同蒲铁路新风陵渡黄河特大桥及引线工程设计方案研究

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同蒲线既有风陵渡黄河特大桥始建于1966年,由于使用年代长久,该桥出现大量病害,危及桥上行车安全。目前,桥上列车限速20公里/小时,根本不适应铁路运输的要求,成为同蒲铁路难以突破的瓶颈。由于该桥的问题并不是整治可以解决的,因此,必须建设新桥替代旧桥才能从根本上解决问题。新桥的建设主要涉及到桥位选择、桥跨布置和桥式组合以及大桥两端引线走向等四个问题,本论文针对黄河特大桥所处的特殊地理位置,通过多方案详细比选,推荐了新建黄河桥的桥位、桥跨、桥式和引线方案。随着新的铁路工程抗震设计规范的颁布,对铁路桥梁的抗震性能有了更高的要求。本桥位于八度地震区,在跨越黄河主河道时,为满足航运和过洪.要求,其主跨必须采用百米以上大跨度,这便对跨主河道的主桥提出了相当高的设计标准。论文通过收集国内外大量相关资料,并通过多个有限元程序对主桥结构进行的静力及动力分析,最终为主桥的结构形式推荐了一种全新的抗震性能优越的大跨结构体系——钢混空腹式箱梁连续刚构。通过对钢混空腹式箱梁连续刚构与普通箱梁连续刚构进行详尽的综合比较分析,本论文得出如下结论:(1)在剪力较大的支点截面和梁端截面采用普通预应力混凝土箱梁,可以充分发挥混凝土箱梁抗剪能力强的优势;在剪力相对较小的中部断面则采用空腹式箱梁,以减轻梁体的重量,从而减小施工阶段内力,使整个结构的内力状态趋于合理。(2)由于梁体的重量大大减小,可以显著减小结构的地震反应,使得下部结构刚度控制的难度大大降低,进而增强结构的抗震能力。(3)梁部施工因悬臂重量轻,不仅降低了对于架梁设备的要求,而且在施工过程中能够更好地实现对于梁体线形的控制。(4)工程总圬工及材料的总用量明显少于混凝土箱梁方案,故工程造价明显低于箱梁方案。钢混空腹式箱形结构在受力性能、投资控制、景观效果等多方面都将是一种极具潜力的结构,它不仅为我国高烈度地区大跨桥梁结构的设计提供了一种新的桥式选择,还将为大跨度桥的设计展现一个全新的设计理念。
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