高速铁路多塔矮塔斜拉桥力学性能研究

潘湘文

(1.中铁上海设计院集团有限公司,上海 200070； 2.东南大学,南京 211189)

引言

近年来，随着中国铁路的快速发展，矮塔斜拉桥在铁路中的应用也越来越多[1]。矮塔斜拉桥是一种介于连续梁桥与斜拉桥之间的桥型，与连续梁相比具有跨越能力大等优点；与斜拉桥相比具有施工方便、主梁刚度大等优点[2]。矮塔斜拉桥的特点是主塔高度低、结构刚度较大，对控制塔顶水平位移及梁的变形较为有利，150～350 m是其合理经济跨径，目前在铁路领域得到广泛应用[3-5]。

我国于2000年建成第一座公铁两用矮塔斜拉桥—芜湖长江大桥[6]。2011年，我国建成第一座铁路预应力混凝土矮塔斜拉桥—京沪高铁津沪联络线特大桥[7]。近年来，建成的铁路混凝土矮塔斜拉桥有武九客运专线铁路(82+154+88) m矮塔斜拉桥[8]；广珠城际(100+2×210+100) m矮塔斜拉桥[9]；商合杭铁路(94.2+220+94.2) m矮塔斜拉桥[10]；福平铁路(144+288+144) m乌龙江特大桥等[11]。

按照塔梁墩结合方式，矮塔斜拉桥可分为漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系和刚构体系[12]。由于铁路桥梁对主梁刚度要求高，主梁自重较大，因此矮塔斜拉桥一般不采用漂浮体系[13]。半漂浮体系的主梁在塔墩上设置竖向支承，整体刚度相对漂浮体系大，满载时塔柱处主梁有负弯矩峰值。塔梁固结体系将塔梁固结并支承在墩上，可有效地减小主梁中央段的轴向拉力和结构的温度内力，缺点是结构刚度小、变形大[14]。刚构体系的塔梁墩均固结，结构刚度大，但是塔墩梁固结处弯矩大，索塔需要承受较大的温度应力以及水平地震作用。……