福平铁路乌龙江(144+288+144)m部分斜拉桥主桥设计

福平铁路乌龙江(144+288+144)m部分斜拉桥主桥设计宋子威;杨利卫;王德志

【摘要】福平铁路乌龙江特大桥主桥采用双塔双索面预应力混凝土部分斜拉桥,孔跨布置为(144 +288+ 144)m.上部结构采用单箱双室混凝土连续箱梁,双柱式桥塔,斜拉索、索塔采用分丝管索鞍连接,下部结构采用双薄壁墩,钻孔桩基础.采用有限元分析及模型试验等方法,进行主桥整体静力计算、局部应力计算,抗震、抗风、风车桥等动力分析.结果表明:该桥在施工和运营阶段的各项指标均满足规范要求,结构安全可靠,桥梁具有良好动力、抗风、抗震性能.同时与梁拱组合结构相比有较好的经济性,可为类似结构提供参考.%The main bridge of Wulong river bridge on Fuzhou-Pingtan Railway is a prestressed concrete partial cable-stayed bridge of double-pylon and double-cable-plane with span arrangement (144+288 + 144) m,which is the largest span bridge in the world.The superstructure adopts concrete continuous girder of single box with tow rooms and double column bridge pylon,and the stay cable employs epoxy spray steel strand and dividing pipe cable saddle with pylon.The substructure is designed with double thin-wall piers and bored pile foundation.The finite element analysis and model test are used for static calculation of the main bridge,for local stress calculation and for the dynamic analysis of seismic,wind-resistant and wind-vehicle-bridge.The results indicate that the structure of the bridge is safe and reliable,and the creep deformation meets the relevant requirements of pared with beam arch composite structure,this structure has better economic benefit and may provide references for similar structures.

【期刊名称】《铁道标准设计》

【年(卷),期】2017(061)011

【总页数】5页(P42-46)

【关键词】铁路桥;预应力混凝土;部分斜拉桥;组合结构桥;设计

【作者】宋子威;杨利卫;王德志

【作者单位】中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉430063;中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉430063;中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉430063【正文语种】中文

【中图分类】U442.5

新建福平铁路是连通福州至平潭岛的客货共线双线铁路,设计速度200 km/h。乌龙江特大桥位于福州南站东侧连接清凉山和金牛山,桥址位于河段垭口处,水面宽度约680 m,水深20 m,水流速度大,自然条件复杂,平面如图1所示。

桥址所处位置极低温度-2.5 ℃,最大风速28 m/s,地层主要为中砂、粗砂,全风化、强风化、弱风化凝灰岩。

(1)线路标准：双线铁路,客货共线,设计速度200 km/h,直线,平坡。

(2)设计活载：中-活载。

(3)轨道类型：有砟轨道,线间距4.2 m。

(4)地震烈度：地震动峰值加速度0.1g,反应谱特征周期0.55 s。

(5)通航标准：内河Ⅳ级航道,通航净空120 m×8 m。最高通航水位4.52 m,最低通航水位-1.79 m。

(6)设计使用年限：桥梁结构100年。

为满足桥下通航净空要求,同时兼顾景观效果,主桥采用(144+288+144)m混凝土

部分斜拉桥。经比选,采用塔、梁、墩固结,边墩设置纵向活动支座形式。采用双柱

式桥塔柱,桥面以上塔高40.0 m,高跨比1/7.2[1]。立面布置见图2。

主梁采用C60混凝土直腹板单箱双室截面,中支点梁高/跨中梁高为15.5 m/5.5 m,分别为主跨的1/19.2和1/52.4；箱梁顶板宽13.4 m,底板宽11.4 m。顶板全梁等厚42 cm,在中支点附近处加宽至110 cm；底板厚度由跨中40 cm渐变至中支点附近处135 cm。腹板厚度分35、50、70 cm变化,在梁塔墩结合处渐变加厚到120 cm,如图3所示。

经过比选,塔旁无索区51 m,跨中有索区72 m,跨中无索区42 m,边跨、中跨合龙段长度均为2.0 m。全梁分别在梁端、墩塔梁固结处、跨中设置横隔板。斜拉索锚固处在主梁箱内设置2.0 m高横梁1道,对应翼缘外设置锚固楔块,锚固块与相应梁段一同浇筑。

采用纵向、竖向预应力体系,纵向按全预应力结构设计,纵向和超过12 m竖向预应

力采用符合GB/T5224—2014标准φj15.20 mm低松弛钢绞线,强度标准值

fpk=1 860 MPa,长度小于12 m竖向预应力采用φ32 mm预应力用螺纹钢筋,产

品符合GB/T20065—2006标准。

为适应分丝管索鞍设置,桥塔采用C50矩形双柱式钢筋混凝土桥塔,顺桥向宽5.6 m,横桥向宽2.8 m,桥面以上塔高40.0 m,桥面以上塔的高跨比为1/7.2。

斜拉索采用平行双索面扇形布置,每个桥塔设置10对斜拉索,斜拉索采用抗拉标准

强度1 860 MPa单丝涂覆环氧涂层钢绞线拉索,外套HDPE管。其梁上索距8.0 m,塔上索距1.0 m,张拉端设置于主梁上。斜拉索规格分55-7φ5 mm、61-7φ5 mm、73-7φ5 mm,水平夹角为20.8°～39.8°,斜拉索最长105.9 m,最短54.3 m。单根

张拉、整体调索。索塔锚固装置采用分丝管索鞍,索鞍由多根钢管组焊而成,交叉抗

滑[2],如图5所示。