广清城际轨道交通广州北至清远段桥梁设计的论文

  新建广州至清远城际轨道交通广州北至清远段,自广州北站(含)至清远站(含),正线全长38.139公里。沿途共设6座车站,其中4座高架车站,2座地面车站。全线(含正线、动车组走行线、广佛环线同期建设工程)桥梁共计19座,其中双线桥12座,总长26.222km,单线桥7座,总长8.380km。沿贯通正线折合桥梁长26.254km,占正线总长的68.8%。

  全线共计双线32m简支梁579孔,双线24m简支梁88孔,单线32m简支梁203孔,单线24m简支梁19孔,简支梁长占桥梁总长的81.5%。

  全线跨越道路、河流采用的特殊结构以预应力混凝土连续梁为主,全线共计采用25联连续梁,其中最长一联为1-(70+130+70)m;跨越拟建肇花高速公路采用1-(87.5+160+87.5)m双线连续刚构桥;跨越拟建佛清从高速公路采用1-80m双线简支组合拱。高架车站两端咽喉区设置小跨度连续梁,共计16联。

  主要技术标准

  (1)线路级别:速度目标值200km/h城际铁路,正线双线,线间距4.4m。

  (2)轨道标准:跨区间无缝线路,60kg/m钢轨。

  (3)轨道类型及轨道高度:正线铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道,桥梁一般地段线下轨道结构高度为725mm,道岔区线下轨道结构高度为860mm。

  桥梁设计原则

  (1)列车静活载

  采用CRH6城际动车组,设计竖向荷载采用ZC活载(0.6UIC)。

  (2)列车竖向动力作用

  列车竖向动力作用按《高速铁路设计规范(试行)》第7.2.7条办理。

  (3)制动力或牵引力

  桥上列车制动力或牵引力按列车竖向静活载的15%计算。但当与离心力或列车竖向动力作用同时计算时,制动力或牵引力应按竖向静活载的10%计算,具体作用位置应符合现行《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1的相关规定。

  区间双线桥采用单线的制动或牵引力,车站内双线桥梁应根据其结构形式考虑制动和启动同时发生的情况进行设计;三线或三线以上的桥梁应采用双线的制动力或牵引力。

  (4)离心力

  列车离心力的计算、加载方式及参数取值按《高速铁路设计规范(试行)》第7.2.8条办理。计算离心力时活载按ZK活载。

  (5)下部结构纵、横向刚度

  广清城际采用ZC活载,较高速铁路采用的ZK活载略小,因此墩台顶纵向水平线刚度限值可予适当折减。

  广清城际设计时速达200km/h,墩台横向水平线刚度按《高速铁路设计规范(试行)》第7.3.9条办理。在ZC活载、横向摇摆力、离心力、风力和温度的作用下,墩顶横向水平位移引起的桥面处梁端水平折角应不大于1.0‰弧度。

  桥梁结构选型

  4.1梁部选型

  正线单、双线简支梁采用珠三角城际轨道交通网简支箱梁设计图(专桥[2012]2216、专桥[2012]2226)。连续梁采用预应力混凝土箱梁,跨度60m及以内采用斜腹板,翼缘板厚度及腹板斜度与标准简支梁一致,增加景观效果。

  龙塘动车组走行线单、双线桥设计速度较低,可选择T梁或箱梁方案。考虑走行线桥梁具有桥上半径小(最小曲线半径R=350m)、声屏障设置比例高(占65%)、景观效果要求高等特点,经比选后推荐采用有砟预制架设箱梁。单线有砟箱梁采用整体式箱梁,梁高2.3m,梁宽7.8m,跨度24m时适用最小曲线半径R=350m。双线有砟箱梁采用并置箱梁,为单线箱梁切内侧翼缘组合而成,箱梁总宽13m,线间距5m时适用最小曲线半径R=3500m,双线有砟箱梁截面图见图1。

  图1双线有砟箱梁截面图

  4.2桥墩选型

  广清城际沿线城填密集,对桥墩景观要求高,且部分高架地段位于路中分隔带,为减少汽车撞击影响,推荐选用流线型圆端形桥墩。双线墩高H≤14m时,墩身尺寸为4.2m(横向)×2.0m(纵向),桥墩横向尺寸比铁路桥墩缩小1.5m以上,有效减少路中绿化带宽度。桥墩立面做成花瓣形,辅以刻槽等凹凸细节,墩梁配合图见图2。

  图2正线单、双线简支箱梁墩梁配合图

  广清城际桥梁设计特点

  5.1特殊结构分布密集

  广清城际线路长度较短,但沿线现状道路交错纵横,在建、拟建及规划道路众多。全线跨越现状及规划道路共计221处,其中跨越高速公路、国省道10处,铁路3处。沿线道路立交条件复杂,桥梁布置时根据地方规划要求,常需加大跨度,采用特殊结构。以下就跨越拟建肇花高速公路桥予以简述。

  广清城际于DK43+150(=肇花K41+223)跨越拟建肇花高速及山前旅游大道。山前旅游大道,亦称S381,规划总宽度达60m。拟建肇花高速正线分为左右两幅桥并行与山前旅游大道两侧,桥面宽度均为16.75m,正线两侧设计为8.5m宽的匝道桥,此外根据高速公路远期扩建为八车道的规划要求,肇花高速尚需考虑外扩一个车道。跨越点处规划道路总宽度超过130m,由于桥墩墩高超过25m,具备设置连续刚构桥的技术条件,因此采用1-(87.5+160+87.5)m连续刚构桥。跨越处平、立面图见图3和图4。

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