高速磁浮大跨橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)PPT學(xué)習(xí)課件

1、1 引言引言1 磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究 2 高速磁浮跨黃浦江橋梁方案研究高速磁浮跨黃浦江橋梁方案研究 3 三塔斜拉橋方案介紹三塔斜拉橋方案介紹 4 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 2 引言引言1 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 3 u本課題研究跨越黃浦江的大跨度高速磁浮橋梁關(guān)鍵技術(shù)、 主要設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)指南、可行的技術(shù)方案，為準(zhǔn)備修 建的上海浦東機(jī)場到虹橋機(jī)場磁浮交通線做好必要的技 術(shù)準(zhǔn)備。 u磁浮交通橋梁剛度要求高，變形限值要求非常嚴(yán)格，與 道路橋梁和鐵路橋梁相比，有其獨(dú)特的技術(shù)要求。 1.1 1.1 概述概述 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)

2、鍵技術(shù) 4 1.1 1.1 概述概述 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 磁浮上海機(jī)場聯(lián)絡(luò)線沿A15公路南側(cè)跨越黃浦江，大橋位于現(xiàn)有閔浦大橋南側(cè)； 考慮施工可行性、減小相互影響為前提，盡量靠近閔浦大橋，減少用地； 兩橋中線間距離約85m，橋面凈距約50m； N 磁浮跨黃浦江橋梁工程磁浮跨黃浦江橋梁工程 5 u要建造跨越黃浦江的磁浮大跨橋梁，目前沒有現(xiàn)成的設(shè) 計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可循，也沒有已建成的大跨橋梁的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒， 磁浮交通大跨橋梁設(shè)計(jì)、建造技術(shù)存在著許多人們尚未 認(rèn)識(shí)且有待研究的東西。因此開展大跨度磁浮橋梁設(shè)計(jì) 關(guān)鍵技術(shù)的前期研究無論是對(duì)上海磁浮交通線的建設(shè)， 還是對(duì)磁浮交通技術(shù)的發(fā)展與推廣均具有重要的

3、理論意 義和工程實(shí)際應(yīng)用意義。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.1 1.1 概述概述 6 u磁浮列車是一種利用電磁力實(shí)現(xiàn)車輛支撐、牽引和導(dǎo)向的交通運(yùn)輸工具，其結(jié)構(gòu)形式既具有常規(guī)輪軌接觸 式鐵路交通的特點(diǎn)，又有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式和系統(tǒng)工作原理：非接觸式的電磁懸浮、導(dǎo)向系統(tǒng)、非接觸式的 牽引和制動(dòng)。 u磁懸浮列車沒有傳統(tǒng)火車的車輪，靠巨大的電磁力（吸引力或排斥力）支撐而懸浮在導(dǎo)軌上，運(yùn)行時(shí)除了 空氣摩擦阻力外，沒有傳統(tǒng)的輪軌摩擦阻力和其它阻力，能達(dá)到傳統(tǒng)陸地交通工具空前未有的速度（時(shí)速 可達(dá)500kmh）。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.2 1.2 磁浮交通簡介磁浮交通簡介 7 u磁浮列車?yán)?/p>

4、用電磁吸力或斥力懸浮和導(dǎo)向車體，采用直線電機(jī)牽引列車。按電磁力的產(chǎn)生方式，目前磁浮列車 己采用的電磁懸浮模式可分為： 永磁懸浮PMS （Permanent Magnet Suspension），代表車型有德國M-bahn； 常導(dǎo)電磁懸浮EMS （Electro magnetic Suspension），以可控電磁鐵為主形成磁吸式系列，代表車型有德國Transrapid、日本 HSST、韓國Komag，懸浮氣隙穩(wěn)定在812mm，最多為20mm（如真空管道列車）； 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.2 1.2 磁浮交通簡介磁浮交通簡介 8 超導(dǎo)電動(dòng)懸浮EDS （Electrodynamic Su

5、spension）；研究表明，超導(dǎo)磁體具有自身穩(wěn)定調(diào)控能力，其懸浮狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)一般無 需外界控制系統(tǒng)。低速時(shí)抬車力小，故車輛加輔助輪，高速時(shí)車體可達(dá)100300mm的懸浮高度，代表 車型有日本研制的MLU001、MLU002、MLU002N及MLX01型； 高溫超導(dǎo)HTS （High Temperature Superconductor）懸浮；（5）混合電磁懸浮，以上四種基本懸浮方式的組合，如 PMS與EMS組合。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.2 1.2 磁浮交通簡介磁浮交通簡介 9 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.2 1.2 磁浮交通簡介磁浮交通簡介 磁浮列車懸浮方式與結(jié)構(gòu)示意圖

6、10 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.2 1.2 磁浮交通簡介磁浮交通簡介 磁浮列車懸浮方式與結(jié)構(gòu)示意圖 11 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.2 1.2 磁浮交通簡介磁浮交通簡介 美國中低速磁懸浮車輛概念圖 12 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.2 1.2 磁浮交通簡介磁浮交通簡介 國防科大CMS-03A工程樣車 西南交大中低速磁浮列車 13 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.2 1.2 磁浮交通簡介磁浮交通簡介 日本超導(dǎo)磁懸浮試驗(yàn)車 上海磁懸浮 14 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.2 1.2 磁浮交通簡介磁浮交通簡介 德國磁浮列車TR08結(jié)構(gòu)原理圖 15 u目前已修建的

7、磁浮交通橋梁的數(shù)量有限，其結(jié)構(gòu)形式主 要是小跨徑的簡支梁，只有日本山梨試驗(yàn)線修建了跨度 超百米的用于超導(dǎo)系統(tǒng)的尼爾森體系系桿拱橋，而常導(dǎo) 磁懸浮系統(tǒng)的超百米跨度橋梁的建設(shè)在世界上尚無先例， 迄今為止人們對(duì)大跨磁浮交通橋梁建造技術(shù)的認(rèn)識(shí)和實(shí) 踐均處于初級(jí)階段。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.3 1.3 磁浮軌道梁簡介磁浮軌道梁簡介 16 u軌道梁的特點(diǎn)可以概括為以下幾點(diǎn): 1. 一般均采用高架結(jié)構(gòu); 2. 以小跨度為主; 3. 剛度大、整體性好; 4. 重視改善結(jié)構(gòu)耐久性，便于檢查、維修。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.3 1.3 磁浮軌道梁簡介磁浮軌道梁簡介 17 高速磁浮大跨度橋

8、梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.3 1.3 磁浮軌道梁簡介磁浮軌道梁簡介 德國高速磁浮軌道梁變遷 18 常規(guī)的中小跨徑軌道梁常規(guī)的中小跨徑軌道梁 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 上海浦東磁浮示范運(yùn)營線軌道梁上海浦東磁浮示范運(yùn)營線軌道梁 1.3 1.3 磁浮軌道梁簡介磁浮軌道梁簡介 19 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 上海浦東磁浮示范運(yùn)營線軌道梁上海浦東磁浮示范運(yùn)營線軌道梁12.384m預(yù)應(yīng)力砼梁預(yù)應(yīng)力砼梁 1.3 1.3 磁浮軌道梁簡介磁浮軌道梁簡介 常規(guī)的中小跨徑軌道梁常規(guī)的中小跨徑軌道梁 20 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 上海浦東磁浮示范運(yùn)營線軌道梁上海浦東磁浮示范運(yùn)營線軌道梁224.768m鋼

9、砼復(fù)合梁鋼砼復(fù)合梁 1.3 1.3 磁浮軌道梁簡介磁浮軌道梁簡介 常規(guī)的中小跨徑軌道梁常規(guī)的中小跨徑軌道梁 21 u上海線跨越浦東運(yùn)河等有通航等級(jí)河道時(shí)采用了橋上軌道梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)為迭合式體系。橋上軌道梁為6.192m 的鋼筋砼板梁，下部支撐結(jié)構(gòu)為三跨連續(xù)鋼梁，主跨跨徑45m。板梁與下部鋼梁間采用連接型鋼及高強(qiáng)螺栓、 焊釘連接。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 上海浦東磁浮示范運(yùn)營線軌道梁上海浦東磁浮示范運(yùn)營線軌道梁迭合鋼梁橫斷面迭合鋼梁橫斷面 橋上軌道梁結(jié)構(gòu)橋上軌道梁結(jié)構(gòu) 1.3 1.3 磁浮軌道梁簡介磁浮軌道梁簡介 22 日本山梨實(shí)驗(yàn)線小形山尼爾森拱橋日本山梨實(shí)驗(yàn)線小形山尼爾森拱橋 u 迄今

10、為止，最大跨度磁懸浮交通橋梁是日本 山梨實(shí)驗(yàn)線上的小形山橋，該橋?yàn)閱慰纭㈦p 線提籃式尼爾森體系系桿拱橋，跨長為 136.5m，拱肋矢高為23m，中距為15m， 寬跨比約為1/9, 拱肋、系桿以及橋面的橫 梁均采用鋼結(jié)構(gòu)，橫梁間距為15m，與采 用輕質(zhì)混凝土材料軌道梁為縱梁組成橋面系， 吊桿采用斜吊桿，傾斜角為60度。 小形山 橋位于山梨試驗(yàn)線的端頭附近，行車的速度 將小于正常的試驗(yàn)運(yùn)行速度。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 大跨度磁浮交通橋梁大跨度磁浮交通橋梁 1.3 1.3 磁浮軌道梁簡介磁浮軌道梁簡介 23 德方建議將帶有高精度功能面的軌面結(jié)構(gòu)架設(shè)在常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)上(稱 其為迭合梁結(jié)構(gòu))，以

11、跨越大的障礙。目前適合于磁浮列車運(yùn)行的迭 合梁結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外均無先例，至今未見有關(guān)該結(jié)構(gòu)研究的公開報(bào)道。 針對(duì)磁浮迭合梁結(jié)構(gòu)的研究方法、需滿足的變形控制指標(biāo)及限值、結(jié) 構(gòu)型式、變形影響因素、結(jié)構(gòu)主要設(shè)計(jì)參數(shù)合理取值范圍以及德方提 供的經(jīng)驗(yàn)公式能否滿足磁浮迭合梁動(dòng)力設(shè)計(jì)等問題都巫待研究并解決。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.4 1.4 磁浮大跨度橋梁磁浮大跨度橋梁迭合梁迭合梁（梁上梁）結(jié)構(gòu)（梁上梁）結(jié)構(gòu) 24 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 磁浮迭合梁由上層軌面結(jié)構(gòu)、下層橋梁結(jié)構(gòu)及上下層連接機(jī) 構(gòu)三部分組成，其中， 1. 上層軌面結(jié)構(gòu)，即軌道梁，提供功能區(qū)的三個(gè)功能面并將功 能區(qū)的受力通過連

12、接機(jī)構(gòu)傳遞給承重梁； 2. 下層橋梁結(jié)構(gòu)（大跨度橋梁），為上層軌道梁提供支承，保 證列車的安全、平穩(wěn)運(yùn)行； 3. 連接機(jī)構(gòu)是上下層結(jié)構(gòu)之間的連接及傳力機(jī)構(gòu)。 1.4 1.4 磁浮大跨度橋梁磁浮大跨度橋梁迭合梁迭合梁（梁上梁）結(jié)構(gòu)（梁上梁）結(jié)構(gòu) 25 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.4 1.4 磁浮大跨度橋梁磁浮大跨度橋梁迭合梁迭合梁（梁上梁）結(jié)構(gòu)（梁上梁）結(jié)構(gòu) 26 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 1.4 1.4 磁浮大跨度橋梁磁浮大跨度橋梁迭合梁迭合梁（梁上梁）結(jié)構(gòu)（梁上梁）結(jié)構(gòu) 27 磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究2 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 28

13、高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 2.1 2.1 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容研究內(nèi)容 跨越黃浦江的磁浮大跨度橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求：列車 過橋速度不低于350km/h，并考慮雙線列車橋上交會(huì) 的情況，本課題研究是在上述標(biāo)準(zhǔn)的前提下展開的， 對(duì)更高的車速（420km/h）只做一般性的探索。 29 大跨度橋梁車橋相互動(dòng)力作用以及變形對(duì)列車走行性影響 的機(jī)理研究； 大跨度橋梁關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)限值的研究； 通過設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究和橋梁方案研究，總結(jié)提煉磁浮交 通大跨度橋梁設(shè)計(jì)指南； 大跨度橋梁主梁伸縮縫裝置的研究； 橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對(duì)列車走行性的影響。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)

14、關(guān)鍵技術(shù) 2.1 2.1 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容研究內(nèi)容 30 (1)大跨度橋梁車橋相互動(dòng)力作用以及變形對(duì)列車走行 性影響的機(jī)理研究； 本項(xiàng)研究是后續(xù)研究的基礎(chǔ)。主要研究磁浮大跨橋梁 （梁上梁結(jié)構(gòu)形式）車輛與橋梁動(dòng)力相互作用機(jī)理和 大跨橋梁變形對(duì)列車走行性影響：如車輛過橋時(shí)對(duì)橋 梁激振力的幅值和主要作用的頻率；橋梁變形對(duì)列車 走行的影響以及影響耦合作用的主要因素等。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 2.1 2.1 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容研究內(nèi)容 31 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 研究過程要涉及到大型

15、計(jì)算軟件的編制，應(yīng)用大型計(jì)研究過程要涉及到大型計(jì)算軟件的編制，應(yīng)用大型計(jì) 算機(jī)的仿真計(jì)算模擬車輛過橋時(shí)車、橋動(dòng)力響應(yīng)的狀況，算機(jī)的仿真計(jì)算模擬車輛過橋時(shí)車、橋動(dòng)力響應(yīng)的狀況， 同時(shí)進(jìn)行一些必要的既有橋梁的動(dòng)力試驗(yàn)，檢驗(yàn)所采用同時(shí)進(jìn)行一些必要的既有橋梁的動(dòng)力試驗(yàn)，檢驗(yàn)所采用 的理論和計(jì)算結(jié)果的正確性。的理論和計(jì)算結(jié)果的正確性。 32 在第一部分理論研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究影響磁浮橋 梁設(shè)計(jì)中關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)限值要求的本質(zhì)問題和限值的依 據(jù)，然后綜合各種影響因素，分析確定大跨度橋梁關(guān)鍵 設(shè)計(jì)參數(shù)限值。 (2).(2).大跨度橋梁關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)限值的研究大跨度橋梁關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)限值的研究 2.1 2.1 高

16、速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容研究內(nèi)容 33 主要內(nèi)容有： 1.大跨度橋梁主梁的豎向、橫向撓跨比設(shè)計(jì)參數(shù)限值的確定； 2.主梁豎向、橫向梁端折角限值的確定； 3.主梁的扭轉(zhuǎn)變形和的頻率限值的研究； 4.主梁動(dòng)力放大系數(shù)及動(dòng)力響應(yīng)變化規(guī)律等。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 34 (3). 通過設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究和橋梁方案研究，總結(jié)提煉磁浮 交通大跨度橋梁設(shè)計(jì)指南 指南主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分： 1.大跨度橋梁的構(gòu)造要求（包括軌道梁形式等）； 2.大跨度橋梁的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)； 3.大跨度橋梁橋梁剛度和動(dòng)力性能檢算要求和技術(shù)。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 2

17、.1 2.1 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容研究內(nèi)容 35 u大跨度橋梁梁端伸縮變形較大，導(dǎo)致主梁梁端、軌道 梁的移動(dòng)以及電磁線圈模數(shù)取整的問題，甚至影響電 磁作用力作用的方向，因此要研究伸縮縫處合理構(gòu)造 和處理方法，保證電磁作用力不受梁端變形的影響。 u中小跨徑軌道梁由于伸縮變形小，不存在這樣的問題 (4).(4).大跨度橋梁主梁伸縮縫裝置的研究大跨度橋梁主梁伸縮縫裝置的研究 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 2.1 2.1 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容研究內(nèi)容 36 u該項(xiàng)研究主要內(nèi)容包括： 1.輪軌橋梁伸縮縫構(gòu)造

18、的調(diào)研； 2.伸縮縫對(duì)磁浮列車電磁力影響的變化規(guī)律； 3.磁浮橋梁伸縮縫合理伸縮量值確定； 4.保證車輛走行安全的伸縮構(gòu)造的提出。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 37 (5). (5). 橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對(duì)列車走行性的影響橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對(duì)列車走行性的影響 研究相鄰橋梁（閔浦大橋和擬建磁浮交通橋梁）尾 流效應(yīng)對(duì)新建橋梁和既有橋梁的影響。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 2.1 2.1 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容研究內(nèi)容 38 2.2.1.磁浮軌道梁剛度控制的幾個(gè)主要指標(biāo) (1)主梁豎向撓跨比，橫向撓跨比 （控制橋面撓曲變形程度，保持平順性）； (2) 主

19、梁豎向、橫向最小頻率限值 （避免產(chǎn)生過大的動(dòng)力響應(yīng)）； (3) 主梁上方的軌道梁梁端最大折角限值。 2.2 2.2 中小跨度磁浮橋梁關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)中小跨度磁浮橋梁關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù) 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 39 2.2.2 磁浮線路設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī)定 /1 / 4000 z fL 豎向撓跨比限值豎向撓跨比限值： (1)撓跨比：撓跨比： 在列車靜活載作用下：在列車靜活載作用下： 在日溫差荷載作用下：在日溫差荷載作用下： /1 / 6500 t fL /1 / 5400 b fL 上緣升溫上緣升溫 下緣升溫下緣升溫 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 40 /1 /15000 y fL 橫向撓跨比限值橫

20、向撓跨比限值：在橫向靜活載（在橫向靜活載（3.9kN/m)作用下：作用下： 在日溫差荷載作用下：在日溫差荷載作用下： /1 / 5800 yt fL 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 41 1.1() V f L 式中：式中： V V 為車速為車速 (m/s)； L L 為梁跨跨長（為梁跨跨長（m）；）； f 為頻率（為頻率（Hz）。）。 (2) 大跨度主梁最小頻率限值大跨度主梁最小頻率限值 磁浮磁浮線路設(shè)計(jì)規(guī)范線路設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：規(guī)定： 沒有說明對(duì)豎向、橫向或扭轉(zhuǎn)基頻適用。沒有說明對(duì)豎向、橫向或扭轉(zhuǎn)基頻適用。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 42 (3) 軌道梁梁端最大折角限值 規(guī)定為： 單端豎

21、向轉(zhuǎn)角限值不大于8/10000rad，兩端轉(zhuǎn)角之和限值不大于16/10000rad； 該規(guī)定是列車靜活載折角最大限值、還是和溫度荷載共同下折角最大限值，規(guī)范沒有明確說明。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 軌道梁梁端折角示意軌道梁梁端折角示意 43 豎向（豎向（z方向）方向）橫向（橫向（y方向）方向） 撓跨比撓跨比 列車引起列車引起1/4000 撓跨比撓跨比 列車引起列車引起1/15000 溫度引起溫度引起-1/65001/5400溫度引起溫度引起1/5800 梁端折角梁端折角 （兩側(cè)之和）（兩側(cè)之和） /(rad/10000) 列車引起列車引起16 梁端折角梁端折角 （兩側(cè)之和）（兩側(cè)之和）

22、/(rad/10000) 列車引起列車引起4.5 溫度引起溫度引起-9.711.6溫度引起溫度引起10.8 下部結(jié)構(gòu)引起的塑下部結(jié)構(gòu)引起的塑 性變形性變形 1.7 下部結(jié)構(gòu)引起的塑性下部結(jié)構(gòu)引起的塑性 變形變形 1.7 下部結(jié)構(gòu)引起的彈下部結(jié)構(gòu)引起的彈 性變形性變形 1.7 下部結(jié)構(gòu)引起的彈性下部結(jié)構(gòu)引起的彈性 變形變形 1.711.3 頻率頻率1.1V/L頻率頻率1.1V/L (4) (4) 線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)剛度標(biāo)準(zhǔn)匯總剛度標(biāo)準(zhǔn)匯總 線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)剛度標(biāo)準(zhǔn)匯總剛度標(biāo)準(zhǔn)匯總 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 44 各國高速鐵路對(duì)梁剛度的要求各國高速鐵路對(duì)梁剛度的要求 高速磁浮大

23、跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 45 2.3 大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)初步研究 （1）撓跨比的確定）撓跨比的確定 首先參考高速鐵路設(shè)計(jì)：初步確定撓跨比（首先參考高速鐵路設(shè)計(jì)：初步確定撓跨比（f / L=1/1200），擬定主梁尺寸，然后對(duì)各項(xiàng)其它指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)），擬定主梁尺寸，然后對(duì)各項(xiàng)其它指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn) 算，通過不斷試算，調(diào)整修改撓跨比，最終確定合理值。算，通過不斷試算，調(diào)整修改撓跨比，最終確定合理值。 磁浮磁浮線路設(shè)計(jì)規(guī)范線路設(shè)計(jì)規(guī)范只適合于小跨度橋梁，大跨度橋梁應(yīng)該只適合于小跨度橋梁，大跨度橋梁應(yīng)該 放松，但到底撓跨比限值放松到何種程度較為合適，需要進(jìn)行專題放松，但到底撓跨比限值放松到何種程度較為合適，需要

24、進(jìn)行專題 研究。研究。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 2.3.1 2.3.1 大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)研究大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)研究 46 大跨度鐵路（公鐵兩用）橋梁撓跨比大跨度鐵路（公鐵兩用）橋梁撓跨比 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 47 （98+196+504+196+98）m鋼桁斜拉橋。鋼桁斜拉橋。鐵路主橋鐵路主橋 按四線建設(shè)，其中兩線為高速鐵路，兩線為普速按四線建設(shè)，其中兩線為高速鐵路，兩線為普速級(jí)級(jí) 干線，橋上層為公路六車道（武漢市中環(huán)線）。高速干線，橋上層為公路六車道（武漢市中環(huán)線）。高速 鐵路設(shè)計(jì)旅客列車行車速度鐵路設(shè)計(jì)旅客列車行車速度250km/h，汽車行車速度，汽車行車速度

25、 80km/h。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 天興洲公鐵兩用長江大橋天興洲公鐵兩用長江大橋 (109.5+192+336+336+192+109.5）m連續(xù)鋼桁梁連續(xù)鋼桁梁 拱橋。拱橋。主橋按六線建設(shè)，其中兩線為京滬高速鐵主橋按六線建設(shè)，其中兩線為京滬高速鐵 路，兩線為滬漢蓉客運(yùn)專線，兩線為城市軌道交路，兩線為滬漢蓉客運(yùn)專線，兩線為城市軌道交 通。本橋該跨度設(shè)計(jì)行車速度通。本橋該跨度設(shè)計(jì)行車速度300km/h為世界橋?yàn)槭澜鐦?梁之最。梁之最。 南京大勝關(guān)長江大橋南京大勝關(guān)長江大橋 48 （2） 梁端折角的確定梁端折角的確定 大、小梁跨對(duì)于折角來說都是一樣的，因此大跨度橋梁梁端大、小梁跨對(duì)于

26、折角來說都是一樣的，因此大跨度橋梁梁端 折角限值按磁浮折角限值按磁浮線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定限值執(zhí)行，即單端豎向轉(zhuǎn)規(guī)定限值執(zhí)行，即單端豎向轉(zhuǎn) 角限值不大于角限值不大于8/10000rad。 研究表明：大跨度橋梁由于主梁和軌道梁是分開的，軌道梁研究表明：大跨度橋梁由于主梁和軌道梁是分開的，軌道梁 可以使得橋面（行車面）上的折角比主梁上的折角大大減小，而可以使得橋面（行車面）上的折角比主梁上的折角大大減小，而 且軌道梁跨度越小，橋面折角降低得越顯著，這和高速鐵路研究且軌道梁跨度越小，橋面折角降低得越顯著，這和高速鐵路研究 結(jié)果是一致的。結(jié)果是一致的。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 49 （3

27、）最小頻率的確定）最小頻率的確定 理論研究表明：理論研究表明： 磁浮磁浮線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中小跨度頻率限值中小跨度頻率限值 f 1.1V/L V/L 對(duì)大跨度橋梁是適用的。對(duì)大跨度橋梁是適用的。 其中其中：0.5V/L V/L 是移動(dòng)荷載過橋激振頻率，橋梁最小頻率取是移動(dòng)荷載過橋激振頻率，橋梁最小頻率取 1.1 V/L V/L ，其其1.1系數(shù)是使橋梁基頻避開激振頻率要求的頻率，以系數(shù)是使橋梁基頻避開激振頻率要求的頻率，以 免產(chǎn)生共振。免產(chǎn)生共振。 上述頻率限值規(guī)定：豎向基頻檢算，對(duì)于橫向、扭轉(zhuǎn)基頻基上述頻率限值規(guī)定：豎向基頻檢算，對(duì)于橫向、扭轉(zhuǎn)基頻基 頻檢算有點(diǎn)牽強(qiáng)附會(huì)。頻檢算有點(diǎn)牽強(qiáng)

28、附會(huì)。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 50 豎向（豎向（z方向）方向）橫向（橫向（y方向）方向） 梁端折角梁端折角 （兩側(cè)之和）（兩側(cè)之和） /(rad/10000) 軌道梁軌道梁自身變形自身變形引起的折引起的折 角（列車角（列車+溫度）溫度）+大跨大跨 度橋梁變形度橋梁變形引起的軌道梁引起的軌道梁 折角（雙線列車折角（雙線列車+溫度）溫度） 16 梁端折角梁端折角 （兩側(cè)之和）（兩側(cè)之和） /(rad/10000) 軌道梁軌道梁自身變形自身變形引起的引起的 折角（列車折角（列車+溫度）溫度）+大大 跨度橋梁變形跨度橋梁變形引起的軌引起的軌 道梁折角（雙線列車道梁折角（雙線列車+ 溫度）溫度

29、） 16 頻率頻率/Hz1.1V/L頻率頻率/Hz1.1V/L （4).4).本研究采用的剛度檢算標(biāo)準(zhǔn)匯總本研究采用的剛度檢算標(biāo)準(zhǔn)匯總 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 51 關(guān)于梁端伸縮縫的方案 l 軌道梁定子鐵芯間的允許縫隙范圍為43146mm，因此軌 道梁的伸縮長度受到限制。 l 大跨度橋梁在溫度、風(fēng)荷載影響等作用下，梁的伸縮長度很 大，若不采取措施，橋梁端部軌道梁定子鐵芯間的縫隙將無 法滿足系統(tǒng)要求。 l 磁浮線路的大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)與相鄰軌道梁間需通過設(shè)計(jì)特殊 的伸縮裝置才能滿足系統(tǒng)對(duì)定子鐵芯縫寬度的要求。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 2.3.2 2.3.2 大跨度橋梁主梁伸縮縫裝置的

30、研究大跨度橋梁主梁伸縮縫裝置的研究 52 關(guān)于梁端伸縮縫的方案 l新型伸縮裝置的總體設(shè)計(jì)思想是： 將大跨橋梁的伸長、縮短量分?jǐn)偟蕉嗥噜彉?biāo)準(zhǔn)軌道梁上， 使橋梁與軌道梁間、軌道梁與軌道梁間定子鐵芯間隙都滿 足系統(tǒng)要求。需設(shè)置伸縮縫裝置的相鄰軌道梁的數(shù)目根據(jù) 大跨度橋梁可能發(fā)生的伸縮量決定。 如何保證這若干道小縫的伸縮量一致則是我們要考慮的關(guān) 鍵問題。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 53 一種可能的伸縮縫裝置構(gòu)造一種可能的伸縮縫裝置構(gòu)造 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 54 由于連桿和銷軸的聯(lián)動(dòng)作用，斜拉橋的伸縮量可以 均勻的分布到該區(qū)域內(nèi)的若干道小縫，可以在滿足 斜拉橋總伸縮量的前提下，保證軌

31、道梁定子鐵芯間 的縫隙在允許范圍內(nèi)。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 一種可能的伸縮縫裝置構(gòu)造一種可能的伸縮縫裝置構(gòu)造 55 2.3.3 2.3.3 橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對(duì)列車走行性的影響橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對(duì)列車走行性的影響 研究相鄰橋梁（閔浦大橋和擬建磁浮交通橋梁）尾 流效應(yīng)對(duì)新建橋梁和既有橋梁的影響。 l磁浮上海機(jī)場聯(lián)絡(luò)線沿A15公路南側(cè)跨越黃浦江，大橋位于現(xiàn)有閔 浦大橋南側(cè)； l考慮施工可行性、減小相互影響為前提，盡量靠近閔浦大橋，減少 用地； l兩橋中線間距離約85m，橋面凈距約50m； 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 56 強(qiáng)風(fēng)、橋梁、車輛耦合動(dòng)力效應(yīng)對(duì)列車走行性的影 響。 磁浮車輛質(zhì)量較輕，

32、在磁浮列車高速通過強(qiáng)風(fēng)區(qū)時(shí)，強(qiáng)橫風(fēng)作用下勢必加劇磁浮車輛與軌道梁的 振動(dòng)。懸浮電磁鐵與軌道梁之間懸浮氣隙只有l(wèi)0mm左右，因此必須研究磁浮車輛過橋的安全與乘 坐舒適度。研究磁浮車輛與軌道梁的氣動(dòng)特性，強(qiáng)橫風(fēng)作用下的磁浮車橋動(dòng)力響應(yīng)，探討未來磁浮 交通跨越強(qiáng)風(fēng)區(qū)的抗風(fēng)分析方法，對(duì)磁浮交通的推廣有重要實(shí)際意義。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 57 高速磁浮跨黃浦江橋梁方案研究高速磁浮跨黃浦江橋梁方案研究3 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 58 3.1 高速磁浮跨黃浦江大橋方案橋型比選 l 大跨徑可能的只能是拱橋、懸索橋、斜拉橋三種橋型。 l 限制條件：軟土地基，高速磁浮對(duì)變形要求高。 高速磁浮大

33、跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 59 1. 拱橋：已經(jīng)超越了經(jīng)濟(jì)跨徑，造價(jià)較高，而且施工風(fēng)險(xiǎn) 較大，造型不協(xié)調(diào)； 2. 懸索橋：在軟土地基上修建，錨碇巨大，造價(jià)高。懸索 橋變形大，很難適應(yīng)磁浮列車的行車條件； 3. 斜拉橋：在技術(shù)上是可行的，對(duì)軟土地基有較強(qiáng)的適應(yīng) 性，整體剛度好。 l 綜上所述，本橋采用斜拉橋方案的可能性最大。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 60 結(jié)構(gòu)比選主梁 混凝土梁：自重大，本橋跨徑過大，不合適采用 鋼箱梁：自重較輕；無收縮徐變影響；溫度變形大；結(jié)構(gòu)剛度較??； 鋼混凝土疊合梁：自重較重（介于混凝土梁和鋼箱梁之間）；有收縮徐變的影響；溫度變形??；結(jié)構(gòu) 剛度較大； 鋼桁梁：結(jié)構(gòu)剛度大

34、；無收縮徐變影響；主梁高度大，造價(jià)高。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 61 3.2 研究滿足通航和行車要求的大跨度橋梁技術(shù)方案 主要內(nèi)容： 調(diào)查黃浦江上游通航要求、主航道位置，確定大跨度 橋梁的橋式、分孔布置。具體研究三種橋式方案并進(jìn) 行比選，確定大跨度橋梁各方案的總體布置。 三塔斜拉橋方案 雙塔斜拉橋方案 鋼系桿拱橋方案 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 62 （1 1） 三塔斜拉橋方案三塔斜拉橋方案 主跨跨徑約360m。確定斜拉橋橋塔形式、塔梁連接方式，確定主梁的合理截面形式，并考慮以下三種主梁 結(jié)構(gòu)，進(jìn)行適用性，結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化比較。 1.正交異性鋼橋面板的鋼箱梁主梁； 2.混凝土和鋼結(jié)合箱

35、型主梁； 3.鋼桁梁。 對(duì)每一種橋跨結(jié)構(gòu)，進(jìn)行橋梁剛度、動(dòng)力性能檢算，通過檢算，改進(jìn)截面尺寸，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最后確定 滿足行車要求的可行性方案。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 63 斜拉橋主跨跨徑約450m。確定其分孔布置以及斜拉橋 橋塔、墩身、基礎(chǔ)、和適合的主梁的形式和截面尺寸。 對(duì)雙塔斜拉橋方案進(jìn)行剛度和動(dòng)力性能檢算，通過檢算， 提出修改意見，完善設(shè)計(jì)方案。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) （2 2）雙塔斜拉橋方案）雙塔斜拉橋方案 64 （3 3）鋼系桿拱橋方案）鋼系桿拱橋方案 研究跨度450m左右鋼系桿拱橋方案，確定拱橋結(jié)構(gòu)形 式和分孔布置，研究平衡推力體系的系桿結(jié)構(gòu)形式和位 置，提出

36、兩種不同中承位置的系桿拱橋方案，對(duì)鋼系桿 拱橋方案進(jìn)行剛度和動(dòng)力性能檢算，并和斜拉橋方案進(jìn) 行技術(shù)參數(shù)的比較，研究拱橋方案的技術(shù)性能的優(yōu)越性。 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 65 （4 4）各技術(shù)方案工程經(jīng)濟(jì)性研究各技術(shù)方案工程經(jīng)濟(jì)性研究 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) v在磁浮列車過橋時(shí)速在磁浮列車過橋時(shí)速350公里情況下，分析對(duì)比上述各技公里情況下，分析對(duì)比上述各技 術(shù)方案的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)對(duì)優(yōu)秀方案進(jìn)一步分析更高的過橋術(shù)方案的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)對(duì)優(yōu)秀方案進(jìn)一步分析更高的過橋 時(shí)速（時(shí)速（350430km/h）范圍內(nèi)，速度高低對(duì)工程經(jīng)濟(jì)影響，）范圍內(nèi)，速度高低對(duì)工程經(jīng)濟(jì)影響， 通過技術(shù)方案的經(jīng)濟(jì)研

37、究，建議性價(jià)比高的合理方案，供通過技術(shù)方案的經(jīng)濟(jì)研究，建議性價(jià)比高的合理方案，供 工程建設(shè)決策時(shí)參考。工程建設(shè)決策時(shí)參考。 66 三塔斜拉橋方案介紹三塔斜拉橋方案介紹4 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 初步研究內(nèi)容介紹初步研究內(nèi)容介紹以三塔斜拉橋?yàn)槔匀崩瓨驗(yàn)槔?2、橋跨布置及結(jié)構(gòu)選型 總體布置 跨徑布置為(軌道梁長度為12.384m)： 50+50+62.384+359.136+359.136+62.384+50+50=1043.0 40m 4.1 4.1 三塔斜拉橋三塔斜拉橋計(jì)算模型計(jì)算模型 68 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 4.1 4.1 三塔斜拉橋三塔斜拉橋計(jì)算模型計(jì)算模型 6

38、9 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 主梁型式：鋼箱梁主梁型式：鋼箱梁 70 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 主梁型式：鋼主梁型式：鋼砼疊合箱梁砼疊合箱梁 71 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 主梁型式：鋼桁梁主梁型式：鋼桁梁 72 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 4.2 橫向撓跨比計(jì)算橫向撓跨比計(jì)算 主梁在主梁在單線單線列車橫向荷載作用下主跨跨中產(chǎn)生最大橫列車橫向荷載作用下主跨跨中產(chǎn)生最大橫 向撓跨比見下表。向撓跨比見下表。 變形方變形方 向向 方案方案邊跨邊跨1邊跨邊跨2邊跨邊跨3主跨主跨 橫向橫向 鋼箱梁方案鋼箱梁方案1/2577601/3705801/410261/9114 鋼鋼-砼組合梁方

39、案砼組合梁方案1/14167201/10498601/1947101/17266 鋼桁梁方案鋼桁梁方案1/10838801/12114001/799761/17516 不同橋梁方案撓跨比計(jì)算結(jié)果不同橋梁方案撓跨比計(jì)算結(jié)果 73 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 4.3 豎向撓跨比計(jì)算豎向撓跨比計(jì)算 根據(jù)根據(jù)雙線列車雙線列車靜活載作用下所得撓跨比見下表，其中靜載作用靜活載作用下所得撓跨比見下表，其中靜載作用 按按8節(jié)車輛編組，均布荷載（節(jié)車輛編組，均布荷載（25.6KN/m）考慮，不計(jì)沖擊系數(shù)。）考慮，不計(jì)沖擊系數(shù)。 不同橋梁方案撓跨比計(jì)算結(jié)果不同橋梁方案撓跨比計(jì)算結(jié)果 變形方變形方 向向 方案方案邊

40、跨邊跨1邊跨邊跨2邊跨邊跨3主跨主跨 豎向豎向 鋼箱梁方案鋼箱梁方案1/104821/171771/92941/986 鋼鋼-砼組合梁方案砼組合梁方案1/162091/233221/99681/1550 鋼桁梁方案鋼桁梁方案1/250631/253001/167461/2230 74 靜載和動(dòng)載通過橋梁時(shí)撓曲線比較（鋼箱梁方案）靜載和動(dòng)載通過橋梁時(shí)撓曲線比較（鋼箱梁方案） -500-400-300-200-1000100200300400500 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 主梁位置坐標(biāo) (m) 主梁豎向撓度 (mm) 下?lián)希▎尉€靜力） 下?lián)希▎尉€動(dòng)力

41、） 列車荷載作用下，主梁位移包絡(luò)圖 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 75 高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 思考：思考： 上圖中，列車動(dòng)載通過橋梁（三塔斜拉橋，結(jié)構(gòu)對(duì)稱）上圖中，列車動(dòng)載通過橋梁（三塔斜拉橋，結(jié)構(gòu)對(duì)稱） 時(shí)撓曲線不對(duì)稱，產(chǎn)生這種現(xiàn)象是什么原因呢？時(shí)撓曲線不對(duì)稱，產(chǎn)生這種現(xiàn)象是什么原因呢？ 76 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 項(xiàng)目項(xiàng)目 主梁一階橫彎主梁一階橫彎 頻率頻率 （Hz） 主梁一階豎彎主梁一階豎彎頻率頻率 （Hz） 主梁一階扭轉(zhuǎn)主梁一階扭轉(zhuǎn) 頻率頻率 （Hz） 頻率控制標(biāo)準(zhǔn)頻率控制標(biāo)準(zhǔn)1.1V/L=0.2981.1V/L=0.2981.1V/L=0.298 鋼箱梁方案鋼箱梁方

42、案0.2860.2471.040 鋼鋼-砼組合梁方案砼組合梁方案0.3000.3431.055 鋼桁梁方案鋼桁梁方案0.3150.3661.064 不同橋梁方案頻率計(jì)算結(jié)果不同橋梁方案頻率計(jì)算結(jié)果 4.4 頻率檢算頻率檢算 77 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 200250300350 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 車速 (km/h) 動(dòng)力系數(shù) 鋼箱梁方案 組合梁方案 鋼箱桁架組合梁方案 滿足滿足fb b 1.2V/L時(shí)才時(shí)才 能將動(dòng)力系數(shù)控制在能將動(dòng)力系數(shù)控制在 1.3以內(nèi)以內(nèi) 4.4 頻率檢算頻率檢算 三個(gè)方案主跨位移動(dòng)力系數(shù)與車速的關(guān)系三個(gè)方案主跨位移動(dòng)力系數(shù)與車速的關(guān)系 78 高

43、速磁浮大跨度橋梁剛度分析 鋼箱梁方案主梁一階橫向彎曲模態(tài)（0.286Hz） 鋼箱梁方案主梁一階豎向彎曲模態(tài)（0.247Hz） 4.4 頻率檢算頻率檢算 79 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 鋼-砼組合梁方案主梁一階橫向彎曲模態(tài)（0.300Hz） 鋼-砼組合梁方案主梁一階豎向彎曲模態(tài)（0.343Hz） 4.4 頻率檢算頻率檢算 80 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 鋼桁梁方案主梁一階橫向彎曲模態(tài)（0.315Hz） 鋼桁梁方案主梁一階豎向彎曲模態(tài)（0.366Hz） 4.4 頻率檢算頻率檢算 81 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 列車作用 長度202m均布移動(dòng)荷載，豎向25.6kN/m，橫向3.9kN/m 僅計(jì)

44、算磁浮列車下軌道梁梁端折角（兩側(cè)之和） 溫度作用 （1）整體升溫：鋼索+40，混凝土橋塔+30，鋼箱梁+35。 （2）整體降溫：鋼索-30，混凝土橋塔-20，鋼箱梁-25。 （3）索梁塔溫差：鋼索15。 （4）主梁截面上下側(cè)溫差：15。 （5）主梁截面左右側(cè)溫差：15。 （6）塔左右溫差：5。 組合方法 軌道梁自身變形引起的折角+大跨度橋梁變形引起的折角 列車和溫度效應(yīng)的組合系數(shù)均取為1.0 4.5 軌道梁梁端折角檢算軌道梁梁端折角檢算 82 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 豎向豎向折角：折角：單線單線列車列車+ +溫度溫度 4.5 軌道梁梁端折角檢算（鋼箱梁方案）軌道梁梁端折角檢算（鋼箱梁方案）

45、 83 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 豎向豎向折角包絡(luò)圖：折角包絡(luò)圖：雙線雙線列車列車+ +溫度溫度 4.5 軌道梁梁端折角檢算（鋼箱梁方案）軌道梁梁端折角檢算（鋼箱梁方案） 84 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 橫向橫向折角折角包絡(luò)圖包絡(luò)圖：雙線雙線列車列車+ +溫度溫度 4.5 軌道梁梁端折角檢算（鋼箱梁方案）軌道梁梁端折角檢算（鋼箱梁方案） 85 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 豎向豎向折角包絡(luò)圖：折角包絡(luò)圖：單線單線列車列車+ +溫度溫度 4.5 軌道梁梁端折角檢算（鋼軌道梁梁端折角檢算（鋼-砼組合梁方案）砼組合梁方案） 86 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 豎向豎向折角包絡(luò)圖：折角包絡(luò)圖：雙線雙線

46、列車列車+ +溫度溫度 4.5 軌道梁梁端折角檢算（鋼軌道梁梁端折角檢算（鋼-砼組合梁方案）砼組合梁方案） 87 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 橫向橫向折角包絡(luò)圖：折角包絡(luò)圖：雙線雙線列車列車+ +溫度溫度 4.5 軌道梁梁端折角檢算（鋼軌道梁梁端折角檢算（鋼-砼組合梁方案）砼組合梁方案） 88 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 豎向豎向折角：折角：單線單線列車列車+ +溫度溫度 4.5 軌道梁梁端折角檢算（鋼桁梁方案）軌道梁梁端折角檢算（鋼桁梁方案） 89 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 豎向豎向折角：折角：雙線雙線列車列車+ +溫度溫度 4.5 軌道梁梁端折角檢算（鋼桁梁方案）軌道梁梁端折角檢算（鋼桁

47、梁方案） 90 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 橫向橫向折角：折角：雙線雙線列車列車+ +溫度溫度 4.5 軌道梁梁端折角檢算（鋼桁梁方案）軌道梁梁端折角檢算（鋼桁梁方案） 91 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 方案方案 溫度作用溫度作用 （mm） 雙線列車雙線列車 豎向作用豎向作用 （mm） 單線列車單線列車 縱向作用縱向作用 （mm） 鋼箱梁方案（縱向漂?。╀撓淞悍桨福v向漂浮）33125.98.5 鋼鋼砼組合梁方案砼組合梁方案3265.01.9 鋼桁梁方案鋼桁梁方案3624.71.7 不同橋梁方案主梁梁端（單端）伸縮量計(jì)算結(jié)果不同橋梁方案主梁梁端（單端）伸縮量計(jì)算結(jié)果 （溫度（溫度+列車靜載）列

48、車靜載） 4.6 主梁梁端伸縮量計(jì)算主梁梁端伸縮量計(jì)算 92 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 設(shè)計(jì)參數(shù) 通過理論分析和計(jì)算：對(duì)于主跨360m三塔斜拉橋，在過橋車速350km/h情況下，雙線荷載作用的撓 跨比應(yīng)控制在1/2000左右為宜，主梁一階豎向頻率頻率應(yīng)大于0.35Hz，才能滿足行車平順性和動(dòng)力性 能要求。 主梁方案評(píng)價(jià) 鋼混凝土組合箱梁、鋼桁梁滿足高速磁浮行車剛度、動(dòng)力性能要求，是主跨360m三塔斜拉橋主梁形式 的推薦方案；鋼箱主梁剛度和頻率達(dá)不到要求，即使加大梁高，產(chǎn)生效果也不顯著，不予推薦。 4.7 4.7 剛度檢算意見與建議剛度檢算意見與建議 93 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 其它：

49、選用小跨度軌道梁可以提高行車橋面平順性（減小梁端折 角） 三塔斜拉橋中塔面內(nèi)抗彎剛度對(duì)主梁豎向基頻大小影響較 大，可以考慮中塔加強(qiáng)以提高主梁豎向基頻。 94 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 （1）橋跨布置與總體布局 進(jìn)一步開展航運(yùn)調(diào)查、通航論證、河勢水文專題分析研究等工作，修改橋梁立面、平面總體布局。 （2）橋梁結(jié)構(gòu)體系比選與優(yōu)化研究 橋梁結(jié)構(gòu)體系包括加勁梁與墩、塔在豎向、橫向和 縱向的約束關(guān)系及裝置構(gòu)造，研究各種體系的結(jié)構(gòu)力 學(xué)、變形性能，提出有助于提高結(jié)構(gòu)剛度（特別是縱 橋向剛度、控制和減小梁端伸縮縫位移量）、有效控 制橋梁振動(dòng)、減小結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載和地震響應(yīng)的三塔斜拉 橋結(jié)構(gòu)體系及約束裝置。 4.8 4.8 需要進(jìn)一步研究的問題需要進(jìn)一步研究的問題 95 高速磁浮大跨度橋梁剛度分析 （3）橋梁抗風(fēng)穩(wěn)定分析及風(fēng)致振動(dòng)分析與控制 對(duì)于距離較近平行布置的兩座大橋，要考慮既有橋（閔浦大橋）尾流對(duì) 新建磁浮大跨橋梁的風(fēng)致振動(dòng)的特殊問