大跨度高铁桥梁设计创新

中国大跨度高铁桥梁设计创新
南京大胜关长江大桥 主要创新点一：新材料
我国桥梁钢发展历程： 芜湖长江大桥：大桥院和武钢联合开发 14MnNbq,屈服强度370 Mpa；通过降碳和硫 、磷等有害元素，增加鈮等合金元素，辅以正火等热处理工艺，使其获得较高强度，较 好的冲击韧性和焊接性能。是目前我国桥梁使用的主要钢种。
钢桁梁斜拉桥 钢桁梁桥 预应力混凝土 刚性梁柔性拱 系杆拱桥 PC斜拉桥 结合梁斜拉桥
2R 4H 2R 2R 2R 2R 2R 1R 4H
2000 1993 1984
2001 1995 2005
瑞典 德国 德国 德国 法国 日本 委内瑞拉
7
中国大跨度高铁桥梁设计创新 2 南京大胜关长江大桥创新设计
刚度大、整体性好，与主桁组合参与受力，提高承载能力。
中国大跨度高铁桥梁设计创新
南京大胜关长江大桥 主要创新点二：新结构之多边形吊杆
5.8 m
传统刚性吊杆
传统刚性吊杆多用工字形截面，打孔增加通透性。
中国大跨度高铁桥梁设计创新
南京大胜关长江大桥 主要创新点一：新材料
南京大胜关长江大桥的特点为：跨度大、荷载重、行车速度高。大桥杆件最大轴力近 100000KN，需研制更高强度级别、更好的冲击韧性和焊接性能的新钢种。
表3.2－1 Q420q (WNQ570)钢主要化学成分(熔炼分析,%)
中国大跨度高铁桥梁设计创新
中国大跨度高铁桥梁设计创新
南京大胜关长江大桥 简介
南京大胜关长江大桥为京沪高铁、沪汉蓉铁路、南京地铁共用过江通道。设计时速 分别为：300km、250km、80km。
中国大跨度高铁桥梁设计创新
南京大胜关长江大桥 主要创新点一：新材料
我国桥梁钢发展历程： 武汉长江大桥：A3,屈服强度235 Mpa； 南京长江大桥：16Mnq,屈服强度345 Mpa； 九江长江大桥：15MnVNq,屈服强度420 Mpa； 以上钢材均存在冲击韧性指标和焊接性能不理想，板厚效应明显等问题。
≤ 0.50
≤ 1.65
≤0.020 ≤0.010
≤ 0.50
≤ 0.30
0.015～
≤
0.050 0.0030
金相组织
表3.2－1 Q420q (WNQ570)钢主要化学成分(熔炼分析,%)
中国大跨度高铁桥梁设计创新
南京大胜关长江大桥 主要创新点一：新材料
拱上弦、下弦部分杆件内力超过40MN的杆件及节点板采用Q420qE高强钢材，重量 约11000吨。
5X168
350
3X168
350
630
350
wk.baidu.com
580
250
567
250
11× （2*100）
250
钢桁梁斜拉桥 钢桁拱桥 钢桁梁斜拉桥 钢桁拱桥 钢桁梁斜拉桥 钢桁梁斜拉桥 钢桁梁斜拉桥
变高度钢桁梁
功能
建成日期
4R 6H 6R 2R 6H 4R 4R 6H 4R 2R 4H
4R
2009 2011 2012 2011 2015 2015 2014
336
250
436
250
桥型
钢桁梁斜拉桥 钢桁梁悬索桥 钢桁梁斜拉桥 钢桁梁斜拉桥
钢箱拱桥 钢桁拱桥
功能
建成日期
4R 6H 4R 8H 4R 6H
6R 4R 6H
2R
建设中 设计中 建设中 建设中 建设中
建设中
福建平潭海峡公铁大桥
532
200
钢桁梁斜拉桥
4R 6H
建设中
6
中国大跨度高铁桥梁设计创新
表3.2－1 Q420q (WNQ570)钢主要化学成分(熔炼分析,%)
中国大跨度高铁桥梁设计创新
南京大胜关长江大桥 主要创新点二：新结构之三桁结构
南
京
地
京沪高
铁
速铁路
南
京
沪汉蓉
地
铁路
铁
5.8 m
采用三片主桁的空间桁架结构，减小了桥面横向跨度，增加了桥面刚度，利于高速行 车；减小了杆件规模，降低了制造、安装难度。
国外部分大跨度高铁桥梁主要参数表
序号
桥名
1
厄勒海峡大桥
2
南滕巴赫美茵河桥
3
格米恩登高速铁路桥
4
VEITSHOCHEIM桥
5
莫尔那斯桥
6
第二千曲川桥
7 奥里诺科河二桥
跨度(m)
速度 (km/h)
桥型
功能 建成日期
备注
490
200
208
300
135
250
162
250
118.7 300
2X135 260
300
南京大胜关长江大桥
主要创新点一：新材料
大桥院和武钢集团联合攻关，采用TMCP工艺研制一种新的Q420qE钢种，该钢种为超 低碳贝氏体组织，具有良好冲击韧性和焊接性能，板厚效应不明显。
Q420qE钢主要化学成分(熔炼分析,%)指标
牌号
C
Si
Mn
P
S
Cu
Mo
Nb
B
Q420q(WNQ570)
≤ 0.06
中国大跨度高铁桥梁设计创新
南京大胜关长江大桥 主要创新点二：新结构之正交异形板铁路桥面
5.8 m
传统明桥面构造
传统明桥面由纵横梁和平面连接系组成，刚度和整体性较差，伸缩纵梁易于损坏。
中国大跨度高铁桥梁设计创新
南京大胜关长江大桥 主要创新点二：新结构之正交异形板铁路桥面
5.8 m
正交异性板铁路桥面
2015
5
中国大跨度高铁桥梁设计创新
中国高铁桥梁建设概况
我国部分在建大跨度高铁桥梁主要参数表
序号
1 2 3 4 5 6
7
桥名
沪通长江大桥 五峰山长江大桥
芜湖公铁二桥 新白沙沱长江大桥 成贵铁路宜宾金沙江桥 贵州鸭池河大桥
跨度(m)
速度 (km/h)
1092
250
1092
250
588
250
432
250
中国大跨度高铁桥梁设计创新
中国高铁桥梁建设概况
我国部分建成大跨度高铁桥梁主要参数表
序号
桥名
1
天兴洲长江大桥
2
大胜关长江大桥
3
郑州黄河公铁桥
4
京沪高铁济南黄河桥
5
合福铁路铜陵长江大桥
6
宁安城际安庆长江大桥
7
黄冈公铁大桥
8
郑焦城际铁路黄河大桥
跨度(m)
速度 (km/h)
桥型
504
250
2X336
300
中国大跨度高铁桥梁设计创新
中国大跨度高铁桥梁设计创新
1 中国大跨高铁桥梁建设概况 2 南京大胜关长江大桥创新设计 3 郑州黄河公铁两用桥创新设计 4 沪通铁路长江大桥设计 5 结语
中国大跨度高铁桥梁设计创新 1 中国高铁桥梁建设概况
中国大跨度高铁桥梁设计创新
中国高铁桥梁建设概况
我国高速铁路建设虽然起步比较晚， 但起点高，发展快，后发优势明显。近十 几年以来，高铁建设取得了举世瞩目的成就。作为高速铁路的重要节点和控制性 工程，我国高速铁路大跨度桥梁工程数量众多，工程技术人员结合工程实践对结 构、材料、建造技术等持续开展研究，取得了一系列重大的技术创新。