中国桥梁建设中怎么提高强度的?
2018/12/10 13:48:13来源:中国起重机械设备网
中国幅员辽阔、人口众多,铁路在国家交通运输体系中一直占主导地位。20世纪,中国新建铁路桥梁设计运行速度一直不超过160km·h,1998年开工建设的秦沈客运专线基础设施的最高设计运行速度提高到250km·h,这是中国建设更高速度铁路的第一次尝试。21世纪初,以京沪高铁和武广客运专线开工建设为标志,中国开始了大规模的高速铁路建设,最高设计速度达到350km·h。到2016年年底,高铁通车里程达22000km。
桥梁是高速铁路的重要组成部分。中国已建成的22000km高速铁路中,桥梁总长度超过50 %,其中京沪高速铁路桥梁长度更是达到线路全长的85%以上,这些桥梁中大多采用跨度32m的预应力混凝土简支箱梁。同时,中国地理和气候具有多样性,西部有干燥高原、巍巍高山、深大峡谷、湍急河流;东南部濒临大海,河流宽阔。要跨越宽阔水域和高山峡谷还必须建设大跨度桥梁。截至目前,中国已建成和在建的跨度超过200 m 的大跨度高铁桥梁已达60余座,其中跨度超过1000m的2座,超过500m的约10座。列举了有代表性的中国高速铁路大跨度桥梁。
桥梁通行高速铁路的先决条件是要保证高铁列车在桥梁上运行时的安全性和舒适性,必须建立高速列车-桥梁耦合动力分析模型,综合考虑桥梁结构、运行车辆、轨道等因素,对桥梁结构进行动力设计和评价。从桥梁结构的角度来讲,核心是要求桥梁具有更好的刚度,以获得更好的轨道平顺性。
随着桥梁跨度越来越大,特别是多功能合建桥梁的建设,结构内力越来越大,大胜关大桥为主跨2×336 m 的钢桁拱桥,通行6线铁路,最大杆力达到150 MN;沪通长江大桥通行4线铁路6车道高速公路,主航道桥为主跨1092 m的斜拉桥,主梁最大压力达750 MN,迫切需要研发更高强度的桥梁用钢。
为此,先后成功研发了Q420q和Q500q桥梁钢。
Q420q首先在大胜关大桥中获得应用,Q500桥梁钢已在沪通大桥中应用。
为保持结构的合理刚度和尺寸,在同一座大桥的主梁不同区段采用不同强度等级钢材。大胜关大桥受力较大的拱肋杆件采用Q420钢,其余部位采用Q370钢; 沪通大桥主梁靠近主塔和辅助墩附近的压力较大,采用Q500钢,压力稍小的区段采用Q420钢,压力较小的区 段采用Q370钢。
采用高强度材料可减轻结构自重、减少材料用量。从而减少对资源和能源的消耗。
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