix = 2.63 m4 ,iy =2.26 m4 ,iz =21.1 m4 ,e =3.5 ×1010 n/ m2 ,g =1.5 ×1010 n/ m2 ,γ =2.5 ×103 kg/ m3 ,轨道中心线离桥梁中心线的距离b = 2 m ,桥梁质心离轨顶面的高度h = 1 m 。

图7 　v = 80 km/ h 竖曲线半径与竖向斯佩林指标的关系

图8 　v = 80 km/ h 竖曲线半径与轴重减载率的关系

3. 3. 1 　基础不均匀沉降对列车走行的影响

本文选用6 跨32 m 桥梁进行研究,隔桥墩沉降量相同。rtv 程序计算结果表明:单线通过桥梁时,随着基础沉降的增加,某些桥梁跨中竖向挠度和冲击系数要减小,某些桥梁跨中竖向挠度和冲击系数要增加;双线对开通过桥梁时,随着基础沉降的增加,所有桥梁的跨中竖向挠度和冲击系数都要增加;不论单线还是双线,随着基础沉降的增加,列车的竖向振动都要加剧。

3. 3. 2 　桥梁徐变对列车走行的影响

本文取6 跨32 m 桥梁进行计算。假设桥梁各跨徐变大小相同,各跨桥梁徐变线型为抛物线。计算结果表明:无论单线还是双线通过桥梁时,随着桥梁徐变的增加,所有桥梁的跨中竖向挠度和冲击系数要减小,而随着桥梁徐变的增加,列车的竖向振动有加剧趋势。

3. 3. 3 　列车通过直线桥梁计算结果

① 列车静力通过直线桥梁竖向挠度单线为4. 34 mm , 双线为8. 23 mm 。单线动力过桥,竖向挠度最大为4. 432 mm ; 双线动力过桥,竖向挠度最大为8. 626 mm 。挠跨比1/3 710 符合现有规范1/ 800 的要求。

② 单线过桥冲击系数最大为1. 021 , 双线对开冲击系数最大为1. 048 。

③ 列车通过直线桥梁,横向振幅最大为0. 041 mm , 远小于规范的要求。

3. 4 　列车通过多跨简支曲线轨道折线梁走行性分析

把6 ×32 m 跨度的桥梁布置在曲率半径分别为400 、600 、800 m 的曲线圆弧段上进行分析。经计算,得出以下结论:

① 当列车在曲线轨道折线梁上运行时,列车横向振动响应,如横向舒适度指标、横向蠕滑力、脱轨系数等一般均比在直线梁上运行时要大。

② 由桥梁跨中横向振动位移时程曲线(见图9) 可以看出,曲线轨道折线梁的跨中横向振动位移波形相对平衡位置有一定偏心,而列车通过直线桥时,桥梁跨中则是在平衡位置附近作来回振动。

图9 　r=400 m , 双线, v= 80 km/ h 通过桥梁跨中横向位移

③ 随着平曲线半径的减小,桥梁的横向振幅要增大。

④ 明珠线曲线轨道折线梁具有足够的横向刚度,车桥最大振动响应在规定的行车安全、舒适的控制指标以内。列车最大横向舒适度指标2. 756 接近我国机车平稳性评定标准优良2. 75 ; 最大脱轨系数0. 455 小于我国规定的容许限值1. 0 ; 桥梁横向振幅最大为0. 158 mm 。

4 　结论与建议

1. 上海轨道交通明珠线的设计是安全的,桥梁的竖向、特别是横向刚度足够大。建议今后在设计城市轨道交通桥梁时考虑这方面的因素,根据动力分析的结果确定桥梁的横截面,以达到较为经济的目的。

2. 为保证旅客乘坐的舒适性,控制缓和曲线的长度是必要的。本文建议平曲线半径为400 m 时,缓和曲线长度不宜小于60 m ; 平曲线半径为800 m 时,缓和曲线长度不宜小于30 m 。

3. 在竖向曲线坡度的选用上,列车的安全性和平稳性不是控制因素。建议竖曲线半径取2～3 km 。

4. 由于桥梁截面较大、列车运行速度较低等原因,基础沉降、桥梁徐变的影响总体上不是太大[ 10 ] 。

参考文献:

[1] 孙　章. 加快发展以轨道交通为骨干的城市公共交通[j ] . 城市轨道交通研究,1998 (2) :3～5.

[2] 张　弥,夏　禾,冯爱军. 轻轨列车和高架桥梁系统得动力响应分析[j ] . 北方交通大学学报,1994 ,18(1) :1～8.

[3] 吴　迅,李新国,胡　文. 列车过桥竖向振动模型试验研究及其程序验证[j ] . 上海铁道大学学报,1997 ,18(4) :37 ～44.

[4] 朱东生,田　琪. 高速铁路车桥系统横向振动研究[j ] . 兰州铁道学院学报,1997 ,16(3):1～6.

[5] 王　刚. 高速铁路三塔斜拉桥车桥动力分析[j ] . 上海铁道大学学报,1999 ,20(10) :11～15.

[6] 张玉良,匡文起. 结构矩阵分析[m] . 沈阳:辽宁科学技术出版社,1987. 286～288.

[7] 王福天. 车辆系统动力学[m] . 北京:中国铁道出版社,1994.

[8] 郭文华. 中小跨度铁路桥梁横向刚度分析[ d ] . 长沙:长沙铁道学院,1999.

铁道桥梁工程论文范文第9篇

关键词：道桥设计；问题；措施

中图分类号：U448文献标识码： A

引言

随着国民经济增长,人民生活水平提高,对铁路运输安全性、时间性、舒适性要求越来越高,为适应国民经济发展的需要,以既有铁路提速(客车160～ 200 km/h,货车90 km/h)、较高速度的客货共线(客车200～ 300 km/h,货车120 km/h)、较高速度的客运专线(客车250～ 350 km/h)的铁路建设新高潮已经拉开序幕。

1、铁路桥梁现状

随着改革开放的不断深入发展，我国的铁路工程建设得到了迅速的发展。作为道路工程的重要组成部分，桥梁的建设速度非常快。近年来，我国的桥梁建设进入了一个新时期，主要表现为一大批结构新颖、跨度大、技术含量高的桥梁被建成，这表明我国的桥梁建设已经达到国际先进水平。我国最近几年来建成的大跨度桥梁在世界桥梁建设领域中产生了广泛的影响，取得了显著的地位。

2、高速铁路桥梁的特点

高速铁路由于具有高速度、高舒适性、高安全性、高密度连续运营等特点,对其土建工程提出了极其严格的要求。由于速度大幅提高,高速列车对桥梁结构的动力作用远大于普通铁路桥梁,桥梁出现较大挠度会直接影响桥上轨道平顺性,造成结构物承受很大冲击力,旅客舒适度受到严重影响,轨道状态不能保持稳定,甚至危及列车运行安全。这些都对桥梁结构的刚度和整体性提出了严格的要求。高速铁路桥梁的特点可概述为:

2.1、桥梁所占比例大,高架长桥多桥梁在高速铁路中所占的比例较大,主要原因是因为在平原、软土以及人口和建筑密集地区,通常采用高架桥通过。高速铁路桥梁技术标准要求高,因而投资也较高,桥梁设计和建造对高速铁路的建设周期和造价都会产生重大的影响。

2.2、以中、小跨度为主由于高速铁路对桥梁刚度要求严格,因此,桥梁不宜采用大跨度,应以中、小跨度为主。

2.3、桥梁刚度大,整体性好为了保证列车高速、舒适、安全行驶,高速铁路桥梁必须具有足够大的竖向和横向刚度以及良好的整体性,以防止桥梁出现较大挠度和振幅。同时,还必须严格控制由混凝土产生的徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形,以保证轨道的高平顺性。

2.4、限制纵向力作用下结构产生的位移,避免桥上无缝线路出现过大的附加力由于桥梁结构的温度变化、列车制动、桥梁挠曲会使桥梁在纵向产生一定的位移,引起桥上无缝线路钢轨产生附加应力,过大的附加应力会导致桥上无缝线路失稳,影响行车安全,因此,要求桥梁墩、台具有足够的纵向刚度,以尽量减少钢轨附加应力和梁轨间的相对位移。

3、应对铁路桥梁设计出现问题的措施

3.1、落实桥梁设计的可持续发展观，加大科技的投入

现代铁路桥梁设计中，需要采用到多方面的科学技术辅助，例如采用计算机对数据进行精确运算、绘制图纸等；应用桥梁智能制造系统；采用遥控技术控制铁路桥梁的施工。在设计中增加科技的投入，尽量减小成本、缩短施工周期及施工消耗，这一切都遵循了可持续发展的观念，符合当前经济发展趋势。

3.2、抗震设计

3.2.1、抗震设计参数

桥梁结构的刚度、强度和延性,是桥梁抗震设计的三个主要参数。桥梁抗震设计应同时考虑刚度、强度和延性,尤应注重提高桥梁结构整体的延性能力。刚度为了正确可靠地计算结构在地震侧向力作用下的变形,进而控制其变形,设计时必须估算出结构的实际刚度。这个量值把荷载或作用力与结构的变形联系起来。对结构刚度的估计值将直接影响到对结构地震反应位移的预期值。强度要保证桥梁结构在预期的地震作用下免遭破坏,结构就必须具有足够的强度,以抵抗结构在其弹性地震反应时所产生的内力。延性延性是位于地震区的桥梁结构所必须具备的一个重要特性。由于地震动对结构的作用是以运动方式,而非力的方式出现,当大地震迫使桥梁产生大变形时(这些变形可能远远超出了弹性范围),结构必须仍能维持其大部分初始强度,能够依靠其延性在大地震中免于倒塌,把严重的破坏降低到最低限度。《铁路震规》规定:对简支梁桥,按多遇地震检算墩身的强度、偏心和稳定性,并按罕遇地震对钢筋混凝土桥墩的延性进行检算。

3.2.2、抗震概念设计

抗震概念设计是从概念上,特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策。对地震区桥梁,必须选用合理的结构体系。从抗震角度出发,合理的结构体系应符合下列各项要求。具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径;具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部削弱或突变而成为薄弱部位;具备必要的承载力、良好的变形能力和耗能能力;从以上概念出发,理想的桥梁结构体系布置应是:从几何线形上看,桥梁是直的,各墩高度相差不大。因为弯桥或斜桥使地震反应复杂化,而墩高不等则导致桥墩刚度变化,使抗侧力桥墩中刚度较大的最先破坏。

3.3、上部结构型式设计

高速铁路一般按双线修建,在双线并列的情况下梁部结构可采用两单线桥的分离式结构,如T形梁和分离式箱梁;也可采用双线桥的整体式结构,如整体式箱梁。从理论上讲,整体式与分离式应具有相同的竖向刚度,但由于在计算中,整体式结构按双线活载进行了折减,因而其变形较小;从车辆运行的平稳性上看,整体式由于自重加大,旅客乘坐舒适度有更大改善;从结构来说,整体式结构由于腹板少,有利于节省施工量,且较厚的腹板对布筋和提高耐久性都有利;从施工来看,整体式在制梁速度上也比分离式明显加快。因此,设计上部结构时,应优先考虑整体式结构。

3.4、桥面设计

高速铁路桥梁设计主要分为桥面宽度设计和桥面布置两个方面内容。第一,高速铁路桥梁的桥面宽度较普速铁路桥宽,以适应高速行车要求,并便于检查和养护。为了检查人员安全,人行道内侧距车辆壁应≥1.2m(风压带宽度)。同时人行道直接布置在主梁翼缘上而不采用在主梁外侧加托架的方案。第二,高速铁路为了便于桥上线路养护维修作业,不设护轮轨,而采用加高挡碴墙的措施,以防止列车倾覆。道碴槽的宽度根据满足道床清筛的要求而定。接触网支柱在桥上的位置是根据接触网专业的技术要求和曲线内侧限界加宽要求确定的。为满足桥上行走桥梁检修小车的要求,接触网支柱外侧至护栏内侧至少需要0.8m的宽度。

4、结语

铁路桥梁由于其特殊性，在施工质量方面要求十分严格。然而，影响混凝土浇筑质量的因素众多，以上这些因素只是其中一部分，还有很多可知和不可知，可预料和不可预料的因素。因此，为了保证施工质量，必须从源头开始，首先从人的质量意识开始抓起，每一步工序都应进行严格的质量控制，对已经出现的问题及时补救，对未出现的问题应防患于未然，抓好每一个质量关。

参考文献

[1]项海帆,吴定俊. 我国铁路桥梁的现状和展望[J]. 铁道建筑技术,2001,02:1-5+0.

铁道桥梁工程论文范文第10篇

【关键词】桥梁工程；简支梁；箱梁；预制；拼装；施工技术

1.研究概述

1.1国外研究现状

由于国外关于高大桥梁的建设施工进行较早，在上世纪初甚至是在19世纪大量的进行了桥梁施工[1]，在经过了长期的施工经验的总结下，形成了以大量的不同型号、不同吨位的建桥机械施工例如各式的运梁机、架桥机等[2]。随着国外机械化程度的发展，国外现在的桥梁施工主要依靠架桥机械进行现代化施工[3]。根据文献参考，使用大量机械施工不但可以节省大量的人力以及物力还可以极大的缩短施工工期[4]。这样的先进经验为我国的桥梁建设提供了大量的宝贵的参考价值。

1.2国内主要研究现状

我国由于在桥梁大规模施工方面开始的时间较晚，近些年来我国才开始大规模的进行机械化桥梁施工[5]，所以在具体的一些施工经验上与国外发达国家相比有着一定的不足[6]。随着近些年来我国高速公路热潮的开始，特别是近些年来我国高速公路发展速度加快[7]，我国开始对大型施工技术进行了相当多的研究。我国在桥梁施工技术方面的研究特别是简支箱梁预制拼装施工技术方面的研究主要集中在以下几个方面[8]：

（1）简支箱梁施工设备以及施工技术研究。

（2）简支箱梁预制场地以及简支箱梁存梁区域研究。

（3）大型桥梁预制拼装施工组织设计研究。

2.大型桥梁简支箱梁预制拼装结构施工技术研究

2.1高速以及铁路桥梁箱梁预制拼装施工技术要求研究

根据对多年工作经验进行相应的总结并依靠设计文件中对高速以及铁路桥梁的施工要求进行研究。作为我国新型的高速以及铁路大型桥梁应当具有以下几个特点：

（1）桥梁刚度较大，整体性要求较高：由于我国高速列车以及汽车工业的快速发展。对于桥梁的整体性特别是竖向方向的挠度控制要求越来越高。所以根据对近些年来桥梁设计文件的研究，我们可以得到新一代的桥梁施工中关于桥梁的刚度要求要较为严格。

（2）严格限制纵向作用力产生的结构位移，减小无缝线路中的附加压力：由于经过多年工作经验总结，桥梁易受到温度影响以及车辆制动影响等外界因素产生变形。这些变形会影响行车安全性。所以，为了保证桥梁可以安全有效的进行工作必须要保证纵向结构位移。

2.2简支箱梁预制拼装施工存梁区域技术研究

在现代桥梁施工中预制箱梁的存梁区域的选择决定了桥梁施工的主要施工进度以及施工组织设计的编制。所以根据经验，在确定了箱梁的简支预制拼装施工技术后，应当马上选取相应的存梁区域的位置。主要的选取依据根据理论分析以及经验总结有以下几点：

（1）台座数量：由于在施工过程中会受到较大的其他因素影响，例如软土地区施工工期较长，应当尽量设置较多的施工台座。所以施工台座数量直接影响了存量区域的选择。所以在存量区域选择确定之前一定要编制好完整的施工组织计划，科学确定台座数量。

（2）提梁方式以及提梁便道的设计：由于在现在的大型桥梁施工中，大型运梁机可以节省较多的施工时间以及人力成本。所以在考虑存梁区域时应当考虑到提梁方式以及提梁便道的方式。

3.高速公路以及铁路大型桥梁简支箱梁预制拼装施工技术研究

3.1具体施工技术方法研究

由于在上面的研究中我们可以看到对整体刚度的要求较高是预制箱梁预制拼装施工中的施工技术要点。所以根据具体的刚度要求以及整体性要求，在高速公路以及铁路大型桥梁的施工中主要可以采取以下三种具体的施工技术：

（1）制运架梁法。

（2）桁架法现浇。

（3）架桥机桥位制梁。

主要的施工流程为：现场预制箱梁，箱梁运输至架梁位，箱梁架设安装。在施工工序中分别有钢筋绑扎、钢筋笼制作、混凝土浇筑、混凝土养护等一系列工序。在整体施工过程中具体关于决定架梁工期的主要施工工序主要为：灌注箱梁混凝土与箱梁混凝土养护。

3.2具体施工技术要求研究

具体的施工技术方面的研究结果主要集中在具体的施工工艺上。为了保证箱梁预制拼装施工效果满足现代高速桥梁的整体性高、刚度大以及平顺性好的技术要点关于施工过程中应当在以下几个方面予以重视：

（1）冬季施工技术要点要求：冬季施工是指平均气温低于零下3摄氏度的时间连续超过十天。在这段时间内施工时必须要严格参考气候资料。缩短混凝土运输时间，并保证混凝土入模时间不低于10摄氏度。特别是在气温低于零下5摄氏度时，应当马上停止预制箱梁。以免温度过低导致箱梁质量水平降低，难以满足桥梁质量要求。

（2）夏季施工技术要点要求：在昼夜平均气温高于三十摄氏度时，关于箱梁预制拼装施工应当按照夏季施工技术要点进行施工。具体的施工要点有：入模温度不能低于35摄氏度。严格控制混凝土坍落度，保证每50立方混凝土进行一次混凝土坍落度测定。在进行压浆施工时一定要保证浆体温度小于25摄氏度。

（3）施工设备的筛选：高速桥梁预制箱梁简支拼装施工中具体有三种施工技术。三种具体的施工技术可以根据实际情况进行选择或者结合使用。但是，在建设桥梁时，建议在资金较为宽裕的条件下应当尽量选择架桥机施工技术。可以选择地有轮胎式架桥机与900t架桥机。这样的施工技术可以在保证施工质量的同时满足施工进度的具体要求。

4.结论与展望

4.1结论

在进行桥梁施工时特别是在进行箱梁预制拼装施工时，因为要保证桥梁的整体性、平顺度以及刚度要求。所以应当考虑到以下几点施工技术要点：

（1）明确施工目的，保证施工技术，保证桥梁在修建完毕后可以保证良好的整体性特别是竖向的挠度与纵向裂缝的质量控制。

（2）选择合适的存梁区域，根据大机械化施工技术特点的要求，保证存梁区域可以满足施工工期要求。

（3）严格分析施工工艺流程，研究得到了影响施工工期的最主要的施工流程。

（4）为了在保证施工质量的基础上保证施工进度的要求，对于不同季节条件下的施工技术做出了一定的限制。

4.2展望

随着我国近些年来，高速铁路的大量修建，对于高速桥梁的建设特别是关于高速桥梁预制箱梁拼装施工技术的研究会越来越多。本文通过对桥梁施工技术理论研究以及多年工作经验的总结对桥梁的施工技术提出了一定的施工要求技术要求。但是随着社会的发展，今后这方面研究应该更加系统化更加专业化。

【参考文献】

[1]李志义主编.秦沈客运专线施工技术[M].北京：中国铁道出版社，2003.

[2]李怡厚主编.铁路客运专线架梁铺轨施工设备[M]北京中国铁道出版社，2003.

[3]铁建设[2004]157号，京沪高速铁路设计暂行规定.

[4]铁建设函[20051754号，客运专线无碴轨道铁路设计指南.

[5]秦沈指挥部.秦沈客运专线技术总结[MI].北京：中国铁道出版社，2002.

[6]王喜军，申全增.秦沈客运专线桥梁新结构综述[J]铁道标准设计，2002，（1）：9-17.

铁道桥梁工程论文范文第11篇

关键词:预应力技术;铁路桥梁工程;施工应用;施工质量;分析

中图分类号：U445 文献标识码：A

随着铁路桥梁工程施工的不断发展, 预应力施工技术在铁路桥梁工程施工中的应用也越来越广泛, 铁路桥梁工程施工人员对于预应力施工技术的掌握也越来越熟练。预应力技术在铁路桥梁工程施工应用中容易受到一些外界因素的影响, 容易对工程施工质量造成一定的影响, 因此, 在应用预应力技术进行铁路桥梁工程施工时, 应注意避免预应力施工中的相关问题, 严格控制施工质量, 减少预应力施工对于铁路桥梁工程施工质量的影响。

1.工程施工中的预应力技术

在工程建设施工过程中, 对于已经夹紧预应力筋的锚具进行张拉作用并且在相应的预应力混凝土结构工程中进行预加应力的施工过程就是预应力技术施工。 在工程施工建设过程中,预应力施工技术中的混凝土结构部分在预应力施工中可以通过外部预应力施工或者内部预应力施工两种不同的预应力施工技术方法进行施工实施，其中, 使用外部预应力施工技术进行施工工程中的混凝土结构部分的预应力施工主要就是利用机械设施进行外部反力作用的调节, 从而控制混凝土结构中的预应力作用情况, 实现工程建设中的预应力施工需求;而使用内部预应力施工技术进行施工工程中的混凝土结构部分的预应力施工就是指利用相关机械设备进行预应力筋的张拉从而实现混凝土结构工程中的预应力作用需求，使用内部预应力施工方法进行施工工程中的混凝土结构部分的预应力施工中除了使用机械设备进行施工应用外, 还可以使用电热法以及白张法等施工方法进行施工工程混凝土结构部分的预应力施工，使用机械设备进行施工工程的混凝土结构部分的预应力施工中, 施工应用到的机械设备主要有千斤顶或者是一些其它的张拉施工工具, 应用机械设备进行施工工程混凝土结构部分的预应力施工方法是预应力施工中经常应用到的施工方法，在工程施工过程中主要依照张拉预应力筋以及浇筑混凝土构件的施工工序情况, 应用机械设备进行施工工程混凝土结构部分预应力施工的具体施工工艺情况也有不同。

2. 预应力技术在铁路桥梁工程施工中的应用及问题

2 .1 预应力施工技术在铁路桥梁工程施工中的应用预应力施工技术在工路桥梁工程施工中的具体应用情况根据铁路桥梁工程的具体施工结构等情况主要有三个部分, 即铁路桥梁工程的受弯构件施工部分以及铁路桥梁工程的加固施工部分。铁路桥梁工程的钢筋混凝土施工结构中的多跨连续梁施工部分，铁路桥梁工程的这三个施工部分在具体施工建设中都需要应用到相应的预应力施工技术，其中, 在铁路桥梁工程的受弯构件施工中, 对于加固构件中存在的相关初始内力造成的铁路桥梁工程混凝土结构部分的应力变化有着一定的影响, 为避免这种影响作用对于铁路桥梁工程施工质量的影响需要施加相应的预应力作用, 以保证工程的施工质量，对于铁路桥梁工程的加固施工中, 对于预应力施工技术的应用是为了对于铁路桥梁工程施工中需要进行补强以及加固改善的施工部分进行提高改善, 从而保证铁路桥梁工程的施工质量，在铁路桥梁工程中需要进行加固改善的施工部分主要就是铁路桥梁工程的构件以及结构施工部分，最后就是在铁路桥梁工程的钢筋混凝土结构部分的多跨连续梁施工中也需要应用到相应的预应力施工技术， 铁路桥梁工程中的钢筋混凝土结构部分的多跨连续性梁的施工中, 对于多跨连续梁的抗弯承载力以及抗剪承载力的施工中都需要相应的预应力进行加固改善, 以满足铁路桥梁工程的施工质量需求。

2. 2 铁路桥梁工程中的预应力施工问题在应用预应力施工技术进行铁路桥梁工程的施工中, 预应力施工容易受到一些外界因素的影响, 因此在施工过程中不免会存在一定的施工问题, 对于铁路桥梁工程的施工开展会存在一定的影响，铁路桥梁工程中预应力施工问题主要表现在, 铁路桥梁工程施工中的波纹管堵塞对于预应力施工的影响以及预应力超长束的张拉工艺问题!后张预应力结构中的张拉力控制问题等，其中, 铁路桥梁工程中的波纹管堵塞对于预应力施工的影响主要就是指在进行铁路桥梁工程施工中, 由于波纹管的堵塞导致预应力施工中预应力的钢绞线无法进行通过或者对于张拉力的预应力钢绞线伸长情况受到影响等，而铁路桥梁工程中的预应力超长束张拉工艺问题主要是指在铁路桥梁施工过程中连续跨梁中每跨预应力束一端的张拉中需要两端对称, 否则对于工程的施工质量会造成一定的影响， 最后就是铁路桥梁工程预应力施工中的后张预应力结构中对于张拉力情况的具体控制实施, 应注意的是一般情况下每束张拉力不同, 因此具体控制也不同"除此之外, 在铁路桥梁工程的预应力施工应用中, 预应力结构中张拉前的缝隙问题以及预应力钢筋孔道的堵塞问题也是铁路桥梁工程预应力施工中应注意的问题。

3. 铁路桥梁工程预应力施工问题的解决措施针对上述铁路桥梁工程预应力施工应用中存在的问题, 在进行铁路桥梁工程的预应力施工应用中应根据相应的解决措施进行施工应用与避免， 首先对于铁路桥梁工程施工中出现的堵管问题对于预应力施工的影响中, 应注意对于具体的堵管位置进行标注, 并注意避开梁主筋进行钻孔以保证预应力钢绞线顺利穿过或者自由的伸缩，对于铁路桥梁工程预应力施工应用中的其它一些施工问题应结合铁路桥梁工程的具体结构部分施工情况进行施工应用以及施工注意, 以保证铁路桥梁工程的预应力施工质量。

4. 结束语

预应力施工技术在铁路桥梁工程施工中的应用相对比较广泛,在施工应用过程中应注意根据相应的施工技术以及施工工艺对于预应力施工中存在的问题进行解决避免, 保证铁路桥梁工程的施工质量。

参考文献

[1]黄昌伟试析预应力技术在铁路桥梁施工中的应用=耳商品与质量2 0 12 (2) .2012

[2]刘哲铁路桥梁施工中预应力技术施工=习.中国科技博览.201 2(15) .73 2012

[3]何海良.简析预应力在铁路桥梁施工中的有效应用[J] .城市建设理论研究.2012

铁道桥梁工程论文范文第12篇

近年来，我国经济发展迅速，国家对铁路建设的支持力度越来越大，铁路桥梁建设事业也取得了令人瞩目的成就。本文从铁路桥梁施工的质量要求出发，简要点明了我国铁路桥梁建设现状以及铁路桥梁施工质量影响因素，并探讨了铁路桥梁施工质量控制要点。

关键词:

铁路桥梁；施工质量；控制要点

铁路桥梁建设质量直接影响人们运输安全，越来越多的学者致力于铁路桥梁建设质量的研究。保证铁路桥梁的施工质量对确保铁路建设质量意义重大，本文将探讨铁路桥梁施工质量控制要点，希望能帮助延长高速铁路应用寿命，促使我国铁路建设行业实现健康、可持续发展。

1铁路桥梁施工的质量要求

铁路桥梁建设工程具有施工难度大、资金投入高的特点，铁路桥梁施工质量有诸多要求。首先，铁路运输对桥梁结构动力性能的要求比较高，高速铁路列车的运行速度十分快，会对铁路产生强烈的冲击和振动，荷载大、动力剧烈等因素容易引发车桥共振，若想规避车桥共振问题，桥梁施工设计时应具备足够的结构动力性能。其次，高速铁路建设要求桥梁轨道有充足的平顺性，只有保证桥梁轨道平顺、良好，才能让列车安全、平稳的在铁路轨道上运行，才能从根本上保证乘客的生命安全和旅途舒适性。再次，铁路客运专线桥梁的标准比较高，铁路桥梁结构型式也不同于其他交通路段的建设，若是桥梁路段出现质量故障，极容易坍塌，引发不可估量的经济损失，因此，与其他路段的施工作业相比，铁路桥梁的建设需要更高水平的施工工艺。

2我国铁路桥梁建设现状分析

铁路桥梁的结构形式存在自身特点，比较常见的是小跨度简支桥梁，下面简要介绍一下铁路桥梁的4种常见型式。(1)钢筋混凝土简支梁。此种建设型式具有跨度小(跨度一般不足20米)的特点，早在上世纪70年代，国家铁道部就以简支梁为依据设计了8种桥梁建设型式，因为它是简支梁，因此，它的应用存在地域局限性。(2)钢板梁。钢板梁有上承式钢板梁和下承式钢板梁之分，以钢板梁为建设型式的铁路桥梁跨度一般为32米或40米。与上承式钢板梁相比，下承式钢板梁的主梁间距相对较大，因此，下承式钢板梁无论是在横向刚度看，还是在稳定性上看，都优于上承式钢板梁。(3)预应力混凝土简支梁。近年来，预应力混凝土简支梁得到了迅速发展，并在铁路建设工程中广泛应用。目前，社会上可以看到跨度为64米的预应力混凝土简支梁。(4)简支钢桁梁。简支钢桁梁具有多种多样的建筑形式，其中最为常见的3种为穿式、半穿式以及上承式，在中等跨度桥梁中，多采用半穿式桁梁。半穿式桁梁的横截面呈半开口状，他的横向刚度和抗扭刚度相对较小，不利于车辆快速行驶，一般情况下，半穿式桁梁的定型设计跨度在40～48米之间。我国诸多设计师在铁路桥梁简支梁的定型方面做了大量工作，致使我国桥梁结构得到不断改善。在铁路桥梁施工技术提高、施工速度加快的同时，铁路桥梁建设的质量成了人们质疑的对象，铁路桥梁建设质量不佳，可直接导致交通事故，因此，有必要对铁路桥梁施工的质量控制关键点进行探讨。

3铁路桥梁施工质量影响因素探讨

3．1人员因素

人员在任何工程项目中都是主动性要素，铁路桥梁施工的成员既是工程建设的执行者，又是工程建设的受益者。铁路桥梁的施工工种比较多，用到的员工也比较多(包括装吊工、电焊工、起重工等等)，多数施工单位的员工素质水平参差不齐，此外，施工人员质量控制意识淡薄、技术水平低下、施工作业时态度不严谨等等容易造成人员操作误差，最终影响整个桥梁项目的建设质量。

3．2材料设备因素

铁路桥梁的建设需要运用到多种材料，施工材料质量不过关会直接降低整个工程项目的质量。除生产材料外，铁路桥梁的成功建设也离不开良好设备的应用。在实际施工作业中，作业者需运用到各种各样的施工设备、施工工具，若施工设备的型号不能满足施工要求或施工设备出现故障则会延缓施工进度。

3．3施工工艺因素

在铁路桥梁建设中，涉及到衔接、装置配置、加工等施工工艺。施工方案的设计是否规范、施工工艺流程是否正确直接关系到铁路桥梁的质量控制成效。设计师应结合工程实际设计施工方案，尽量保证施工方案操作简便、技术可行、工艺规范。

4铁路桥梁施工质量控制的要点

4．1提高施工人员专业技能

铁路桥梁的建设质量直接受施工作业者的专业技能水平影响，施工单位应充分重视并做好施工团队的专业技能培训工作。首先，施工单位应组织施工作业者学习新知识、新技能，并列举实例让他们认识到安全施工的重要性，提高他们的质量意识。无论是项目部、安检部还是工艺安装部的施工人员，都要求持证上岗。其次，施工单位可重用那些经验丰富、技术水平高且责任心强烈的专业人员，让他们担任技术指导，发挥他们在铁路桥梁建设施工中的带头作用。再次，施工单位可适当增加工程质量检验次数，以此来规避施工人员疏忽大意、不按规范操作问题。

4．2做好材料设备的质量控制工作

首先，应贯彻落实进厂检验制度，无论是原材料、半成品、成品，还是机械设备，进厂前都要对其外观形态、尺寸、数量进行检查，验收合格后方能投入使用，其次，应注意查看材料设备是否具备质量合格文件，检查材料设备的性能是否能达到施工规范要求。日常工作中应注意做好机械设备的养护工作，并定时对设备性能进行检测。再次，当施工设备出现质量问题或老旧时，应停止应用。

4．3做好施工工艺质量控制工作

从施工工艺角度看，首先应做好样板的质量控制和验收工作，对控制图进行规划、管理。总工程师还应携施工作业者、施工技术工作者妥善进行技术交底工作，并对施工现场的工艺操作方法进行现身指导。除此之外，还应不断对工程建设过程中运用的施工技术和施工工艺进行优化，促使整个施工流程更加规范。

4．4完善管理机构，提高桥梁施工质量控制效能

企业若想保证桥梁建设施工质量，就必须以完善的质量管理组织机构做保障。施工单位应完善质量管理组织机构体系，对各个项目设置专门机构，并设置独立的测量机构、质检机构以及专职技术机构。与此同时，施工单位还应合理配备设计人员、监管人员以及技术人员，并落实奖惩机制，让施工质量直接与施工作业者和项目负责人的个人利益挂钩。

4．5做好桥梁施工建设的质量监督工作

铁路桥梁质量控制工作不但影响桥梁建设质量，还影响桥梁建设进度。在铁路桥梁的建设工程中，质量监督发挥着十分重要的作用。作为铁路桥梁的质量监管者，应严把各个施工程序的质量关，若想做好铁路桥梁的施工质量控制工作，就得实施监督、检查、管理各工序的建设情况，并按照国际质量标准对工程进行验收，以给施工质量提供有力保障。

5结语

铁路工程投资高，一旦出现施工质量问题可造成重大损失。桥梁施工在整个铁路施工中占有十分重要的地位，桥梁设计和建设是高速铁路施工建设中的关键技术，做好铁路桥梁的施工质量控制工作，能从整体上保障铁路运输安全。

作者：李政发 单位：中铁十二局集团四公司

参考文献

［1］牛犇．铁路桥梁施工混凝土工艺质量的控制研究［J］．科技与企业，2014(02):192－192．

［2］韩春军．关于铁路桥梁施工技术与质量控制的研究分析［J］．科技传播，2014(04):55－57．

［3］张洋．铁路桥梁连续梁施工中挂篮控制要点分析［J］．江西建材，2016(02):194－197．

铁道桥梁工程论文范文第13篇

关键词:城市轨道交通,走行性,振动

目前 我国城市轨道交通建设还处于起步阶段,由于缺少相应的建设标准,因此在工程设计中往往套用其他相近行业(如铁路) 的设计标准[ 1 ] 。但城市轨道交通有其自身的特点,这些标准的适用性是值得探讨的,因此,有必要建立使用城市轨道交通的技术标准,而轨道交通的安全性和乘客乘坐的舒适性(即列车的走行性) 是建立这些标准的出发点。

由于技术原因,我国铁路技术标准的制定,很大程度上以静力分析为主,所必须考虑的动力学 问题 往往也变换成一般的静力形式。目前我国的铁路设计技术标准已经难以适应提速、高速列车开行和新结构设计的需要。对此,许多学者正在进行标准铁路和高速铁路列车动力学的 研究 ,试图通过有效的研究,为铁路设计提供更为 科学 的技术支持[ 2～5 ] 。学者们的工作取得了成效,对轨道交通的 发展 起到了积极的作用。但是,这些研究各有特定的 方法 对象,难以对制定城市轨道交通结构的技术标准提供进一步的依据。因此,针对城市轨道交通工程中急需解决的实际问题,进行城市交通列车走行性研究是十分必要的。

1 模型的建立

由于列车、轨道、桥梁结构动力问题的空间特性,如平曲线、竖曲线、曲线桥梁等,以二维的方法(参见 文献 [ 2～4 ]) 进行研究有其局限性;因此在建立列车、轨道和桥梁模型时,应该采用三维空间模型。据此, 本文分别建立了每一辆车具有23 个自由度的车辆模型,桥梁则用每节点具有6 个自由度的有限元模拟[ 6 ] ,同时在考虑车桥耦合振动时,引进蠕滑理论[ 7 ] 以更好地反映轮轨之间的相互作用。

1. 1 车辆模型

由于列车运行的空间特性,本文在建立车辆计算模型时采用了轨道随动坐标系,因此在计算列车通过平曲线、竖曲线时,其质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵可以采用固定形式,而只需对外力向量进行修正,最后将不同情况下的附加外力向量进行迭加。一般情况下,用矩阵表示的列车动力平衡方程为

Mvδv + Cvδv + Kvδv = Fv

式中: Mv 为车辆质量矩阵; Cv 为车辆阻尼矩阵; Kv 为车辆刚度矩阵;δv 为车辆位移列向量;δv 为车辆速度列向量;δv 为车辆加速度列向量; Fv 为车辆外力列向量。

1. 2 桥梁模型

本文在建立桥梁模型时采用的是系统整体坐标系。用矩阵表示的桥梁动力平衡方程为

Mbδb + Cbδb + Kbδb = Fb

式中: Mb 为桥梁质量矩阵; Cb 为桥梁阻尼矩阵; Kb 为桥梁刚度矩阵;δb 为桥梁位移列向量;δb 为桥梁速度列向量;δb 为桥梁加速度列向量; Fb 为桥梁外力列向量。

1. 3 轮轨关系

本文采用了Kalker 的线性蠕滑理论, 并作了如下假定: ① 轮轨接触几何关系为非线性; ② 计及线路不平顺; ③ 计及缓和曲线上曲率及超高的变化; ④ 不计车辆产生轮缘接触等大蠕滑现象; ⑤ 蠕滑 规律 以及悬挂元件是线性的; ⑥ 不计自旋蠕滑所产生的蠕滑力; ⑦ 不计钢轨的弹性及阻尼。

在竖向, 假定车轮始终密贴于钢轨, 即轮轨之间在竖向通过位移联系。而在横向, 由于轮轨之间存在间隙, 只能通过力来联系。其中蠕滑力由蠕滑理论求得。

1. 4 列车通过曲线桥梁时坐标系的采用1. 5 动力平衡方程解法

车辆、桥梁动力平衡方程都是大型动力微分方程组。求解这类问题, 一般采用直接数值积分方法。本文即采用了常用的Wilson -θ法。

2 程序的实现

用Visual C + + 6. 0 开发了城市轨道交通列车走行性研究系统RTV 。本程序主要包括4 类:CBridge(桥梁类) 、CVehicle(车辆类) 、CTrain(列车类) 、CTrack(轨道类) 。另外利用其可视化的特点,制作了良好的界面,如图2 所示。

3 走行性分析

3. 1 平曲线中缓和曲线长度对列车走行的影响

图3 ～ 6 为R= 400 m 时由自编程序RTV 进行计算得到的结果(车辆参数取自地铁1 号线,下同) 。由此可见,随着缓和曲线长度的增加,列车通过平曲线时的性能,包括安全、横向舒适、竖向舒适会得到很大的改善。同时可以看出:30 m 缓和曲线对800 m 半径曲线及60 m 缓和曲线对400 m 半径曲线已能满足要求。

图3 R= 400 m 时缓和曲线长度与横向斯佩林指标的关系 图4R= 400 m 时缓和曲线长度与竖向斯佩林指标的关系

图5 R= 400 m 时缓和曲线长度与横向蠕滑力关系 图6 R= 400 m 时缓和曲线长度与脱轨系数的关系

经过 理论 分析 和自编程序 计算 可以看出:在城市轨道 交通 中缓和曲线长度可以比标准铁路适当减小, 标准铁路缓和曲线长度的规定见 文献 [ 9 ] 。本文建议400 m 半径曲线最小缓和曲线长可取60 m ;800 m 半径曲线最小缓和曲线长可取30 m 。

3. 2 竖曲线半径大小对列车走行的 影响

设定竖曲线半径大小应考虑2 个因素: ① 列车通过竖曲线时, 会产生的竖直离心加速度; ② 列车通过凸形竖曲线时, 产生向上的竖直离心力, 上浮车辆在横向力作用下容易产生脱轨事故。按这2 个条件推导的公式[8 ] 计算, 在城市轨道交通中, 所需竖曲线半径为1 646 m 。经过理论分析和自编程序计算, 本文推荐最小竖曲线半径可取2 000 ～ 3 000 m 。

3.3 列车通过直线桥梁走行性分析

图7 v = 80 km/ h 竖曲线半径与竖向斯佩林指标的关系 图8 v = 80 km/ h 竖曲线半径与轴重减载率的关系

3. 3. 1 基础不均匀沉降对列车走行的影响

本文选用6 跨32 m 桥梁进行 研究 ,隔桥墩沉降量相同。RTV 程序计算结果表明:单线通过桥梁时,随着基础沉降的增加,某些桥梁跨中竖向挠度和冲击系数要减小,某些桥梁跨中竖向挠度和冲击系数要增加;双线对开通过桥梁时,随着基础沉降的增加,所有桥梁的跨中竖向挠度和冲击系数都要增加;不论单线还是双线,随着基础沉降的增加,列车的竖向振动都要加剧。

3. 3. 2 桥梁徐变对列车走行的影响

本文取6 跨32 m 桥梁进行计算。假设桥梁各跨徐变大小相同,各跨桥梁徐变线型为抛物线。计算结果表明:无论单线还是双线通过桥梁时,随着桥梁徐变的增加,所有桥梁的跨中竖向挠度和冲击系数要减小,而随着桥梁徐变的增加,列车的竖向振动有加剧趋势。

3. 3. 3 列车通过直线桥梁计算结果

① 列车静力通过直线桥梁竖向挠度单线为4. 34 mm , 双线为8. 23 mm 。单线动力过桥,竖向挠度最大为4. 432 mm ; 双线动力过桥,竖向挠度最大为8. 626 mm 。挠跨比1/3 710 符合现有规范1/ 800 的要求。③ 列车通过直线桥梁,横向振幅最大为0. 041 mm , 远小于规范的要求。

3. 4 列车通过多跨简支曲线轨道折线梁走行性分析

把6 ×32 m 跨度的桥梁布置在曲率半径分别为400 、600 、800 m 的曲线圆弧段上进行分析。经计算,得出以下结论:

① 当列车在曲线轨道折线梁上运行时,列车横向振动响应,如横向舒适度指标、横向蠕滑力、脱轨系数等一般均比在直线梁上运行时要大。

② 由桥梁跨中横向振动位移时程曲线(见图9) 可以看出,曲线轨道折线梁的跨中横向振动位移波形相对平衡位置有一定偏心,而列车通过直线桥时,桥梁跨中则是在平衡位置附近作来回振动。

图9 R=400 m , 双线, v= 80 km/ h 通过桥梁跨中横向位移

③ 随着平曲线半径的减小,桥梁的横向振幅要增大。

④ 明珠线曲线轨道折线梁具有足够的横向刚度,车桥最大振动响应在规定的行车安全、舒适的控制指标以内。列车最大横向舒适度指标2. 756 接近我国机车平稳性评定标准优良2. 75 ; 最大脱轨系数0. 455 小于我国规定的容许限值1. 0 ; 桥梁横向振幅最大为0. 158 mm 。

4 结论与建议

1. 上海轨道交通明珠线的设计是安全的,桥梁的竖向、特别是横向刚度足够大。建议今后在设计城市轨道交通桥梁时考虑这方面的因素,根据动力分析的结果确定桥梁的横截面,以达到较为 经济 的目的。

2. 为保证旅客乘坐的舒适性,控制缓和曲线的长度是必要的。本文建议平曲线半径为400 m 时,缓和曲线长度不宜小于60 m ; 平曲线半径为800 m 时,缓和曲线长度不宜小于30 m 。

3. 在竖向曲线坡度的选用上,列车的安全性和平稳性不是控制因素。建议竖曲线半径取2～3 km 。

4. 由于桥梁截面较大、列车运行速度较低等原因,基础沉降、桥梁徐变的影响总体上不是太大[ 10 ] 。

参考 文献: [2] 张 弥,夏 禾,冯爱军. 轻轨列车和高架桥梁系统得动力响应分析[J ] . 北方交通大学学报,1994 ,18(1) :1～8.

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[4] 朱东生,田 琪. 高速铁路车桥系统横向振动研究[J ] . 兰州铁道学院学报,1997 ,16(3):1～6. [6] 张玉良,匡文起. 结构矩阵分析[M] . 沈阳:辽宁 科学 技术出版社,1987. 286～288.

[7] 王福天. 车辆系统动力学[M] . 北京: 中国 铁道出版社,1994.

[8] 郭文华. 中小跨度铁路桥梁横向刚度分析[ D ] . 长沙:长沙铁道学院,1999.

铁道桥梁工程论文范文第14篇

摘要：

沪通长江大桥主航道桥为主跨1092m的公铁两用连续钢桁梁斜拉桥，主航道桥两侧为跨度112m的钢桁简支梁桥，主航道桥、钢桁梁桥间设置伸缩量为±900mm的梁端伸缩装置。为考察该桥伸缩缝对列车和桥梁动力响应的影响，针对其梁端伸缩装置初步设计的比选方案进行车线桥动力性能研究。按照实际情况建立包括主航道桥、钢桁梁桥和梁端伸缩装置的完整桥梁结构模型，采用逐步积分法分析车桥耦合振动。结果表明，梁端伸缩装置与两侧主航道桥、钢桁梁桥上的轨道结构变形存在差异，此梁端附近区域的局部不平顺造成了对车辆和伸缩装置的冲击，使得部分工况下车辆响应超限，支承梁的加速度与铜陵长江大桥的梁端伸缩装置设计方案相比偏高，尤其在主梁收缩状态下，上述情况更为明显。

关键词：

公路铁路两用桥；斜拉桥；钢桁梁；梁端伸缩装置；车线桥耦合；振动分析；动力性能

1前言

列车与桥梁结构的相互作用以轮轨动态相互作用为传递媒介。列车动荷载首先作用于钢轨，钢轨通过支点将作用力传至轨枕，再传递给梁体。这种动荷载与轮轨关系密切相关，其大小、方向直接取决于轮轨接触几何状态和轮轨振动状况［1］。列车高速通过梁端附近区域时，在梁端折角与伸缩装置变形的共同作用下，强烈的轮轨动态作用可能引起轮轨垂向动荷载剧变（减载过大时甚至引起车轮悬浮）和横向动作用力剧增，严重影响到桥上列车行车安全性，因而特大跨度桥梁梁端伸缩装置的动力性能对行车安全的影响日益受到重视。沪通长江大桥主航道桥结合长三角城际铁路规划、锡通公路通道规划，建设为4线铁路和6车道高速公路的大跨度公铁两用斜拉桥，桥跨布置为（140＋462＋1092＋462＋140）m，总长2296m，其中沪通铁路为双线Ⅰ级线路，设计速度200km／h，城际客运专线为双线客专，设计速度为200km／h（预留250km／h提速条件），沪通铁路和城际客运专线线间距均为4．6m。公路按6车道Ⅰ级高速公路设计，速度目标值为100km／h，路面总宽33．0m。该桥设计在双塔斜拉桥的边跨与相邻的112m钢桁梁间设置伸缩量±900mm的梁端伸缩装置。

2动力分析模型

2．1车辆动力分析模型一般，车辆模型所考虑的自由度越多，得到的车辆响应与轮轨力应越精确，但在具体分析时也应根据所需解决问题的性质进行适当选择。车桥动力响应分析的实践表明，只要将组成机车车辆的各基本部件即车体、转向架、轮对均视作刚体，考虑一、二系悬挂方式的影响，计及各部件可能发生的刚体运动自由度，所建立的车辆模型已能基本满足工程实际的需要［1］。由于悬挂系统的复杂性和非线性性质，准确模拟各种构件的动力特性是非常困难的。但为了分析方便，可以在一定范围内使其线性化。本文在建立车辆运动方程时，作了如下假定［2］：①不考虑车体、转向架和轮对的弹性变形，即车体、转向架和轮对均为刚体；②车辆沿直线线路作等速运动，不考虑纵向动力作用的影响；③车轮始终保持与钢轨接触，即车轮不能悬空，轮轨切向接触力应用蠕滑理论计算；④一系与二系悬挂及轮对定位的弹簧特性是线性的；⑤车辆所有悬挂系统之间的阻尼均按粘性阻尼计算；⑥车体关于质心左右对称和前后对称；⑦车体、转向架及轮对各刚体均在基本平衡位置附近作小位移振动。根据上述假定，车体和转向架各有5个自由度，分别为浮沉、横摆、侧滚、点头及摇头。每个轮对有2个自由度，分别为横摆和摇头［3］，因此对于4轴车，每辆车应有23个自由度。

2．2梁端伸缩装置主要设计参数梁端伸缩装置主要由以下部分组成：活动钢枕、固定钢枕、支承梁、位移控制箱（分固定端和活动端）、连杆和侧向导轨等，无伸缩时的具体结构示意见图1。该构造通过活动轨枕间的滑移改变枕距，从而适应梁端位移。固定钢枕通过枕下垫板与位移控制箱连接，通过枕下垫板的刚度调节可满足该区段的线下刚度与相邻区域平稳过渡，同时固定钢枕两端设有侧向导轨定位件，控制侧向导轨的横向位移，达到限制活动轨枕横向位移的目的。支承梁是承重结构，其一端铰接在固定端位移控制箱上，另一端插入活动端位移控制箱内，实现顺桥向自由伸缩。支承梁的两端设有承压支座和压紧支座，承压支座可调节活动轨枕下的支撑刚度，压紧支座可防止列车荷载下的跳梁，同时通过支座的竖向转动变形可适应梁端转角，降低结构的附加力。固定端位移箱设置于主航道桥梁端横梁（钢桥）上，活动端位移控制箱设置于钢桁梁桥梁端横梁（钢桥）上或桥面混凝土板（混凝土桥）内，通过栓接或焊缝实现与主体结构的连接，是整个伸缩装置结构的基础。对于位移量达±900mm的有砟轨道大位移量梁端伸缩装置，选择具有3根活动轨枕、4个可变枕间距的梁端伸缩装置构造，装置最大伸长量900mm时的构造长度为6150mm，装置的构造高度为907mm，两端通过高强度螺栓连接于主航道桥和相邻钢桁梁的端横梁上。需要说明的是，本文研究的梁端伸缩装置并非最终成果，而是前期研究的比选方案之一。

2．3桥梁及梁端伸缩装置动力分析模型进行梁端伸缩装置的车－线－桥耦合振动分析时，按照实际情况建立包括主航道桥、钢桁梁桥和梁端伸缩装置的完整结构模型，依据铜陵长江大桥梁端伸缩装置的动力分析结果，出桥侧梁端伸缩装置的动力响应大于进桥侧，因此，仅考虑了出桥侧的钢桁梁桥和梁端伸缩装置。完整模型可考虑主航道桥和钢桁梁桥振动造成梁端折角随列车行进的变化及其对支承梁、导轨梁和列车的影响。主航道桥1092m斜拉桥方案采用多自由度有限元模型，以梁式受弯杆件和板壳元为基本单元，基底固结。支座处的约束条件采用主从关系实现。将结构的二期恒载作为均布质量分配至相应桥面。阻尼比按1％选取［4，5］。为避免自由度数量过多，对铁路箱形桥面结构采用梁格模型加以简化，纵向以下弦划分，横向以横梁划分。弦杆和横梁均采用箱形截面，其中下弦杆与实际截面相同，箱宽1．0m；横梁间距2．8m，箱宽也取为2．8m，腹板厚7mm（以模拟铁路隔板每隔2．8m设置1道、板厚14mm的实际情况）。铁路桥面采用密布横梁体系模拟箱形结构，能够综合反映桥面结构的竖、横向刚度，尽管由于横梁间无连接而导致模型的刚度略弱于实际结构，但考虑到横梁间距较小，此误差对整体性能影响不大。公路桥面则按照实际设计采用空间板壳元模拟。上弦、竖杆、斜杆、横联、横梁、桥塔、桥墩等均采用空间梁单元模拟，斜拉索采用杆单元模拟。活动枕间距为650mm时梁端伸缩装置附近区域的细部结构示意见图2。

2．4轮轨作用力及耦合振动分析模型车桥空间耦合振动分析模型是由车辆模型、桥梁模型按一定的轮轨运动关系联系起来而组成的系统。运用桥梁结构动力学与车辆动力学的方法，将车辆与桥梁看作一个联合动力体系，以轮轨接触处为界面，分别建立桥梁与车辆的运动方程，两者之间通过轮轨的几何相容条件和相互作用力平衡条件来联系。在具体运用直接积分法求解车桥系统的动力响应时，通过分别求解车辆、桥梁的运动方程，用迭代过程来满足轮轨几何相容条件和相互作用力平衡条件［6］。本文采用逐步积分法分析车桥耦合振动，即将车体与桥梁看作联合动力体系，联立各部分的动力方程，用Wilson－θ逐步积分法直接积分求解，得出各自由度上位移、速度、加速度及各种作用力的时间历程。在建立求解方法时，以轮轨接触面为界，将车桥系统分为2个子系统，在轮对不跳轨的前提下，基于轮轨几何学理论及轮轨接触的蠕滑理论建立轮对运动方程。此方法可以考虑非线性动力问题以及列车逐节进桥与出桥时的动力响应问题。对于车桥耦合振动这一类复杂问题，由于桥梁采用一致质量阵与一致刚度阵，阻尼阵则利用瑞利阻尼系数表示成质量阵与刚度阵的线性组合，因此，桥梁总刚度阵、阻尼阵及质量阵均为对称阵，而车辆由于轮轨间蠕滑等因素的存在，车辆刚度阵、阻尼阵为非对称方阵。所以对桥梁部分利用其对称性特点求解，对于车辆部分则按一般方法求解，二者之间再进行二次Sidel迭代求解，以车辆轮对与桥面钢轨之间的相互作用力的两次迭代结果的相对误差小于允许误差作为收敛条件，其过程可表述为：

3计算工况及轨道不平顺选取

计算工况的选取充分考虑了沪通长江大桥客运专线和客货共线在车型、车速以及轨道状态上的不同，以客车为例，对城际客运专线选取CRH2动车组进行仿真分析，轨道状态选用德国低干扰谱样本，对沪通客货共线铁路，选取SS8牵引双层客车以及DF11牵引25T客车2种车型，轨道状态选用美国五级谱，计算车速均考虑了一定程度的冗余。限于篇幅，本文仅对其中的客车部分加以讨论，相应工况见表1。客运专线采用的德国低干扰谱样本全长2000m，波长范围1～80m，其高低不平顺的幅值为7．59mm，轨向不平顺的幅值为5．5mm，水平不平顺的幅值为3．95mm。客货共线Ⅰ级线路采用的美国五级谱样本全长2000m，波长范围1～80m，其高低不平顺幅值为28．37mm，水平不平顺幅值为16．89mm。

4梁端伸缩装置动力响应分析结果

梁端伸缩装置因其长度有限，其动力响应主要表现为较大的振动加速度而非变形，其最大加速度响应值见表2。典型工况（CRH2动车组，车速250km／h，活动枕间距650mm）下支承梁跨中的动挠度和加速度时程曲线见图3。主航道桥上固定钢枕的响应时程曲线与支承梁跨中的响应里程曲线形式基本相同，仅幅值略大。由图3可知，主航道桥上固定钢枕的动挠度和加速度均大于支承梁，原因在于主航道桥上轨道结构的振动同时受到车辆和桥面振动影响，尽管桥上轨道结构刚度与梁端伸缩装置轨道结构刚度基本相同，但在桥面振动影响下，仍然在梁端附近区域产生了局部附加不平顺，这一附加不平顺在轨枕间距650mm时更为明显，也导致车辆在通过这一区域时受到了冲击。尽管《铁路桥梁检定规范》［8］给出了桥面振动加速度的限值，但由于梁端伸缩装置与一般桥梁不同，其振动加速度很大程度上取决于承压支座和压紧支座的振动水平，难以直接套用该规范的限值，仅就计算结果而言，当活动轨枕间距达到650mm时，梁端伸缩装置各主要部件的振动加速度均大幅增长，可认为该方案在主梁收缩条件下支承梁刚度稍有不足［8］。

5车辆动力响应分析结果

由于所有工况下车辆运行安全性指标均满足规范要求，此处仅给出车辆的运行平稳性评判结果，见表3。由表3可知，梁端附近区域轨道结构变形的差异造成了局部附加不平顺，在此不平顺影响下，部分工况的车体振动加速度瞬时超限，但由于持续时间很短，没有对乘坐舒适度产生显著影响［9，10］。

6结论

（1）受梁端折角、自身刚度以及桥面振动影响，梁端伸缩装置与两侧主航道桥、钢桁梁桥上轨道结构变形存在差异，导致在梁端附近区域出现了局部不平顺，造成了对车辆和伸缩装置的冲击，使得部分工况下车辆振动加速度超限，支承梁的加速度在主梁收缩工况下也明显偏高。（2）主梁收缩时，即活动枕中心距为650mm时，梁端伸缩装置的支点间距为2．6m，较大的跨度导致其动力响应最大，相应的车辆响应也最为不利，而其中，又以SS8牵引双层客车的工况对伸缩装置的冲击最为显著。但由于局部冲击持续时间很短，因此仅造成了车体振动加速度的瞬间超限，对乘坐舒适度未产生显著影响。（3）根据梁端伸缩装置和车辆的动力响应分析结果，在主航道桥收缩工况下支承梁刚度偏弱，建议适当予以加强，最终的梁端伸缩装置设计方案对结构参数进行了调整，适当提高了刚度。

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［8］铁运函［2004］12号，铁路桥梁检定规范［S］．（TYH［2004］No．120，SpecificationforVerificationofRailwayBridges［S］．）

［9］TB／T2360－93，铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准［S］．（TB／T2360－93，TestAccreditationMethodsandE－valuationCriteriaforDynamicPerformanceofRailwayLocomotives［S］．）

铁道桥梁工程论文范文第15篇

关键词：站场；框架桥；顶进；对接；控制

中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号：

0引言

随着铁路和交通运输的快速发展，框架桥顶进技术已广泛应用于普速铁路、既有线改造、增建二线以及公路和铁路平交改立交工程中，但在大型城际铁路站场范围内实现框架桥长距离顶进对接，并确保既有铁路的不间断安全运营，国内类似工程实例尚少。

常州市五一路是常州市城市建设规划中的一条城市次干道，于戚墅堰车站处下穿既有京沪铁路线和新建沪宁城际高铁线及新增货物线。依据铁路进度安排，新建沪宁城际高铁线下框架桥需先行浇筑施工，而其它框架桥则需要和它顺利对接。为了保证繁忙高速的京沪铁路不间断照常运营，既有京沪线下的大跨径框架桥顶进必须一次性就位，如何控制其顶进精度及质量，成为本类工程的设计难点和重点。本文就以常州市五一路下穿京沪铁路立交桥工程为例，通过分析并制定安全可行的技术措施和严密的施工组织，来研究和探讨对该类框架桥工程的顺利对接及质量控制，以供借鉴。

1工程概况

1.1既有京沪铁路情况

桥址位于常州市戚墅堰火车站内，立交桥与京沪线相交，铁路中心里程为K1298+023.04。铁路南侧为基本站台，既有京沪下行线与到发线间为中间站台，货物线北侧为煤场和货站。由南向北分别为到发线、京沪上行线、京沪下行线、到发线、调车线、调车线、货物线共计7条，其中沪宁上、下行线钢轨为60kg/m，两股到发线和两股调车线钢轨均为50kg/m，一股货物装卸线钢轨为50kg/m。范围内铁路均为直线，线间距依次为5.08m、4.85m、10.06m、5.02m、5.02m、5.1m。北侧到发线与货物线之间有一组渡线位于立交桥顶，渡线道岔中心里程分别为京沪线下行K1298+029.6和京沪线下行K1297+984.6，因桥梁施工需要架设临时便梁过渡，而该处有道岔不能架设便梁，故必须将该组渡线临时迁移。工程结束后，原位恢复该组道岔，不影响既有车站内线路股道有效长。

1.2新建铁路线情况

根据铁路规划，需拆迁戚墅堰车站北侧既有铁路煤、货场，改建为4股沪宁城际高铁线，南侧需新增3股铁路线及7.0m宽的站台。立交共穿越14股道线。按照铁路进度安排，新建沪宁城际高铁线先行开通，线下框架桥现浇施工完成。

1.3工程地质和水文地质状况

本场地属长江下游冲、洪积平原区，地势平坦，地面高程为3.08～3.38m左右，地层分布较稳定。地层自上而下依次为：

①层为填土，层厚0.8～1.6m。

②层为粘土，软～硬塑状，含铁锈斑点，层厚4.4～5.2m，地基土基本承载力σ0=180kpa。

③层为粉质粘土，褐黄～灰色，软塑状，中等压缩性，层厚7.2～8.0m，σ0=110kpa。

④1层为粘土，灰绿～褐黄色，硬塑状，夹少量粉性土，中等压缩性，σ0=200kpa。

场地表层地下水属潜水类型，稳定水位深度在地表以下0.8～2.0m。地下水对混凝土无腐蚀性。

本场地为Ⅱ类场地，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，地基土属中软土。

根据本工程勘探，在深度20.0m范围内，不存在大面积饱和的砂土和粉土，因此可不考虑地震液化影响问题。本场地内未见不良地质现象。

2顶进框架桥设计

立交桥规模为4-8×4.9框架桥，箱身采用分离式框架结构，净宽布置为8m+8m+8m+8m，箱身结构净高4.9m，箱身总长70.22m。根据现状条件和工程需要，分三段施工，分别为现浇段、顶进段和现浇段，具体为：18.25m现浇段+0.03m缝+43.53m顶进段+0.03m缝+8.35现浇段（顺接城际）+0.03m缝+城际对接段，接缝处设橡胶止水带，为排水的需要，箱身设计成5‰坡度。

箱身顶至轨底的高度不小于80cm，箱身斜交斜做。由于箱身斜交及箱顶有道岔，箱身两侧设浆砌片石过渡段，为保证桥梁两侧铁路线路质量，沿线路方向适当增加过渡段长度。

根据计算，箱身地基采用Φ50cm高压旋喷桩加固，施工采用架设D24型施工便梁顶进施工，工作坑设在南引道侧。

图1框架桥横向正截面（单位：cm）

3现状调查及理论分析

3.1现状调查

3.1.1建设单位要求

（1）根据常州市城市道路建设规划，常州市五一路下穿京沪铁路立交工程需尽快建成，施工工期紧。

（2）根据铁路规划和进度安排，沪宁城际高铁必须于2010年7月1日开通，既有京沪铁路需保证不间断正常运营。

（3）立交工程施工中务必保证周边居民、管线和建筑物的安全，且必须满足景观和环评要求，实施难度大。

3.1.2工程现状

（1）根据工程规模，大跨径框架桥顶进工作坑既大又深。

（2）基坑周边各类管线及建筑物情况极其复杂。

（3）立交工程位于戚墅堰车站内，穿越铁路股道数多。

（4）施工期间繁忙高速的京沪铁路照常运营。

（5）设置防护设施空间局促。

（6）顶进框架需与新建沪宁城际高铁线下框架顺利对接。

（7）既有线下整体框架长43.53m，长距离顶程。

（8）需多次架设便梁，合理布设便梁基础，避免与京沪铁路接触网支柱基础相抵触，确保运营安全。

（9）大跨径框架桥长距离顶进施工需要详细的顶进说明、顺序和操作步骤，严格控制顶进对接误差。

（10）立交处于软塑状的粉质黏土，基本承载力110KPa，且地下水丰富，水位高。

（11）满足景观、安全和环评要求。

（12）其他，如气候条件、物资供应等。

3.2理论分析

针对现状调查，我们可以做出以下分析：

（1）必须满足建设单位和铁路部门对工期和质量的要求；

（2）为保证京沪铁路不间断运营，确保安全，需确定施工工艺，并进行铁路加固和防护，框架桥必须一次性长距离顶进完成。

（3）框架桥顶进工作坑既大又深，需制定基坑防护措施方案，做好框架桥顶进工作坑围护设计，控制好开挖土体滑移及沉降，确保周边管线和各类建筑物安全，保证框架桥顶进就位误差。

（4）必须研究讨论制定合理的便梁基础布设方案，综合考虑接触网支柱迁移及其基础布置，避免两基础相互抵触，影响列车运营安全和工程实施。

（5）立交位于戚墅堰站场内，施工空间有限，框架顶进顺序和操作步骤至关重要，需要研究并制定合理方案，严格控制顶进对接误差。

（6）地质、水位情况，可以按常规方法处理。

其中，确保铁路运营安全及框架顶进工作坑防护和便梁架设及框架顶进顺序和操作步骤成为影响框架桥对接控制精度的主要因素，也是本工程的设计难点。

4采取的技术措施

4.1切实有效的基坑围护方案，确保铁路运营安全

根据铁路部门要求，京沪铁路不能中断运行。框架顶进工作坑设于铁路南侧，基坑顶距车站到发线距离为16.5m，开挖深度为8.5m，根据现场调查，该段土质较差，地下水位高，并且周围建筑物较多，满足不了放坡条件，因此采用在工作坑周围密打Ф1.0m钻孔灌注桩支护，中心距为1.2m，并且在桩角处4m范围内采用Ф70cm搅拌桩密实搅拌对基底进行加固，厚3m，以提高基底对钻孔桩的抵抗力，在桩顶浇筑帽梁将基坑周围所有的钻孔桩连成整体，提高钻孔桩对土体的抵抗能力。然后采用垂直开挖的方式分两次对基坑进行开挖，第一次开挖3m，布置降水设备，然后再行开挖。

基坑降水首先采用在基坑周围，钻孔桩外侧密打Ф70cm高压旋喷桩，桩与桩咬合20cm，形成止水帷幕，然后开挖3m后，在工作坑内布置11口Ф30cm×20cm深井和8套井点，对工作坑进行降水，待地下水位降至基底以下1m后，进行工作坑的第二次开挖，挖至距基底标高还剩30cm时，用人工对基底进行整平（见图2）。

图2顶进工作坑平面图（单位：cm）

在铁路边坡上埋设多个监测桩，每隔6小时测量一次标高及位移，检查铁路边坡是否有变化。一旦发现变化，立即采取加固措施，保证铁路安全。

4.2合理布置便梁基础

框架桥在顶进过程中需要穿越7股道铁路线，采用D24型施工便梁架空线路，经研究，最优架设顺序为甲t甲4甲1甲2和甲3（甲2和甲3共用），共须移梁4次。为了减少便梁架设孔数和节约工期，将北侧的一股货物线拆除，并且将北侧第二股货物线封闭，用220的“H”型钢架空，故共计架设施工便梁5孔，便梁架设采用375高位架设，便梁施工在慢行点内施工，并要进行应力放散。

（1）便梁基础的布置

便梁基础共制作4组，从北京到上海一次编号为1#、2#、3#、4#，其中1#、2#为条形基础，2#基础为共用基础，在京沪下行线和到发线的中间站台处将条形基础断开，以避免和接触网支柱基础相抵触，且给接触网迁移留够足够空间。其他的便梁基础采用C25钢筋混凝土块形基础，厚度为1.3m，尺寸为：线路外侧2×2m，两线间为2×4m。条形基础采用假设D16型便梁施工。

（2）架设便梁

5孔便梁同步架设，在架设上下行线便梁时，由于上下行线间距不足，仅为4.85m，故在这两条线上采用偏架法架设（上行向南侧偏移7cm，下行向北侧偏移7cm），以满足架设便梁的要求，其它线的线间距满足架设便梁的要求，按正常方式架设。

（3）移动便梁

同步拆移5孔便梁，甲t向甲4移动时，采用人工移动，甲4向甲1及甲t向中孔移动时，采用卷扬机移动。

4.3优化顶进顺序和操作步骤

甲t、甲4、甲1在顶进前，线路南侧和北侧的箱涵就位线处，为了避免箱涵顶进就位后，两侧路基塌方，影响行车安全，因此采用Ф1.5×18m的人工挖孔桩对路基进行支护。

（1）顶进顺序：

甲t甲4甲1甲2甲3。

（2）出土方式：

采用北侧拉槽出土，拉槽深度为距便梁的主梁底3.5m，宽度满足小型挖机的作业半径为宜，两侧放坡1:1，拉完槽以后对箱涵就位处的基底用Ф70cm的高压旋喷桩加固，间距1.1m。

图3框架桥顶进作业流程图

（3）顶进方式：

采用带土顶进，每挖1.05m，则顶进1.05m，禁止超挖。

（4）接长滑板：

为了保证甲2和甲3顶进就位后的精度，故甲2和甲3的顶进挖土采用大开挖后接长滑床板进行顶进。

框架顶进就位后，立即用C20片石混凝土进行三角坑回填，然后回填道碴，恢复线路（见图3）。

5结果和效益

鉴于本工程的特殊复杂性，设计专门要求在施工过程中全程做好记录和进行第三方监测。根据《铁路桥涵工程施工质量验收标准》，顶进允许偏差：中线

常州市五一路下穿京沪铁路立交工程采用超大深基坑顶进框架桥以及合理有效的技术措施和施工组织方法，成功控制了铁路站场范围内大跨径框架桥长距离顺利顶进就位的精度，既确保了既有线正常运营和安全，又缩短了施工工期，并且避免了周边管线和各类建筑物大范围拆迁，节省了大量施工成本和拆迁费用，取得了显著的经济效益。

6结语

常州市五一路下穿京沪铁路立交桥已经开通运营了2年，目前结构安全稳定，各系统运行良好，使用单位非常满意，获得了地方政府和社会各界的高度评价。本工程在大型铁路站场范围内下穿立交桥工程中非常具有代表性。本工程的设计和探索，更打破了同类型下穿铁路立交工程超过40m顶进距离无法控制一次顶进就位的僵持局面，积累了丰富的工程经验。

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