李恩良

(铁道第三勘察设计院集团有限公司桥梁处,天津 300142)

1 概述

客运专线铁路行车速度高,对桥梁等基础设施的受力和线形的要求亦很高[1,2]。相对于一般拱桥而言,尼尔森体系提篮拱桥结构更加稳定、纵横向刚度更大、动力性能更好、造型更加美观[3-5],但由于提篮拱桥拱肋向内倾斜而增加了拱肋空间定位及施工的复杂性[6,7]。就国外客运专线的建设情况而言,大跨度提篮拱桥在高速铁路中的应用很少,而我国将跨度大于100 m的提篮拱桥应用于高速铁路之中在全球尚属先例[8,9]。提篮拱桥拱肋的空间定位是否准确对整个结构受力的影响较大,而拱肋空间坐标的计算和施工控制都相当复杂,影响因素也较多,比如系梁预应力张拉引起的纵向压缩的影响、拱肋竖向预拱度的影响[10]、线路纵坡的影响以及安装温度的影响等,因此要确保桥梁的结构受力与原设计更加接近,就必须严格控制拱肋安装时的坐标定位。下面结合武广客运专线上一座尼尔森体系提篮拱桥的施工实践来阐述提篮拱桥拱肋的安装定位计算方法。

2 工程概况

武广客运专线某特大桥以1-112 m尼尔森体系钢管混凝土提篮拱的形式跨越京珠高速公路,与公路轴线夹角为35.3°,桥上铺设CRTSⅠ型无砟轨道,设计时速350 km。该提篮拱全长116 m,计算跨径112m,系梁为单箱三室预应力混凝土箱梁,梁宽17.8 m,梁高2.5 m,混凝土强度等级为C50。

拱肋轴线线形为悬链线,拱轴线面内方程为y0=f(ch kξ-1)/(m-1),m=1.347,ξ=2x/l0,k=ln(m+),坐标原点为拱顶中心点。拱肋在横桥向内倾9°,形成提篮式,拱肋平面内矢高为22.4 m,矢跨比为1/5。……