西宁站改客车线跨兰西高速特大桥m连续梁桥设计

1、西宁站改客车线跨兰西高速特大桥 (72+120+72)m 连续梁桥设计摘要：西宁站改客车线跨兰西高速特大桥主桥 为(72+120+72) m双线铁路预应力混凝土连续梁桥， 为跨兰西高速而设。桥址位于 7度震区，该桥具有“跨 度大、地震烈度高”的特点。本文简要介绍主桥上、 下部结构构造特点及结构分析计算要点。关键词：铁路跨公路；双线铁路；预应力混凝土； 连续梁中图分类号： X731 文献标识码： A 文章编号： 1 、概述 西宁站改客车线跨兰西高速特大桥是西宁铁路枢 纽改造工程上的一座重要桥梁，主桥为 (72+120+72)m 预应力混凝土连续梁桥，是一座大跨度双线铁路桥， 为跨越兰西高速而设。

2、该桥位于青海省西宁市境内。 该桥线路技术标准：1级铁路，双线，设计行车速度 近期160km/h，远期提速至200km/h的客车线(近期为 客货共线 )。主桥位于 R=3500m 的圆曲线上，线路纵 坡为3%o。桥址处为湟水河二级阶地， 地形平坦， 地势开阔，线路位于湟水河岸北侧，桥址附近高程在 21902210m 之间。桥址处地质构造简单， 主要为砂质黄土、圆砾土和泥岩。地震动峰值加速度为0.15g,动反应谱 周期为 0.45s。2、主桥上部结构设计图 1 连续梁布置（单位： cm）2.1 主梁构造 主梁采用预应力混凝土连续箱梁结构， 计算跨度 为（72+120+72）m，支座中心线至梁端0.

3、8m，梁全长 265.6m。梁高沿纵向按二次抛物线变化，中支点梁高 9.0m （高跨比1/13.3），边支点及跨中梁高5.0m （高 跨比1/24），中跨跨中直线段长2m，边跨直线段长 13.8m。截面采用单箱单室、变高度、变截面直腹板形 式。箱梁顶宽为11.46m,底宽6.40m。顶板厚度除梁 端附近外均为0.450.60m；腹板厚0.51.10m；底板 厚由跨中的0.48m渐变至根部的1.10m。全联在中支 点和边支点处及跨中设置五道横隔板，横隔板均设置 过人洞，中支点处横隔梁厚3.0m，边支点横隔梁厚 1.6m，跨中横隔板厚0.6m。主梁横截面详见图2。曲线上梁按曲梁曲做布置，梁体沿线路

4、左线中线线布置，支座亦按径向布置，固定支座和纵向活动支 座设置于曲线内侧。图 2 ：主梁半支点半跨中截面图（单位： cm ） 梁体混凝土采用 C55 混凝土。 2.2梁体预应力体系 梁体按全预应力构件设计，设置纵、横、竖三向 预应力体系。2.2.1 纵向预应力钢束 箱梁纵向预应力钢束均采用高强度低松弛钢绞 线，抗拉强度标准值fpk为1860MPa,预应力钢束锚 下张拉控制应力采用a con=0.72fpk=1339MPa,顶、底 板纵向预应力钢束采用19-7 $ 5钢绞线，腹板采用17-7 0 5钢绞线。主梁纵向预应力布置见图 3。图 3：主梁纵向预应力布置图（单位： cm） 横向预应力钢束横

5、向预应力钢束采用4-7 $ 5钢绞线，每0.5m设 置一道，扁形金属波纹管成孔，单端交替张拉。竖向预应力钢筋梁体腹板竖向预应力钢筋采用 25精轧螺纹粗 钢筋，拉强度标准值fpk为830MPa，弹性模量 Ep=200GPa,张拉控制应力为0.9fpk。腹板竖向预应 力钢筋在纵向每0.5m设置1道。2.3主梁静力计算 主桥施工及运营阶段整体结构分析采用“桥梁结 构分析系统BSAS V4.22”计算，计算模型共离散为92 个单元， 60 个施工阶段。计算过程中考虑荷载包括： 结构自重、预应力、施工临时荷载、中活载、支座不 均匀沉降、温度力等，并考虑了施工过程中体系转换 影响、混凝土的收缩、徐变引起的

6、内力变化以及对预 应力损失的影响。按照最不利组合进行检算（主要结 果见表 1 ）。表 1 主梁控制结果箱梁横向计算时采用截取纵向长度为 1.0m的梁段，模拟为支承于两腹板中心线下缘的闭合框架结构进行计算，计算荷载包括结构自重、二期恒载、特种活载、温度力、收缩徐变等荷载作用下，箱梁截面横向受力状况。温度荷载分别考虑了日照升温和寒流降温两种工况。2.4 梁体施工方法 本梁采用挂蓝分段悬臂灌注法施工，由于箱梁截 面较大，混凝土体积大，若节段划分较大，则挂蓝重 量也相应较大，对施工较为不利，故梁段长采用 2.54m,最大悬臂浇筑段中1800KN，挂蓝设计采用 850KN。施工中先在主墩两侧设临时支墩，

7、浇筑 0号 段，形成 2 个 T 构，对称悬臂向两侧灌注。由于本桥 高度较低，且桥址处地面平坦，可以搭设边跨现浇段 支架，故合龙采用先边跨后中跨方案。待全联合龙完 成后，张拉合龙钢束、拆除临时支座、安装正式支座 等，完成全桥结构体系转换，最后进行桥面系施工。3、主桥下部结构设计3.1 桥墩由于桥墩高度较低， 且考虑公路汽车撞击的影响， 主桥桥墩均采用圆端形实体墩。中跨桥墩纵向尺寸为 4.4m，边跨为3.8m，横向宽度应满足顶帽上设置检查 设备及防落梁设施的要求，墩身纵横向坡度为 42:1 。3.2 基础 桥墩基础均采用群桩基础，按摩擦桩设计，桩基设计直径 1.5m。4、全桥动力分析由于列车高速

8、运行，桥梁承受的动力作用大增， 加之桥址位于地震动峰值加速度 0.15g,动反应谱周期 0.45s处，属于高地震烈度区，因此，桥梁结构除满足 一般强度要求外，还必须有足够的动力特性，以保证 有好的稳定性和行车舒适度。故对桥梁结构进行动力 分析是必要的。采用 MIDAS 软件进行结构空间分析和桥墩地震 力计算，利用软件建立全桥模型，并考虑简支梁质量 的影响，将地基及基础对结构的作用简化成转动弹簧 施加在承台底。计算模型见图 4。根据铁路工程抗 震设计规范，对全桥进行反应谱分析， 计算桥墩地震 力。图 4MIDAS 计算模型 通过计算，结构自振特征周期见表 2。表 2：(72+ 1 20+72)m 连续梁桥自振特性分析5、结语连续梁具有整体性好， 刚度大、梁缝少、 变形小、轨道平顺度高以及线条流畅、外观优美等优点，在国内逐渐成为广泛应用的一种桥梁结构形式。通过本桥的设计，为今后大跨度铁路预应力混凝土连续梁桥的 设计积累了有益的经验，希望能为同类型桥梁设计有 一定的参考价值。参考文献：铁建设2005285 号，新建时速 200公里客货共 线铁路设计暂行规