科研成果:銀西線渭河特大橋鋼腹桿組合箱梁關鍵技術研究
時間:2022-08-15
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銀西高鐵咸陽渭河特大橋的設計需考慮防洪、抗震、景觀等復雜的邊界條件,并且由于閻機城際的引入,咸陽渭河特大橋四線整體設計,設計采用加勁鋼斜撐組合PC梁結構,該結構為首次用于鐵路橋梁。
加勁鋼斜撐組合PC梁通過設置斜撐桿增大傳統箱梁的懸挑翼緣進而增加箱梁頂板的整體寬度,在滿足鐵路多線橋梁設計功能的前提下,實現上部結構的輕量化,為橋梁工程的設計優化創造了條件。課題針對加勁鋼斜撐組合PC梁結構開展了設計分析研究,確定合理構造尺寸;針對斜撐桿、翼緣和箱梁的組合結構部分開展了精細化的有限元分析和縮尺比模型試驗,研究了斜撐桿、翼緣和箱梁的組合結構的受力模式,驗證了結構設計的合理性,并將加勁鋼斜撐組合PC梁成功用于銀西高鐵咸陽渭河特大橋的建設,為加勁鋼斜撐組合PC梁的推廣應用奠定了堅實的理論研究和實踐基礎。
課題分析了國內外的研究現狀,開展了有限元分析、縮尺比模型試驗、工程實踐等相關研究,取得創新成果如下:
1、首次在四線鐵路上采用加勁斜撐組合PC梁結構,通過在箱梁懸挑翼緣處設置鋼斜撐,加大了翼緣懸挑長度,減小了箱梁底寬,減輕了梁部自重,減小了下部結構尺寸,實現了橋梁的輕量化設計。
2、首次采用成品無縫鋼管作為橋梁加勁斜撐桿,減少了施工現場作業,確保了工程質量。
3、首次開展了加勁鋼斜撐組合PC梁的翼緣和斜撐桿組合結構的縮尺比模型試驗,研究了翼緣和斜撐桿組合結構受力特性,指導了工程實踐。
課題已獲得實用新型專利3項,實質審查階段發明專利2項,發表核心期刊論文3篇,指導完成碩士研究生論文2篇,研究成果具有創新性和實用性,成功應用于銀西高鐵咸陽渭河特大橋,社會和經濟效益顯著,具有推廣應用價值,研究成果鑒定評審為“達到國際領先水平”。