德国第一条客运专线桥梁简介 部分1.pptx

德国第一条客运专线桥梁简介 铁道科学研究院 一德国高速铁路概况二德国科隆 莱茵 美因第一条高速客运专线三第一条高速客运专线的桥梁结构型式四桥梁结构的五种施工法简介五桥上无缝线路纵向力传递体系六桥上铺设无碴轨道方法七新建线管理者软件八第一条高速客运专线建设中的质量管理九第一条高速客运专线建设中的施工监理十生态保护的施工监理组织十一轨道检测车运行检测结果 一德国高速铁路概况 德国已建成的高速铁路共有五条 1汉诺威 维尔茨堡 长327km为新线 1973年开始修建 1982年才加快施工 1991年建成 有碴轨道 客货混运 客车最高时速280km 货车120 160km 2曼海姆 斯图加特 长107km 新建99km 1976年开始修建 1991年建成 有碴轨道 其中有一个隧道采用无碴轨道 客货混运 客车最高时速280km 货车120 160km 3汉堡 柏林 长300km 1991年建成 有碴轨道 带有刚性撤叉 客货混运 客车最高时速230km 德国已建成的高速铁路共有五条 4汉诺威 柏林 长264km 新建170km 1992年开始修建 1998年建成 铺设90km无碴轨道 75km提速线中有15km铺设改进的有碴轨道 客货混运 客车最高280km h 货车120 160km h 5科隆 莱茵 美茵 简称科隆 法兰克福 长219km为新线 1995年开始修建 2002年建成 铺设155km无碴轨道 客运专线 最高速度330km h 共计1217公里 但ice高速列车运行线路已超过5000km 2007年德国高速铁路网 1汉诺威 维尔茨堡 有碴轨道 客货混运 2汉堡 柏林 有碴轨道 客货混运 3曼海姆 斯图加特 有碴轨道其中一座隧道采用无碴轨道 客货混运 4汉诺威 柏林 铺设90km无碴轨道 75km提速段铺设改进型有碴轨道 客货混运 5科隆 莱茵 美因 简称科龙 法兰克福 铺设无碴轨道 时速330km高速客运专线纽伦堡 因戈尔施塔特 慕尼黑 已改造完成 2007年德国高速铁路网 目前已形成或计划形成的国际运输线 法兰克福 科隆 阿姆斯特丹 时间由原来的5小时13分缩短到3小时53分 科隆 布鲁塞尔 巴黎 在布鲁塞尔可换乘去伦敦的欧洲之星高速列车 这样 法兰克福和伦敦两个金融中心可乘ice thalys和欧洲之星三种欧洲高速列车旅行 科隆 莱茵 美因高速新线是欧洲高速铁路网在荷兰 比利时 瑞士 意大利南北轴线上的重要组成部分 新线建成后缩短了从科隆到有关城市的旅行时间 2010年欧洲高速铁路网 科隆 莱茵 美因新线是欧洲高速铁路网的核心 二德国科隆 莱茵 美因第一条客运专线 科隆 法兰克福高速铁路新线工程概况 科隆 法兰克福高速铁路新线是德国铁路第一条客运专线 位于欧洲高速铁路网的中心 穿越德国中部山脉 在德国乃至欧洲交通运输系统中具有举足轻重的地位 该线于1995年底开始修建 工程建设历时6年多 于2002年8月1日正式投入运营 这条高速铁路长219km 最高运行速度为330km h 线路最大坡度40 铺设了155km的无碴轨道 v 300 330km h的无碴轨道线路最小曲线半径 3425m 科隆 法兰克福高速铁路新线工程概况 共有30座隧道 总延长47km 占线路总长的21 5 和18座谷架桥 总延长6km多 其中最长的桥是哈勒巴赫塔尔谷架桥 长992m 维德塔尔 兰河和泰斯塔尔谷架桥的高度在50m以上 最大跨度的美因河大桥的主跨为130m 在这条高速铁路的建设中共采用了rheda zublin dywidag berlin和heilit等型式的无碴轨道 桥上线路均建成无碴轨道 科隆 莱茵 美因高速铁路新线的线路走向 科隆 莱茵 美因高速新线沿线桥梁一览图 科隆 法兰科福客运专线上桥线隧的一区段 维德塔尔谷架桥与高速公路桥梁采用相同支承结构设计 科隆 法兰克福新线桥梁和列车 桥梁的设计活载 采用uic71活载图式 桥上主要运行的列车 为适应科隆 法兰克福客运专线的要求 于1994年设计了最高速度是330km h的ice3新型动力分散式电动车组 ice3列车为双列联挂车组构成2 m 6t m 其中动车最大轴重15 2t 拖车最大轴重17 0t 所有车辆钩到钩的距离24 775m 定距相同17 375m 轴距相同2 5m 双列联挂车组总长约400m 设计总重约990t 平均2 475t m ice3高速列车的试运行 2002年7月 在德国铁路公司人员以客人身份参加下 列车在实际运营条件进行了27趟的试运行 约有1万人次参加 试验人员的经验对投入正式运营有所启示 在试运营中 首先采用了服务到座位的酒店式餐饮方案 使服务人员得到了培训 还进行了120名试验人员参加的撤离演练 内容为列车内的试验人员通过跳板撤离到一列平行的ice3列车上 试验人员的主要工作是熟悉运行线路 掌握列车新系统的操作 并熟练地掌握排除故障的方法 2002年5月14日在科隆 法兰科福客运专线上对ice3列车进行拖运试验 ice3半列车单元制动设备的配置情况 ice3在法国埃尔萨斯试运行 ice3在比利时的试运行 运行在科隆 莱茵 美因高速新线的ice3高速列车设计时速300km 二等座席大客室 同向和对向单人座椅布局 三德国科隆 莱茵 美因第一条客运专线桥梁结构型式 桥梁结构型式 一 尤其是大型谷架桥的结构建成后 将成为线路的标志性建筑 因此不仅要考虑建筑物的功能 而且对外观设计有很高的要求 谷架桥的设计兼顾结构功能 承载能力 耐久性 便于维修和经济性 和造型 18座谷架桥中有13座是按这一理念建造的 桥墩宽度和建筑高度与当地的地形相适应 跨度大约在35 65m间 上部结构设计高度在3 5 35m之间 但基本构件相同 整条线路的桥梁给人一致的印象 桥梁结构型式 二 大型谷架桥的标准结构型式采用预应力混凝土箱型梁 建成多跨简支梁或连续梁桥 从视觉效果看连续梁桥与多跨简支梁桥没有多大差别 所选跨长与梁高的比 大部分桥梁跨长与梁高比44m 4m 11 给人的印象是桥的承重能力大 很坚固 箱形梁伸出的桥面板托架结构合理 外观富于美感 变截面的桥墩 倾斜度为1 70 给人以更坚固的感觉 圆弧状的桥墩边棱和修整的桥墩侧面轮廓线使桥墩看起来较细长 科隆 美因 莱茵高速铁路无碴轨道铺设在土路基上并具有最大超高 180mm 的双线标准断面 桥梁上的双线标准断面 四桥梁结构的五种施工方法 桥梁的施工方法 桥梁结构型式和施工方法之间的相互关系是相辅相成的 但地形和其他周边条件也会影响施工方法的选择 具体桥梁结构的施工方法 1循环顶推法 2推进式鹰架制梁法 3悬臂制梁法 4型钢 混凝土结合梁 5脚手架制梁法 1循环顶推法 维德塔尔等三座长大连续梁谷架桥选用循环顶推法施工 桥梁上部结构在一固定设备 梁段预制架 上分段制造 然后逐段向前顶堆就位 循环顶推设备由垂直千斤顶 顶推千斤顶和落梁支承块组成 首先用垂直千斤顶将梁段顶起 顶推千斤顶将垂直千斤顶连同已顶起的梁段一起向前顶推并停放在落梁支承块上 然后将垂直千斤顶退回原地 开始下一个循环顶推过程 1循环顶推法 续 在顶推过程中 安装在第一段梁前端的导梁协助顶推 以减少桥梁横截面内的悬臂弯矩 顶推就位后 各梁段的接缝用钢筋和预应力钢筋连接 最终构筑成连续梁桥 循环顶推法主要适用于可使用预制架生产梁段的直线长桥或连续曲线桥上架梁 固定的生产梁段预制架的优点是 建设和拆除这种 工地制造厂 的额外费用不多 而且能顶推较重的桥梁 用循环顶推法施工的维德塔尔谷架桥一 该桥直接建在a3联邦高速公路两座既有桥旁 出于对景观的保护 该桥的桥墩支承设计造型与既有公路桥相同 桥上线路始终是40 的纵向坡度 在平面图上 法兰克福方向的桥台位于半径r 3500m 超高 170mm 的曲线区段 从4 墩起连接一条90m的过渡曲线 在科隆方向桥台后面 曲线半径变为r 20000m 超高 50mm 在科隆方向桥台设置钢轨伸缩调节装置 该桥1999年初开工 1999年底竣工 维德塔尔谷架桥的技术参数 前部是建造中的维德塔尔谷架桥 桥后侧是bab3联邦高速公路桥 维德塔尔谷架桥与高速公路梁采用相同支承结构设计 维德塔尔谷架桥与高速公路桥梁采用相同支承结构设计 用循环顶推法施工的维德塔尔谷架桥二 桥梁总长390m 上部结构为6跨连续箱型梁 62 77 4 65 44 62 77 m 边跨和中跨梁高均为5 35m 且箱梁高与箱梁底宽度的比例均衡 各截面厚度相互配合 以便使内部约束较小 在梁段预制台座内浇筑一段32 77m长的梁体 无论是钢筋 还是预应力钢筋都在梁端外露 以便最后把它们连接成连续梁 用循环顶推法施工的维德塔尔谷架桥三 长33m制梁作业台座在科隆端桥台后36m处 当桥面板的混凝土达到龄期之后三天进行顶推作业 所有桥墩上装有特殊的滑动支座 支座上嵌有经常更新的聚四氟乙烯板并由桥梁上部结构带动同步移动 前面使用一段40 5m长的推进导梁 在纵向坡度为40 的上坡时进行推进 纯推进力约1200t 维德塔尔谷架桥桥台后的顶推制梁台座 浇筑一段梁体的作业流程 用循环顶推法施工的维德塔尔谷架桥四 对每梁段用液压顶总计顶推130次 每顶移动25cm 最后一顶最重 把2万t重物延40 向上顶推 每一星期预制32 77m长的一个梁段 桥墩高度5 45m 设计成可检查的钢筋混凝土空心墩和箱型桥台 两桥台和1 4 及5 桥墩为明挖基础 2 和3 墩采用直径1 5m的桩基础 桥梁的支承点设在法兰克福端的桥台上 在箱梁底版和桥台之间形成整体连接 用循环顶推法施工的维德塔尔谷架桥五 法兰克福端桥台在r 3500m曲线上 列车运营时对桥梁产生较大的横向力 为此在中间板和桥台壁之间设计了结构接缝减少结构物的约束应力 科隆端桥台无碴轨道上设置钢轨伸缩装置 以吸收梁体因温度变化引起的纵向位移 在钢轨伸缩装置范围沿切向设置横向定位器用于阻止侧向移动 为避免垂直位移 这里的活动面设计为40 的纵向坡度 修建390m长的维德塔尔谷架桥时采用循环顶推施工方法 台后制梁台座及顶推用的前导梁 维德塔尔谷架桥 已行进到第四个桥墩上的导梁 施工中的维德塔尔谷架桥 前面是循环顶推法采用的滑拽导梁 正在修建的维德塔尔谷架桥 可看出桥上纵向坡度 2推进式鹰架制梁法 18座桥中有6座桥采用鹰架制梁法建造 其中4座是多跨简支梁桥 而兰河河谷和泰斯塔尔谷架桥为连续梁桥 用鹰架建造长度最短的桥是5跨的达斯巴赫塔尔桥 最长的是25跨的哈勒巴赫塔尔桥 长约992m 推进式鹰架一般是架在两个桥墩之间 无需中间支承 桥梁上部结构用推进式鹰架就地灌注 推进式鹰架本身是造价较高 同时可以拆卸的钢结构 用推进式鹰架制梁法建造的泰斯塔尔长484m连续梁谷架桥 桥墩高达50m 用推进式鹰架制梁法建造的泰斯塔尔长484m连续梁谷架桥 桥墩高达50m 用推进式鹰架制梁法建造的泰斯塔尔 连续梁 谷架桥一 桥梁上部结构 桥梁总长482m 桥跨布置为2联等截面标准箱型预应力钢筋混凝土连续梁 6 44 5 44 m 在6 桥墩通过伸缩缝将其分开 11跨梁体设计为44m的标准跨 槽型部分标准横断面 宽 高 为6 80 3 20m 桥面板宽12 95m 用推进式鹰架制梁法建造的泰斯塔尔 连续梁 谷架桥二 桥梁基础 北桥台采用桩基础 20根直径1 50m的钻孔桩 桩长18 30m 1 10 墩和南桥台均为浅地基 基础尺寸在9m 11m和10m 12 5m之间 基础厚2 50m 在南北边坡建基础时 在较下的部位用喷射混凝土护壁和土壤加固法修建有倾斜内壁的基坑 4 6 桥墩的基础均建在用支柱 厚板支护的基坑中 泰斯塔尔 连续梁 谷架桥正在施工的北桥台桩基础最深为30m 用推进式鹰架制梁法建造的泰斯塔尔 连续梁 谷架桥 三 桥梁上部结构 两周为一个循环作业周期 首先对装有纵向张拉预应力筋的梁体槽型部分浇筑混凝土 在其硬化后和用横向张拉筋对桥面板施加预应力后浇筑混凝土 为消除纵向力 两跨连续梁与桥台之间用纵向力连接器连接 该连接器按dywidag体系构成 采用钢铰线的外部预应力筋 施工中的泰斯塔尔桥 红色钢结构是推进式鹰架 泰斯塔尔桥施工中这台560t的顶推鹰架上的模板 泰斯塔尔谷架桥施工七个月后用推进式鹰架推移跨过泰斯塔尔山谷 泰斯塔尔谷架桥施工中的箱梁顶板车 用推进式鹰架制梁法建造的泰斯塔尔 连续梁 谷架桥 四 桥墩 在横纵两方向均设有70 1的坡度和倒角的空心桥墩 横断面 底部为7 40 4 00m 墩顶为6 00 2 70m 只有6 墩是例外 因要安装梁部结构的伸缩缝 支座数量增加一倍 墩顶纵向长增加1m 每循环作业桥墩增高5m 每套模板一周为一个循环周期 构造接缝用水平嵌入的混凝土平面勾缝条解决 模板爬行到50m高时应保证人员的安全 因此安装了安全网 泰斯塔尔桥正在施工中的变截面桥墩顶部安装防护网 用推进式鹰架法施工的25跨 简支梁 哈勒巴赫塔尔谷架桥在施工中 用推进式鹰架法施工的25跨 40m简支梁 该线最长的桥梁 哈勒巴赫谷架桥 992m ice3高速列车只需12秒便可驶过长约992m的哈勒巴赫塔尔谷架桥 用推进式鹰架法施工哈勒巴赫谷架桥 桥上线路坡度40 采用无碴轨道 3悬臂浇筑制梁法 在科隆 法兰克福高速铁路线上具有代表性用悬臂浇筑制梁法建成的桥梁有以下两座 美因河铁路桥 跨兰河河谷的铁路拱桥 悬臂浇筑制梁法建成的美因河铁路桥一 该桥设计为4跨抛物线形预应力混凝土箱形连续梁 全长324m 跨度组成 40 77 130 77m 主跨130m 于1998 1999年竣工 该桥与a3高速公路桥梁平行 相距仅几米远 铁路桥梁桥台和桥墩的中心线与高速公路桥梁一致分别为40 77 130和77m 与高速公路桥梁一样 采用上承式结构 桥台处梁高3 5m 河中墩处梁高8 5m 在主跨跨中梁高5 5m 桥上线路采用无碴轨道 美因河铁路桥的立面图 悬臂浇筑制梁法建成的美因河铁路桥二 基础 为减少工后沉降 采用钢板桩围堰基础 开挖基坑后在钢板桩上安装带帽螺杆 以便使基础承受的荷载传递给钢板桩墙 对水中桥墩的基础 采用排水围堰施工 悬臂浇筑制梁法建成的美因河铁路桥 三 桥台的回填 因在铺设无碴轨道时要避免下部结构刚度突变 在从 柔软 的高度14m土路基到 坚硬 的桥台时的过渡段应采取特别的措施 其填土工程到桥台施工至少用一年时间 使土路基有足够长的压密时间 内部所有的沉降逐步完成 直接与桥台连接的过渡段用一种水泥固结的砾石 砂混合物 该混合物材料稳定性高 可直接倾倒在桥台侧 即形成一面近乎垂直的墙 无需再修建挡土墙等措施 台后过渡段采用的水泥固结的混合回填物 把戴帽螺杆钉入钢板桩墙上 钢板桩基础中布置的钢筋 悬臂浇筑制梁法建成的美因河铁路桥四 下部结构 桥台设计为标准箱形 边跨桥墩由两个圆柱墩通过帽梁连接 水中墩由于荷载大 设计为实体板式墩 不仅能承担桥梁的设计荷载 还要考虑船只撞击荷载 桥梁结构的施工 边跨梁用传统的脚手架建造 河中跨采用悬臂拼装法 两个悬臂长65m 悬臂浇筑制梁法建成的美因河铁路桥五 边跨梁的施工 1 边跨梁分两阶段建造 首先对由底板和腹板组成的槽型梁体浇筑混凝土 腹板内侧拆模后再建造箱梁顶板 选择混凝土添料首先要保证混凝土满足抗压强度和弹性模量的要求 另外还要求使用一种压碎的硬岩作添加剂 这样势必降低了混凝土的和易性 为此添加了流动剂 以保证混凝土在浇筑期间保持较好的流动性 为不给模板过大的压力 对流动剂的有效作用时间应加以控制 边跨梁的施工 2 浇筑混凝土 腹板混凝土用混凝土泵从上面浇筑 因腹板高 因此设计腹板的倾斜度为1 10 且有较高的配筋率 为保证不会出现狗洞 在内模板上设检查孔 这些检查孔在混凝土龄期内逐渐封闭 腹板内侧模板拆除后再建造箱梁顶板 按标准设计顶板防水层上应有11cm厚的混凝土保护层 悬臂浇筑制梁法建成的美因河铁路桥六 美因河桥的边跨梁在施工 立边跨梁的模板 对8 5m高的空心箱形梁腹板浇筑混凝土 在美因河上方浇筑边跨梁的混凝土 悬臂浇筑制梁法建成的美因河铁路桥七 用悬臂浇筑法建造河中主跨梁体 从河中墩向两侧建造两个65m长的悬臂梁 悬臂浇筑一段混凝土梁长约4 5m 需一周的时间 两个悬臂先后完成 它们在跨中央的高度差很小 仅为6mm 架梁方案的比选 上图为原设计方案 采用双塔柱斜拉桥 下图为特别建议方案 即实施方案 边跨用脚手架 河中跨采用悬臂灌筑混凝土 美因河桥河中墩支座处箱形梁横断面图 悬臂吊架立面图 拼装悬臂施工用的吊兰 正在进行悬臂施工的美因河铁路桥 正在进行悬臂施工的美因河铁路桥 用悬臂施工法建造河中梁跨 河道中心正在进行悬臂浇筑的主梁 在合拢连接缝浇筑混凝土前的美因河桥 跨越兰河河谷的铁路拱桥概况 1 桥名 拉恩特尔桥桥长437 85m 33 3 58 116 58 56 85m 边跨用推进式鹰架法施工的等高度预应力双线单室空心箱型连续梁 结构高度4 75m 总宽13 78m