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首页高速铁路大跨度无碴轨道桥梁长期变形控制策略
本文主要探讨了大跨度无碴轨道连续梁桥的后期变形控制问题,特别是在高速铁路建设中的重要性。预应力混凝土连续梁桥在完工后,其结构的自然收缩和温度变化等因素可能导致桥梁发生显著的后期变形,这会直接影响无碴轨道的线路平顺性,进而影响行车舒适度和轨道的使用寿命。作者以一个新建的高速铁路大跨度预应力混凝土连续刚构桥为研究对象,通过有限元分析技术,对延长铺轨时间、预留后张索以及设计体外索等多种控制方法进行了对比研究。 研究发现,延长铺轨时间可以提供额外的时间让桥梁结构稳定,有助于减少因材料收缩引起的变形。预留后张索则可以在适当的时候进行张拉,进一步减小桥梁的挠度。设计体外索作为一种辅助手段,可以分散桥墩的受力,从而降低桥梁的整体变形。根据实际分析,建议将铺轨时间延长0.5年,同时后张索和体外索的张拉可按桥梁的实际变形情况进行分期实施。 通过采用这些综合的后期变形控制措施,即使在成桥后20年,桥梁的中跨和边跨的变形也被成功控制在21.9mm和12.8mm以内,远低于相关规范规定的限值。这表明合理的后期变形控制策略对于确保大跨度无碴轨道连续梁桥的长期稳定性和轨道性能至关重要。 本文的研究成果不仅为类似工程提供了有效的指导,还强调了在设计和施工阶段就充分考虑后期变形控制的重要性,以确保高速铁路的运营安全和乘客舒适度。关键词包括无碴轨道、后期变形、变形控制、预应力混凝土连续梁桥、体外索和后张钢束,这些都是铁路工程领域的核心话题,对于理解和优化此类桥梁的设计与维护具有重要意义。
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第39卷 第7期
2011年 7月
华 中 科 技 大 学 学 报 (自 然 科 学 版)
J .Huazhong Univ .of Sci .& Tech .(Natural Science Edition)
Vol .39 No .7
Jul . 2011
收稿日期 2010‐11‐17 .
作者简介 侯文崎(1975‐) ,女 ,博士 ,E‐mail :40951515@
qq
.com .
基金项目 铁道部科技研究开发计划资助项目 (2006G009‐C‐2) .
大 跨 度 无 碴 轨 道 连 续 梁 桥 后 期 变 形 控 制 方 法
侯文崎 叶梅新 曹建安
(中南大学土木建筑学院 ,湖南 长沙 410075)
摘要 预应力混凝土连续梁后期变形将影响无碴轨道线路平顺性 ,针对这一问题 ,以某新建高速铁路大跨度
无碴轨道预应力混凝土连续刚构桥为例 ,通过有限元分析 ,对比研究了不同后期变形控制方法的控制效果 ,提
出了后期变形联合控制措施 .结果表明 :延长铺轨时间 、预留后张索 、设计体外索等方法均可有效减小桥梁的
后期变形 .铺轨时间以延长 0 .5 a 为宜 ,后张索和体外索可根据桥梁实际变形情况分批张拉 .应用联合控制措
施 ,成桥铺轨 20 a 后 ,桥梁中跨和边跨的后期变形分别被控制在 21 .9 mm 和 12 .8 mm 内 ,远小于规范限值 .
关键词 无碴轨道 ;后期变形 ;变形控制 ;预应力混凝土连续梁桥 ;体外索 ;后张钢束
中图分类号 U212 .31 ;TU311 文献标志码 A 文章编号 1671‐4512(2011)07‐0109‐04
Control method for long term‐deformations of long‐span
continuous bridges with ballastless tracks
H ou W en
q
i Y e Meix in Cao Jian
′
an
(School of Civil Engineering and Architecture ,Central South University ,Changsha 410075 ,China)
Abstract Long term‐deformation of pre‐stressed concrete continuous girders affect the smoothness of
non‐ballast tracks .Taking an example ,a new ly‐built high speed railway long‐span pre‐stressed con‐
crete continuous rigid frame bridge with ballastless track was studied ,and the effects of different
methods on the later‐stage deformation control were compared through FEA (finie element analysis) .
Then ,a set of coordinate control measures was put forward .Results show that extending track laying
time ,reserving post‐tensioned cables and tensioning external tendons are all effective in decreasing the
later‐stage deformation of the bridges .Track laying time is appropriate to be delayed for about 0 .5 a ,
p
ost‐tensioned cables and external tendons can be tensioned in sequence according to practical deform‐
ation of bridges .When the coordinate control measures were used ,the example bridge′s 20 a deforma‐
tion after the track laying was controlled within 21 .9 mm for the middle span and 12 .8 mm for the
side span ,which was far less than the deformation limitation .
Key words ballastless track ;long term‐deformation ;deformation control ;
p
re‐stressed concrete con‐
tinuous bridge ;external tendons ,
p
ost‐tensioned cables
无碴轨道具有轨道稳定性 、刚度均匀性和耐
久性好 、平顺性高 、维修工作量显著减少等突出优
点 ,在国内外高速铁路中的应用日益广泛
[1‐2]
.但
是 ,不同于有碴轨道可通过道碴来调整轨道线形 ,
无碴轨道只能通过调整扣件以保证轨道的正常几
何形状 ,且扣件可调节量非常有限
[3]
.对于预应力
混凝土桥梁 ,受混凝土收缩 、徐变 、预应力损失等
因素影响 ,轨道铺设完成后 ,桥梁会产生较大的后
期变形
[4‐5]
,这直接影响到桥上轨道结构的受力 、
平顺性及行车安全 ;因此 ,为保证桥上无碴轨道线
路的平顺性 ,必须研究并有效控制预应力混凝土
桥梁的后期变形(即铺轨完成后桥梁的变形) .
日本 、法国 、德国等国外高速铁路中 ,无碴轨
道的应用都以中小跨度桥梁为主 ,在 100 m 以上
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