為研究大跨度鐵路懸索橋合理的縱向支承體系,從理論上分析大跨度懸索橋的剛度特性及大跨度鐵路懸索橋的縱向位移特征,并以某主跨1 060m上承式鋼桁梁鐵路懸索橋為例,分析大跨度鐵路懸索橋在列車荷載作用下的梁端縱向位移特征,研究不同縱向支承體系對懸索橋加勁梁梁端縱向位移及速度的影響,最后給出大跨度鐵路懸索橋縱向支承設(shè)計的要求。結(jié)果表明:豎向荷載作用下,結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著縱向位移,是懸索橋的基本結(jié)構(gòu)特征;豎向荷載作用在懸索橋加勁梁上不同位置時,加勁梁梁端縱向位移差別大;鐵路列車作為快速移動荷載,具有規(guī)則、連續(xù)的特征,從而導(dǎo)致鐵路懸索橋梁端頻繁快速活動,此為梁端伸縮裝置、支座、吊索耐久性的控制性因素。 

【文章來源】：橋梁建設(shè). 2020,50(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

懸索橋豎向變形特征

加勁梁通過吊索與主纜連接，在對稱荷載工況下不產(chǎn)生可觀縱向位移；在反對稱荷載工況下，受吊索傾斜引起的水平分力作用，加勁梁發(fā)生向荷載作用側(cè)的梁端縱移。由于加勁梁截面抗拉、抗壓剛度大，并且總體上平直，加勁梁上各點縱向位移基本一致。以某單跨懸索橋為例，其單線列車加載工況下梁端縱向位移的影響線如圖3所示。由圖3可知：當移動的單一車輛從懸索橋的一端上橋行駛向另一端時，加勁梁的梁端將先發(fā)生與行車方向相反的移動，車輛通過1/4跨后，又將發(fā)生與行車方向一致的移動，直至到達另一側(cè)的1/4跨附近，再發(fā)生與行車方向相反的移動。靜置最不利荷載作用下（圖3中A-B-C區(qū)加載），加勁梁梁端出現(xiàn)最大縱向位移。按照日常行車條件，梁端位移值難以到達最大值，加勁梁豎向撓度也不大。對于公路橋，汽車在橋上的分布不會按照加載影響區(qū)規(guī)則分布，汽車行駛在梁上不同位置對梁端縱向位移的效應(yīng)可能相互抵消，但不會改變活載作為移動荷載促使梁端頻繁活動的規(guī)律，此結(jié)論已得到實橋檢測的證實。國內(nèi)某主跨1 490m的單跨懸索橋，經(jīng)檢測，加勁梁梁端日累積行程達80.96m；某主跨1 385m的單跨懸索橋，經(jīng)檢測，加勁梁梁端日累積行程達93.36m。其中，體系溫度變化引起的梁端縱向位移占梁端活動總行程中很小的比例[11-12]。對于大跨度鐵路懸索橋，由于鐵路列車荷載具有長度上連續(xù)的特征，容易出現(xiàn)在規(guī)定的加載影響區(qū)加載的情況，接近于最不利加載，且鐵路列車行駛速度快，從一個橋塔處進入到另一個橋塔處離開的時間更短，在更短的時間內(nèi)加勁梁梁端縱移要完成一個循壞，梁端移動更加頻繁、速度更快。

按ZKH荷載模式加載，根據(jù)牽引質(zhì)量換算求得加載長度，均布及集中荷載總重3 100t，如圖5所示。為記錄列車在橋上的位置，記車頭從橋左端上橋為工況(1)，每1s后列車所在位置依次記為工況(2)、(3)、(4)、…、，直到車尾從橋右端下橋，共27個工況。計算各工況梁端位移并連成曲線，對位移曲線采用差分法求導(dǎo)得到梁端移動速度變化曲線，如圖6所示，為方便表示，圖中列車行駛速度按200km/h計算，當列車以120km/h行駛時，加勁梁梁端移動速度為圖6中速度的60%。由圖6可知：當列車行駛至左側(cè)1/4跨位置時，梁端最大位移183.1mm（向左），此時梁端移動速度為24.4 mm/s（向左）；當列車行駛至右側(cè)1/4跨位置時，梁端最大位移190.5 mm（向右），此時梁端移動速度為14.7mm/s（向右）；車尾上橋和車頭剛要下橋時梁端最大移動速度為45.9mm/s（向左）；列車行駛至接近跨中位置時梁端最大移動速度達到69.3 mm/s（向右）。圖5 牽引質(zhì)量換算加載圖示


本文編號：3004133