陈克坚-复杂山区高速铁路桥梁设计关键技术2022-7-22.pdf
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复杂山区高速铁路大跨度桥梁设计技术研究
温度作用下：采用半飘浮体系，纵向不设置固定支座，主梁在桥塔处可自由滑动： 行车及列车制动力作用下：桥塔能约束主梁不产生较大的位移，保证行车安全： 地震力作用下：塔梁约束体系具有较好的减震效果，并保证约束体系与结构不发生破坏， 通过设置两类功能不同的速度锁定装置和粘滞阻尼器实现
复杂山区高速铁路大跨度桥梁设计技术研究
施工标准规范范本湿混凝土道板宽度、厚度对桥梁刚度的影响
混凝土道作板宽度、厚度对桥梁刚度的影响
混疑板台理宽度，厚度：疑王道作板厚度，宽度对 桥梁竖向刚度影响较小，对横向刚度稍有影响， 桥面混凝土板断缝设置、合理浇注顺序：设置断缝不 定以释放远离断缝处混凝土板：的拉应力，敌无需设置断 缝：以两桥塔为中心向两端浇筑是最优的浇筑顺序
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》3、索塔锚固区设计技术
·环向预应力锚固结构：采用U 形环向预应力和井字形低回缩 环向预应力锚固结构，可减少钢 束孔道摩阻损失与锚具回缩损 失，钢束的有效应力沿程分布均 匀。
复杂山区高速铁路大跨度桥梁设计技术研究
>4、抗风技术：高速铁路大跨度桁梁，采用板桁结构，桥面封闭，桥面窄、体量 轻，易发生涡激振动
复杂山区高速铁路大跨度桥梁设计技术研究
复杂山区高速铁路大跨度桥梁设计技术研究
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复杂山区高速铁路大跨度桥梁设计技术研究
>王梁涡激振动抑制施：经过设置风嘴、挡风板、导流板等10个方案的对比试验及位置倾 、布置间距等两个阶段优化试验研究，提出并采用分段导流板抑制梁涡激振动技术，将主 梁涡激振幅由11cm降至1cm
复杂山区高速铁路大跨度桥梁设计技术研究
复杂山区高速铁路大跨度桥梁设计技术研究
>轻质导流板：研制了聚苯硫醚蒙皮轻质导流板，减轻了85%的附加恒载。
导流板：研制了聚苯硫醚蒙皮轻质导流板，减轻了85%的附加恒载。
实桥安装分段设置导流板照片
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三、高墩大跨度桥梁刚度控制技术研究
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>墩顶横纵向刚度限值：对减小桥墩结构尺寸、降低工量影响较大。 墩高时其限值可放宽。
墩顶横向线刚度限值表（部分）
敦顶横向线刚度限值表（部分）
墩顶纵向线刚度限值图
三 艰险高墩大跨度桥梁刚度控制技术研究
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艰险高墩大跨度桥梁刚度控制技木研究 中国中铁CREEC R （二）大跨度拱桥刚度控制方法研究 大跨度拱桥横向刚度：研究采用“拱上墩水平位移控制法”，大大减少了拱圈结构 尺寸及工用量。采用本方法控制的云桂南盘江特大桥通车5年多，运行状态良好 控制原理：将拱圈看成基础，拱上梁体横向变形时，具有明显的联动效应。根据 这种联动效应，设计将全桥横向刚度简化“拱上墩墩顶水平位移和曲线半径”向题，
三、艰险高墩大跨度桥梁刚度控制技术研究
三、艰险高墩大跨度桥梁刚度控制技术研究
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拱上墩水平位移控制法：根据不同速度自标值提出按相邻跨拱上梁水平相对折 角控制的拱上墩墩顶水平位移和曲线半径
不同速度自标下墩顶横向刚度控制标准表
艰险高墩大跨度桥梁刚度控制技术研究 中国中铁 中国中铁 CRE 三）大跨度斜拉桥横 竖向刚度控制技术 横、竖向刚度限值：提出了大跨度铁路钢桁梁斜拉桥横、 竖可刚度取值标准 确定了大跨度铁路斜拉桥经济合理的横、竖向刚度。
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横、竖向刚度设计参数取值表
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四、桥梁抗震技术研究
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地震对铁路桥梁设计影响较大，遭受地震破坏的大型桥梁修复起来比较困难。 地震所造成的桥梁损坏主要有以下几种形式：
四、桥梁抗震技术研究
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四、桥梁抗震技术研究
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采用不同抗震设防目标：重要性不同的桥梁采用不同设防目标，是抗
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根据18组大比例桥墩拟静力试验和36组数值模拟计算并结合欧、美、日规范，将 我国铁路规范中桥墩延性系数限值与损伤状态及不同抗震设防等级对应起来，解决了 不同抗震设防等级桥梁的性能控制设计问题
四、桥梁抗震技术研究
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拟静力试验采用18个大比例尺矩形桥墩模型，柱截面为500×1000mm
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桥墩抗剪设计分界线：通过对不同剪跨比、不同配筋率的桥墩进行计算分析和试验 验证，得出了桥弹性与延性抗剪设计的分界线
桥墩弹性与延性抗震设计的分界线表
分界线之下的桥墩只需进行弹性验算，而分界线之上的桥墩按规范进行延性验算 满足位移延性系数要求外，尚应按剪力需求进行抗剪验算，
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延性抗剪能力计算公式及方法：通过对不同剪跨比、不同配筋率、不同轴压比的桥 敦进行计算分析和试验验证，研究给出了延性抗剪能力计算公式及延性抗剪设计方法 改进后的抗剪能力公式：考虑截面剪跨比、配筋率、轴压比等因素，结合实测18个大 比例桥墩模型墩抗剪需求与以前各公式计算所得的各桥墩抗剪能力的对比分析得到
延性验算时桥墩斜截面抗剪强度应满足：
V≤n(V.+V, +V)
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采用柔性支承延长结构周期，减小结构地震反应； 采用阻尼器装置耗散能量，限制结构位移： 保证结构在正常使用荷载作用下具有足够的刚度
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中国中铁CREEC （三）桥梁减隔震设计技术及措施 减隔震技术的适用条件 上部结构连续，下部结构刚度较大，结构基本振动周期比较短； 桥梁下部结构高度变化不规则，刚度分配不均匀； 场地条件比较好，预期地面运动特性具有较高的卓越频率； 根据铁路桥墩的特点，建议单线铁路简支梁桥墩高小于40m、 双线铁路简支梁桥墩高小于45m时，采用减隔震措施。 减隔震设计的桥梁，应满足正常使用条件的要求。相邻上部结构之间须在 桥台、桥墩等处设置足够的间隙，以满足位移需求。
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减隔震措施及优、缺点表
减隔震装置的选取：应结合其结构、力学 性能和环境条件综合考虑。除延长周期和 增加阻尼外，还应从正常使用性能、经济 性、耐久性等全方位考虑
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五、厚壁空心混凝土结构温度影响及收缩徐变研究
>厚壁空心结构易升裂：高墩大跨桥空心结构壁厚常 超出规范温度场计算范围，壁厚加大，温度引起的 拉应力显著增加，极易导致混凝土表面开裂
现行铁路规范箱梁温度分布计算参数表
现有空心桥墩温度分布计算参数表
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五、厚壁空心混凝土结构温度影响及收缩徐变研究
五、厚壁空心混凝土结构温度影响及收缩徐变研究
五、厚壁空心混凝土结构温度影响及收缩徐变研究
揭示混凝土厚壁空心墩与厚壁箱梁的温度分布规律
牛角坪特大桥3号墩日照作用下 实测与计算温度差曲线图
壁厚100cm模型日照作用下 试验与计算温度差曲线图
五、厚壁空心混凝土结构温度影响及收缩徐变研究
>提出了温度场计算方法
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五、厚壁空心混凝土结构温度影响及收缩徐变研究
五、厚壁空心混凝土结构温度影响及收缩徐变研究
高强混凝土收缩修正模型
高强混凝土徐变修正模型
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五、厚壁空心混凝土结构温度影响及收缩徐变研究
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牛角坪大桥跨中截面测点应变比较
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六、泥石流综合防治技术研究
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绕避万： 某铁路跨一泥石流沟，初步设计采用（48+80+48m）连续梁跨越主沟槽，2011年 爆发泥石流，一次淤积高度达15m，调查最大块石为5×3×3m，汇区内物质储量为449.4万 立方米，采用跨越方案代价大，优选绕避方案。 一跨跨越方案： 某桥位于泥石流冲淤交界处，主沟位于泥石流流通区，主沟内不宜设置桥墩，采用主 跨一孔80m钢桁梁跨越泥石流沟
六、泥石流综合防治技术研究
六、泥石流综合防治技术研究
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六、泥石流综合防治技术研究
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>一拦砂坝：除拦截泥石流固体物质外，还可以利用拦挡建筑物及其溢流口的位置 调节泥石流的流向，对下游有削减洪峰，减小泥石流规模的作用。除重力式拦挡坝 外，还有一种缝隙型坝一一拦粗排细、拦石排水
六、泥石流综合防治技术研究
六、泥石流综合防治技术研究
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防一固床稳坡、设置停淤场、生物防治等措施 固床稳坡：谷坊单坝和谷坊坝群，减少泥石流规模和降低 石流流速。 停淤场：布置在流域下游泥石流流通段或堆积区设置停游淤块 生物防治技术：分为林业、农业和牧业措施。 1、林业措施：水源涵养林、水土保持林、护堤林、护滩林 等。 2、农业措施：改良农作物的种植方式，改善耕作条件，调 整农业结构。 3、牧业措施：通过保护或种植坡地草被，在裸露地增加草 类覆盖面积，以减轻土壤侵蚀，控制冲沟的产生和发展。
给排水施工组织设计 六、泥石流综合防治技术研究
六、泥石流综合防治技术研究
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桥墩泥石流冲击力：自前铁路规范没有计算公式，通过物理模型试验、理论分 折和计算，寻求合理的冲击力计算方法 ●泥石流冲击桥墩物理模型试验：实验平台由桥墩、泥石流水槽、料斗、尾料池 测试实验设备等部件构成
资料范本室内多功能大型泥石流模拟系统
六、泥石流综合防治技术研究
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