台风作用下高速铁路系杆拱桥结构响应实测研究

陆满成 中国铁路上海局集团有限公司科技和信息化部

1 背景简介

京沪高铁锡澄运河桥为先拱后梁钢管混凝土系杆拱桥，位于江苏省无锡市，运营里程为K1186+849，为下承式平行系杆拱桥，梁孔长100 m，矢跨比为1/5，拱肋平面内矢高19.2 m，2009年10月1日全桥合拢，2011年6月30日通车运营。

2017 年4 月20 日该桥健康监测系统调试完成并投入使用，全桥在9 个截面布置了80 个测点，分别对结构温度、应变、挠度、吊杆力和振动情况进行监测（测点布置见图1）。

图1 锡澄运河桥测点布置图

2019年8月9 日，超强台风“利奇马”从浙江登陆，途经浙江、江苏、山东后减弱为热带低压，本文通过该桥附近K1185+002 高铁防灾系统风速仪监测的台风数据，结合该桥健康监测系统，对台风作用下高速铁路系杆拱桥结构响应进行实测研究。

2 锡澄运河桥结构响应实测及分析

2.1 台风实测记录情况

本次“利奇马”台风从8月9日至8月12日经过该桥，8月10 日17：23 分风速仪监测到最大风速为19.2 m/s，风力等级对应为 8 级。台风期间，8 月 9 日 10：50 分至 8 月 10 日 18：12分风力较大且风速较为稳定，平均风速9.2 m/s（风速时程见图2）。

图2 台风期间K风速仪监测风速时程

2.2 支座位移分析

8 月10 日后桥梁支座位移出现明显的变化，系杆拱主梁呈现收缩趋势，8 月11 日12 时后，支座位移变化开始趋于平缓，其中上行侧支座位移变化2.79 mm，下行侧支座位移变化3.11 mm（支座位移变化见图3）。设定桥梁伸长方向支座位移为正，台风经过该桥前支座位移为0。

图3 台风期间，锡澄运河桥支座位移变化时程

原因分析：台风期间，受风雨影响，该桥结构温度持续下降，以箱室内顶板温度为例，温度降幅约5.5℃，8月12日台风经过后，温度开始回升（温度变化见图4）。……