2016年5月6日11时18分,随着最后一根钢梁杆件的精准对接,标志着新建铁路成都至贵阳双线客运专线(设计时速250 km/h )菜坝岷江特大桥顺利合龙。
据了解,成贵铁路菜坝岷江特大桥是国内首座大跨度下承式变截面连续钢桁梁铁路桥,具有结构体系复杂、跨度大、负荷重等特点,是成贵铁路全线重点工程之一。大桥全长1186.95米,主桥跨径布置为(140+224+140)m钢桁连续梁,其中224m主跨为亚洲同类型钢桁连续梁最大跨度,大桥共计36个节间,桁高16m~32m,桁宽14m,杆件最重约65t,最长约22m,钢梁总重约1.26万吨,使用高强度螺栓连接副共计近40万套,钢桁梁距离岷江水面最大高度近60米。
大桥主桥为(140米+224米+140米)钢桁连续梁,钢桁连续梁采用下弦曲线加劲方案。主桥钢桁梁采用N型桁架,两片主桁,桁宽15米,跨中桁高16米,支点桁高32米,节间长度14米。设计荷载为双线高速铁路。
主桥结构特点及关键技术
菜坝岷江特大桥主桥( 140 + 224 + 140) m 下承式连续钢桁梁,是目前国内最大跨度的连续钢桁梁。该梁支点处采用曲线变高的结构形式,变高段按二次抛物线y = 16 × ( x -56) 2 /842 + 16 变化,也是国内首次采用无加劲弦变高度连续钢桁梁结构型式。本桥的主要结构特点如下。
- 本桥采用的曲线变高桁式,其桁梁高度变化规律与连续梁的弯矩图较为吻合,因此,相应各个断面上的杆件受力相对较为平均,杆件的内力差别相对较小; 同时因为其桁高变化圆顺,因此竖向刚度变化较为平顺; 再则桁高曲线变化,使得其外观显得更加协调自然,也较好的满足了通航净空的要求。
- 采用纵横梁体系的钢桁梁,由于纵梁与主桁弦杆变形不一致,往往导致端部横梁面外应力过高,所以设计中往往每隔几个节间就设置伸缩纵梁。但在运营过程中,列车在伸缩纵梁处将产生较大冲击,对纵梁的疲劳、列车的平稳性及旅客的舒适性都有不利的影响,同时,伸缩纵梁构造相对复杂,对制造、施工都会增加一定难度,也会增加养护工作量。因此,本桥针对自身结构及受力特点,采用连续纵梁及箱形横梁的结构形式。
- 在钢桁梁等高段的横梁与下弦节点连接,由于约束相对较强,整体刚度大,梁端的转角较小,作用在主桁的面外弯矩也相对较小; 而对于桁高变化段横梁,由于受主桁节点的约束相对较弱,导致横梁梁端的转角较大,使作用在主桁的面外弯矩相对较大。为了减小由变桁高范围横梁引起主桁的次应力,将横梁进行桁架式加劲,横梁设计成桁架式后,相当于增加了横梁的高度,从而减小了横梁的面内弯矩和应力,减小了梁端转角,也有利于减小主桁腹杆的次应力。
桁架式横梁图见下图:
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