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郑州黄河公铁两用桥主桥结构设计


面钢材采用Q370qE。 铁路为有碴桥面,道碴槽板采用预制板,12 m节
间一段预制。道碴槽板与整体桥面采用剪力钉联结。
(5)钢主塔 主塔设置于主桁,立面为“人”字形构造,采用钢箱
结构,塔梁固结。塔高37 m,每个主塔布置有5对拉索。 从塔顶的单箱截面向塔根渐变为双箱截面,塔横桥向宽
1.5 111。箱内隔板间距4m。塔根部双箱间距12m,与中
(4)铁路桥面板设计 铁路桥面为正交异性整体钢桥面板。节点处设节 点横梁,间距12 m;节点横梁腹板高1.44 IIl,板厚12 inm;翼板宽400 mm,板厚24 mm。节点之间设节间横 梁,间距3in,腹板高1.44m,板厚12 mm;翼板宽300 mill,板厚16 mill。 桥面板纵向采用u形肋加劲,肋高400 nⅡn,板厚 10 mm,桥面板厚16 mm。铁路桥面板一个节段横向宽 6.1 m,纵向12m长,重23.6t。顶板与下弦杆上翼缘 在现场对接焊,腹板和下翼缘板与主桁拼接。铁路桥
3主桥结构设计
3.1总体布置 主桥分两联布置,总长1 684 nl。第一联为
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3l
(121.05+5×168+121.05)m六塔连续钢桁结合粱 斜拉桥,联长1 082.1“;第二联为(120.95+3 X 120+
120.95)Ill连续钢桁结合粱桥,联长601.9 n'l。本文主 要介绍主桥第一联结构设计(如图2所示)。
34 666 34470
36 759 lO 533 —2 397 48110 32 471 47 77l 33 879
36759 37 078
10531 —2 394 48188 32473 47 769 10458 —2149 48 307 33100 48 027
33 882 34 467
37 028 9 620 —1 938 47 695 32 980 47018 34 665
铁道勘察
2007年增刊
郑州黄河公铁两用桥主桥结构设计
肖海珠高宗余
(中铁大桥勘测设计院有限公司,湖北武汉430050)
Structural Design on Main Part of Yellow River
Rail-Road Bridge in Zhengzhou
Xiao Haizhu Gao Zongyu
图5主桁下弦断面(单位..era】
腹杆采用箱形截面及H形截面。H形杆件宽939
mid,高700 mm、940 I/lira,板厚32—48 m。箱形杆件
宽940—1 400 mm,高900~1 400 lnnl,板厚28—48
一。如图6所示。
图3主梁横断面布置(单位:cm)
下层铁路桥面为双线客运专线,线间距为7 m。 主桁上下弦杆均为箱形截面,其中边桁弦杆采用 平行四边形截面,中桁采用矩形截面。上弦杆高l 200 film,宽940into,板厚20—50 nLql。与主塔连接节点处 将中桁上弦杆加宽至l 400 mm。上弦杆顶面焊接4,22 mm的剪力钉与混凝土桥面板结合。如图4所示。
钢桁梁采用无竖杆的三角形桁式,桁高14 m,节
中桁杆件在支点处宽度从940 lnm宽过渡为1 400 ll'Lrn。
间距1_2 rl:l。横向布置为三片桁,中桁垂直,边桁倾斜, 下弦杆顶板加宽与整体桥面板连接,边桁内侧加宽
倾斜角度为14.036。。主桁下弦间距为8.5 m,桁宽17 “;主桁上弦间距为12 nl,桁宽24 m。

A—A
图8公路桥面板示意(单位:cm)
桥面板内布置纵、横预应力,横向沿全桥均匀布 置。纵向预应力钢束采用12一西815.24钢绞线。横向 预应力钢束采用5西515.24钢绞线,间距40 cm。
桥面板采用C60高性能混凝土,现场预制存放, 待收缩徐变大部分完成后架设。桥面铺设防水层,提 高桥面板的耐久性。公路桥面铺装采用SMA表面层 (4 cm厚)加改性沥青混凝土下面层(5 cm厚)。
梗肋处厚70,4 cm。梗肋处倒角200 CIIl X 32.5 cnl。如
f_鬯:—0垫b竺焉翌_! 图8所示。
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成桥状态结构各部位边界条件为:纵向仅在4号
墩顶边、中桁处设置纵向限位支座,其余为活动支座; 横向仅在中桁下设置横向限位支座,边桁为活动支座;
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图10主桥中墩结构(单位:cm)
主塔在塔梁交接处固结。
4.2荷载及荷栽组合
(1)恒载 一恒:结构自重。 二恒:公路桥面铺装、桥面栏杆、铁路有碴桥面等 重量。 支座沉降:中间墩1.5 cm;边墩1.0 cln。 (2)活载 铁路活载:双线ZK活载; 公路活载:六线公路一I级,按河南地方标准提 高1.3。 (3)附加力 温度荷载:体系温差为±20℃,局部温差为锟凝 土结构±5℃、钢结构±10℃; 风荷载:VIO=28.7 rn/s。 (4)荷载组合 ①强度组合 主力组合:恒载+活载+支座沉降; 主+附组合:恒载+活载+支座沉降+温度组合 (升、降温)+横向风力; 主+附组合:恒载+活载+支座沉降+温度组合 (升、降温)+纵向风力。 ②疲劳组合 恒载+疲劳活载(单线ZK十六线公路一级活载)。
74139 17 655 —1 962 94662 69 308 92 520 71 446
74139 17 655 —1 962 94 814 69 308 92 520 7l 446
74 598 75101
17 520 —1 582 95 084 70 083 92 864 72 314 16262 —1136 93069 72190 9l 936 73 308
7 726 ll 427 7510l
3 826 —1103 12 546 5 437 1i 75l 5 604 —9加 17 54l 9 973 17261 16 262 一1136 93072 72190 91 936
6 456 IO 255 73 3珊
74 598 17 520 一l 582 94949 70 083 92 864 72 314
圈2主桥立面布置(单位:m)
3.2结构设计
(1)支撑体系 支撑体系为塔梁固结,墩梁分离。4号墩处设置 纵向约束支座,3号、5号墩设置纵向阻尼装置,与4号 墩一起承担列车制动力及地震力。 (2)主桁设计
^ ^tr与
Ⅱ丑四日日丑
图4主桁上弦断面I单位:cm)
下弦杆高1 400Ⅱ11n,宽940 mm,板厚16—50 m。
(3)公路桥面板设计 公路桥面为混凝土板,宽32.5m,横向跨度为12 m,悬臂长4.25 m。桥面板双向设2%横坡,悬臂端板 厚18 cm,跨中板厚35 cm。上弦杆顶设梗肋加厚,边
铁道勘察
2007年增刊
斜索锚固节点
主塔与上弦杆连接节点
图7上弦主塔及斜索锚固示意
桁梗肋处厚46.2 cm,梗肋处倒角200 cm×10 cm;中桁
摘要对郑州黄河公铁两用桥的工程概况、主要技术标准,主桥的结构设计、静力计算、施工安装 工艺进行了介绍,对大桥的主要技术特点进行了总结。
关键词公铁两用桥三桁构造斜主桁钢桁结合梁钢主塔正交异性板铁路桥面
1 工程概况
郑州黄河公铁两用大桥为京广铁路客运专线及河 南省中原黄河公路大桥跨越黄河的共用桥梁,桥位距 下游京珠高速公路黄河大桥约6 km。中原黄河公路 大桥北起河南省新乡市境内原阳县原武镇,接现国道 G107线,向南跨越黄河,与新建的G107辅道相接,全 长22.691 km。
宽23m,墩底宽19lift,基础采用24根直径2m的钻 孔摩擦桩,桩长95Ill。承台长29.6m,宽19.2m,厚5 m。如图10所示。
4静力计算
4.1计算模型
采用空间有限元程序3D-bridge软件进行计算,公 路桥面板及铁路桥面按板单元模拟,杆件采用梁单元。 全桥结构离散如下:结点总数23 701,梁单元(含塔及 斜拉索)5 168个,板单元16 578个。主从节点数1 083 个,约束方程34 656个。
向立面
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锚固区截面
图9主塔结构(单位:cml
(6)斜拉索 单索面扇形布置,梁上间距为12 m,塔上索距为
2.8 in,采用4,7一平行钢丝索,分为2414,7、2534,7、
2654,7三种规格,锚具采用冷铸锚。 (7)下部结构 主桥l~6号墩墩身采用板式墩,墩厚5 nfl,墩顶
桁上弦节点连接,单箱尺寸为1.5 111×2.0 m。 桥塔竖向分块,塔根部7.5 m长为一段,锚固区一
段长3.5 nl左右,塔顶一块长6m。节段最大吊重33
t,各节段工厂制造,现场栓接。如图9所示。

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主塔纵桥向立面
公路等级:一级,双向六车道; 设计速度:100 km/h; 公路纵坡:最大纵坡3%; 桥涵设计荷载:公路I级,并满足河南省地方标准 的要求。 公路桥梁主桥总宽32.5 m,桥面布置如图1 所示。
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围1路幅布置(单位:cm)
(3)地震动峰值加速度
0.159。
(4)通航标准 通航要求为Ⅳ(2)级通航标准,净空高度为8 111。 (5)最高通航水位 采用2056年水平1/10的洪水位+96.06 m(黄海 高程)。 (6)设防水位 采用2056年水平桥位处22 000 m3/s设计洪水位 +96.76 m(黄海高程)。
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