[发明专利]上承式拱桥横向刚度控制方法

说明书

本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种上承式拱桥横向刚度控制方法，依次包括下述步骤：A：初步拟定桥梁方案和结构形式；B：通过横向刚度验算选择合理的结构尺寸；C：确定桥梁结构形式和尺寸，在步骤B中，对步骤A中所得到桥梁结构方案进行横向刚度验算，包括下述步骤：B1：拱上墩横向水平位移控制：在最不利荷载作用下，拱上墩墩顶横向位移差引起相邻墩轴线间水平折角小于或者等于1.0‰，B2：梁体横向变形曲线半径计算：在最不利荷载作用下，梁体横向变形曲线半径大于或者等于17500m。本申请的横向刚度控制方法，在保证桥梁结构各种性能要求的前提下，不仅能够大幅减小工程量、大幅降低施工成本，而且还能够减小桥型选用的受限范围。

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种上承式拱桥横向刚度控制方法。

背景技术

随着高速铁路的快速发展，桥梁结构形式种类的日益增多，对桥梁结构的各方面性能提出了越来越高的要求，在这些新形式的新要求下，也就对目前的桥梁设计工作提出了更高的要求。

在桥梁设计工作中，桥梁的刚度控制是必不可少的环节，无论是国内还是国外，列车脱轨的事故都时有发生，其中很大一部分发生在桥梁上。根据对该类事故原因的统计，线路和轨道状况、车辆车况以及桥梁结构等都是其内在因素。

进一步对这些事故桥梁计算分析后证明，在轨道、线路以及车况满足规范要求的前提下，桥梁横向刚度的不足是列车脱轨的主要因素。特别是山区铁路的建设中，越来越多的遇到了需采用超大跨度上承式拱桥进行跨越的高山峡谷地形，且跨度有越来越大的趋势(目前上承式混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥以及钢桁拱桥的跨度均已超过400m)。同时，由于列车运行速度的大幅提高，对高速铁路桥梁的横向刚度提出了比以往更高的要求。因此，在桥梁设计中，这类上承式超大跨度铁路拱桥的横向刚度如何控制就成为了一项关键性的技术问题。

在传统的铁路桥梁设计中，常规大跨度铁路桥梁一般采用主跨200m以下的 连续梁、连续刚构和系杆拱等桥型，该类铁路桥梁设计中桥梁的横向刚度一般采用桥梁结构的一阶横向自振周期来控制(主桥的一阶自振周期不大于1.7s)。从工程实际的应用来看，对常规桥梁而言该控制指标的使用效果还是非常好的。但对于跨度超过300m的桥梁，尤其是近年来屡次在西南山区高速铁路中出现的跨度在400m以上的超大跨度上承式拱桥而言，该指标的适用性就有待商榷了。对这类超大跨度桥梁若还一味的套用该指标，将大桥的一阶横向自振周期控制在1.7S以内，则会造成工程量的极大浪费，甚至在桥型的选用上都会受到很大的限制。

因此，在目前的桥梁设计中迫切需要一种能够在保证桥梁结构各种性能要求的前提下，能够有效减小工程量、降低施工成本，以及减小桥型选用范围受限的，适用于大跨度上承式拱桥横向刚度控制方法。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前桥梁设计中，对于超大跨度上承式拱桥设计过程中，采用传统横向刚度控制方法存在工程量极大浪费、施工成本极高，以及桥型旋转受到较大限制的不足，提高一种能够在保证桥梁结构各种性能要求的前提下，能够有效减小工程量、降低施工成本，以及减小桥型选用范围受限的，适用于大跨度上承式拱桥的横向刚度控制方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种上承式拱桥横向刚度控制方法，依次包括下述步骤：

A：初步拟定桥梁方案和结构形式；

B：通过横向刚度验算选择合理的结构尺寸；

C：确定桥梁结构形式和尺寸，

在步骤A中，根据实际设计要求，初步拟定桥梁方案和结构形式；

步骤B，对步骤A中所得到桥梁方案和结构形式进行横向刚度验算，选择合理的结构尺寸，包括下述步骤：