高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究生課程講稿課件

1引言1磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究2高速磁浮跨黃浦江橋梁方案研究3三塔斜拉橋方案介紹4主要內(nèi)容高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1引言1磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究2高速磁浮跨黃浦江橋梁2引言1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2引言1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)3本課題研究跨越黃浦江的大跨度高速磁浮橋梁關(guān)鍵技術(shù)、主要設(shè)計參數(shù)和設(shè)計指南、可行的技術(shù)方案，為準備修建的上海浦東機場到虹橋機場磁浮交通線做好必要的技術(shù)準備。磁浮交通橋梁剛度要求高，變形限值要求非常嚴格，與道路橋梁和鐵路橋梁相比，有其獨特的技術(shù)要求。1.1概述高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)3本課題研究跨越黃浦江的大跨度高速磁浮橋梁關(guān)鍵技術(shù)、主要設(shè)計41.1概述高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)磁浮上海機場聯(lián)絡(luò)線沿A15公路南側(cè)跨越黃浦江，大橋位于現(xiàn)有閔浦大橋南側(cè)；考慮施工可行性、減小相互影響為前提，盡量靠近閔浦大橋，減少用地；兩橋中線間距離約85m，橋面凈距約50m；磁浮跨黃浦江橋梁工程41.1概述高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)磁浮上海機場聯(lián)絡(luò)5要建造跨越黃浦江的磁浮大跨橋梁，目前沒有現(xiàn)成的設(shè)計標(biāo)準可循，也沒有已建成的大跨橋梁的經(jīng)驗可供借鑒，磁浮交通大跨橋梁設(shè)計、建造技術(shù)存在著許多人們尚未認識且有待研究的東西。因此開展大跨度磁浮橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)的前期研究無論是對上海磁浮交通線的建設(shè)，還是對磁浮交通技術(shù)的發(fā)展與推廣均具有重要的理論意義和工程實際應(yīng)用意義。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.1概述5要建造跨越黃浦江的磁浮大跨橋梁，目前沒有現(xiàn)成的設(shè)計標(biāo)準可循6磁浮列車是一種利用電磁力實現(xiàn)車輛支撐、牽引和導(dǎo)向的交通運輸工具，其結(jié)構(gòu)形式既具有常規(guī)輪軌接觸式鐵路交通的特點，又有獨特的結(jié)構(gòu)形式和系統(tǒng)工作原理：非接觸式的電磁懸浮、導(dǎo)向系統(tǒng)、非接觸式的牽引和制動。磁懸浮列車沒有傳統(tǒng)火車的車輪，靠巨大的電磁力（吸引力或排斥力）支撐而懸浮在導(dǎo)軌上，運行時除了空氣摩擦阻力外，沒有傳統(tǒng)的輪軌摩擦阻力和其它阻力，能達到傳統(tǒng)陸地交通工具空前未有的速度（時速可達500km／h）。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介6磁浮列車是一種利用電磁力實現(xiàn)車輛支撐、牽引和導(dǎo)向的交通運輸7磁浮列車利用電磁吸力或斥力懸浮和導(dǎo)向車體，采用直線電機牽引列車。按電磁力的產(chǎn)生方式，目前磁浮列車己采用的電磁懸浮模式可分為：永磁懸浮PMS（PermanentMagnetSuspension），代表車型有德國M-bahn；常導(dǎo)電磁懸浮EMS（ElectromagneticSuspension），以可控電磁鐵為主形成磁吸式系列，代表車型有德國Transrapid、日本HSST、韓國Komag，懸浮氣隙穩(wěn)定在8~12mm，最多為20mm（如真空管道列車）；高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介7磁浮列車利用電磁吸力或斥力懸浮和導(dǎo)向車體，采用直線電機牽引8超導(dǎo)電動懸浮EDS（ElectrodynamicSuspension）；研究表明，超導(dǎo)磁體具有自身穩(wěn)定調(diào)控能力，其懸浮狀態(tài)的實現(xiàn)一般無需外界控制系統(tǒng)。低速時抬車力小，故車輛加輔助輪，高速時車體可達100～300mm的懸浮高度，代表車型有日本研制的MLU001、MLU002、MLU002N及MLX01型；高溫超導(dǎo)HTS（HighTemperatureSuperconductor）懸??；（5）混合電磁懸浮，以上四種基本懸浮方式的組合，如PMS與EMS組合。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介8超導(dǎo)電動懸浮EDS高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁9高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介磁浮列車懸浮方式與結(jié)構(gòu)示意圖9高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介磁浮列車10高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介磁浮列車懸浮方式與結(jié)構(gòu)示意圖10高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介磁浮列11高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介美國中低速磁懸浮車輛概念圖11高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介美國中12高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介國防科大CMS-03A工程樣車西南交大中低速磁浮列車12高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介國防科13高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介日本超導(dǎo)磁懸浮試驗車上海磁懸浮13高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介日本超14高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介德國磁浮列車TR08結(jié)構(gòu)原理圖14高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介德國磁15目前已修建的磁浮交通橋梁的數(shù)量有限，其結(jié)構(gòu)形式主要是小跨徑的簡支梁，只有日本山梨試驗線修建了跨度超百米的用于超導(dǎo)系統(tǒng)的尼爾森體系系桿拱橋，而常導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的超百米跨度橋梁的建設(shè)在世界上尚無先例，迄今為止人們對大跨磁浮交通橋梁建造技術(shù)的認識和實踐均處于初級階段。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.3磁浮軌道梁簡介15目前已修建的磁浮交通橋梁的數(shù)量有限，其結(jié)構(gòu)形式主要是小跨16軌道梁的特點可以概括為以下幾點:一般均采用高架結(jié)構(gòu);以小跨度為主;剛度大、整體性好;重視改善結(jié)構(gòu)耐久性，便于檢查、維修。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.3磁浮軌道梁簡介16軌道梁的特點可以概括為以下幾點:高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)17高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.3磁浮軌道梁簡介德國高速磁浮軌道梁變遷17高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.3磁浮軌道梁簡介德國18常規(guī)的中小跨徑軌道梁高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦東磁浮示范運營線軌道梁1.3磁浮軌道梁簡介18常規(guī)的中小跨徑軌道梁高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦19高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦東磁浮示范運營線軌道梁——12.384m預(yù)應(yīng)力砼梁1.3磁浮軌道梁簡介常規(guī)的中小跨徑軌道梁19高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦東磁浮示范運營線軌道20高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦東磁浮示范運營線軌道梁——2×24.768m鋼砼復(fù)合梁1.3磁浮軌道梁簡介常規(guī)的中小跨徑軌道梁20高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦東磁浮示范運營線軌道21上海線跨越浦東運河等有通航等級河道時采用了橋上軌道梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)為迭合式體系。橋上軌道梁為6.192m的鋼筋砼板梁，下部支撐結(jié)構(gòu)為三跨連續(xù)鋼梁，主跨跨徑45m。板梁與下部鋼梁間采用連接型鋼及高強螺栓、焊釘連接。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦東磁浮示范運營線軌道梁——迭合鋼梁橫斷面橋上軌道梁結(jié)構(gòu)1.3磁浮軌道梁簡介21上海線跨越浦東運河等有通航等級河道時采用了橋上軌道梁結(jié)構(gòu)22日本山梨實驗線小形山尼爾森拱橋迄今為止，最大跨度磁懸浮交通橋梁是日本山梨實驗線上的小形山橋，該橋為單跨、雙線提籃式尼爾森體系系桿拱橋，跨長為136.5m，拱肋矢高為23m，中距為15m，寬跨比約為1/9,拱肋、系桿以及橋面的橫梁均采用鋼結(jié)構(gòu)，橫梁間距為15m，與采用輕質(zhì)混凝土材料軌道梁為縱梁組成橋面系，吊桿采用斜吊桿，傾斜角為60度。小形山橋位于山梨試驗線的端頭附近，行車的速度將小于正常的試驗運行速度。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)大跨度磁浮交通橋梁1.3磁浮軌道梁簡介22日本山梨實驗線小形山尼爾森拱橋迄今為止，最大跨度磁懸浮23德方建議將帶有高精度功能面的軌面結(jié)構(gòu)架設(shè)在常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)上(稱其為迭合梁結(jié)構(gòu))，以跨越大的障礙。目前適合于磁浮列車運行的迭合梁結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外均無先例，至今未見有關(guān)該結(jié)構(gòu)研究的公開報道。針對磁浮迭合梁結(jié)構(gòu)的研究方法、需滿足的變形控制指標(biāo)及限值、結(jié)構(gòu)型式、變形影響因素、結(jié)構(gòu)主要設(shè)計參數(shù)合理取值范圍以及德方提供的經(jīng)驗公式能否滿足磁浮迭合梁動力設(shè)計等問題都巫待研究并解決。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.4磁浮大跨度橋梁——迭合梁（梁上梁）結(jié)構(gòu)23德方建議將帶有高精度功能面的軌面結(jié)構(gòu)架設(shè)在常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)上24高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)磁浮迭合梁由上層軌面結(jié)構(gòu)、下層橋梁結(jié)構(gòu)及上下層連接機構(gòu)三部分組成，其中，上層軌面結(jié)構(gòu)，即軌道梁，提供功能區(qū)的三個功能面并將功能區(qū)的受力通過連接機構(gòu)傳遞給承重梁；下層橋梁結(jié)構(gòu)（大跨度橋梁），為上層軌道梁提供支承，保證列車的安全、平穩(wěn)運行；連接機構(gòu)是上下層結(jié)構(gòu)之間的連接及傳力機構(gòu)。1.4磁浮大跨度橋梁——迭合梁（梁上梁）結(jié)構(gòu)24高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)磁浮迭合梁由上層軌面結(jié)構(gòu)、25高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.4磁浮大跨度橋梁——迭合梁（梁上梁）結(jié)構(gòu)25高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.4磁浮大跨度橋梁——26高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.4磁浮大跨度橋梁——迭合梁（梁上梁）結(jié)構(gòu)26高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.4磁浮大跨度橋梁——27磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究2高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)27磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究2高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)28高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容跨越黃浦江的磁浮大跨度橋梁技術(shù)標(biāo)準要求：列車過橋速度不低于350km/h，并考慮雙線列車橋上交會的情況，本課題研究是在上述標(biāo)準的前提下展開的，對更高的車速（420km/h）只做一般性的探索。28高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁29大跨度橋梁車橋相互動力作用以及變形對列車走行性影響的機理研究；大跨度橋梁關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)限值的研究；通過設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究和橋梁方案研究，總結(jié)提煉磁浮交通大跨度橋梁設(shè)計指南；大跨度橋梁主梁伸縮縫裝置的研究；橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對列車走行性的影響。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容29大跨度橋梁車橋相互動力作用以及變形對列車走行性影響的機理30(1)．大跨度橋梁車橋相互動力作用以及變形對列車走行性影響的機理研究；本項研究是后續(xù)研究的基礎(chǔ)。主要研究磁浮大跨橋梁（梁上梁結(jié)構(gòu)形式）車輛與橋梁動力相互作用機理和大跨橋梁變形對列車走行性影響：如車輛過橋時對橋梁激振力的幅值和主要作用的頻率；橋梁變形對列車走行的影響以及影響耦合作用的主要因素等。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容30(1)．大跨度橋梁車橋相互動力作用以及變形對列車走行性影31高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)

研究過程要涉及到大型計算軟件的編制，應(yīng)用大型計算機的仿真計算模擬車輛過橋時車、橋動力響應(yīng)的狀況，同時進行一些必要的既有橋梁的動力試驗，檢驗所采用的理論和計算結(jié)果的正確性。31高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究過程要涉及32在第一部分理論研究的基礎(chǔ)上，進一步研究影響磁浮橋梁設(shè)計中關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)限值要求的本質(zhì)問題和限值的依據(jù)，然后綜合各種影響因素，分析確定大跨度橋梁關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)限值。

(2).大跨度橋梁關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)限值的研究2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容32在第一部分理論研究的基礎(chǔ)上，進一步研究影響磁浮33主要內(nèi)容有：大跨度橋梁主梁的豎向、橫向撓跨比設(shè)計參數(shù)限值的確定；主梁豎向、橫向梁端折角限值的確定；主梁的扭轉(zhuǎn)變形和的頻率限值的研究；主梁動力放大系數(shù)及動力響應(yīng)變化規(guī)律等。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)33主要內(nèi)容有：高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)34(3).通過設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究和橋梁方案研究，總結(jié)提煉磁浮交通大跨度橋梁設(shè)計指南指南主要內(nèi)容包括以下幾個部分：大跨度橋梁的構(gòu)造要求（包括軌道梁形式等）；大跨度橋梁的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)標(biāo)準；大跨度橋梁橋梁剛度和動力性能檢算要求和技術(shù)。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容34(3).通過設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究和橋梁方案研究，總結(jié)提煉磁35大跨度橋梁梁端伸縮變形較大，導(dǎo)致主梁梁端、軌道梁的移動以及電磁線圈模數(shù)取整的問題，甚至影響電磁作用力作用的方向，因此要研究伸縮縫處合理構(gòu)造和處理方法，保證電磁作用力不受梁端變形的影響。中小跨徑軌道梁由于伸縮變形小，不存在這樣的問題(4).大跨度橋梁主梁伸縮縫裝置的研究高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容35大跨度橋梁梁端伸縮變形較大，導(dǎo)致主梁梁端、軌道梁的移動以36該項研究主要內(nèi)容包括：輪軌橋梁伸縮縫構(gòu)造的調(diào)研；伸縮縫對磁浮列車電磁力影響的變化規(guī)律；磁浮橋梁伸縮縫合理伸縮量值確定；保證車輛走行安全的伸縮構(gòu)造的提出。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)36該項研究主要內(nèi)容包括：高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)37(5).橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對列車走行性的影響研究相鄰橋梁（閔浦大橋和擬建磁浮交通橋梁）尾流效應(yīng)對新建橋梁和既有橋梁的影響。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容37(5).橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對列車走行性的影響研究相鄰橋梁（382.2.1.磁浮軌道梁剛度控制的幾個主要指標(biāo)主梁豎向撓跨比，橫向撓跨比（控制橋面撓曲變形程度，保持平順性）；(2)主梁豎向、橫向最小頻率限值（避免產(chǎn)生過大的動力響應(yīng)）；(3)主梁上方的軌道梁梁端最大折角限值。2.2中小跨度磁浮橋梁關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)382.2.1.磁浮軌道梁剛度控制的幾個主要指標(biāo)2.2中小392.2.2磁浮《線路設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定豎向撓跨比限值：(1)撓跨比：在列車靜活載作用下：在日溫差荷載作用下：上緣升溫下緣升溫高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)392.2.2磁浮《線路設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定豎向撓跨比限值：40橫向撓跨比限值：在橫向靜活載（3.9kN/m)作用下：在日溫差荷載作用下：高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)40橫向撓跨比限值：在橫向靜活載（3.9kN/m)作用下：在41式中：

V為車速(m/s)；

L為梁跨跨長（m）；

f

為頻率（Hz）。(2)大跨度主梁最小頻率限值

磁浮《線路設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：沒有說明對豎向、橫向或扭轉(zhuǎn)基頻適用。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)41式中：V為車速(m/s)；(2)大跨度主梁最小頻42(3)軌道梁梁端最大折角限值規(guī)定為：單端豎向轉(zhuǎn)角限值不大于8/10000rad，兩端轉(zhuǎn)角之和限值不大于16/10000rad；該規(guī)定是列車靜活載折角最大限值、還是和溫度荷載共同下折角最大限值，規(guī)范沒有明確說明。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)軌道梁梁端折角示意42(3)軌道梁梁端最大折角限值高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵43豎向（z方向）橫向（y方向）撓跨比列車引起1/4000撓跨比列車引起1/15000溫度引起-1/6500~1/5400溫度引起1/5800梁端折角（兩側(cè)之和）/(rad/10000)列車引起16梁端折角（兩側(cè)之和）/(rad/10000)列車引起4.5溫度引起-9.7~11.6溫度引起10.8下部結(jié)構(gòu)引起的塑性變形1.7下部結(jié)構(gòu)引起的塑性變形1.7下部結(jié)構(gòu)引起的彈性變形1.7下部結(jié)構(gòu)引起的彈性變形1.7~11.3頻率1.1V/L頻率1.1V/L(4)《線路設(shè)計基礎(chǔ)》剛度標(biāo)準匯總《線路設(shè)計基礎(chǔ)》剛度標(biāo)準匯總高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)43豎向（z方向）橫向（y方向）撓跨比列車引起1/4000撓44各國高速鐵路對梁剛度的要求高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)44各國高速鐵路對梁剛度的要求高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)452.3大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)初步研究（1）撓跨比的確定首先參考高速鐵路設(shè)計：初步確定撓跨比（f/L=1/1200），擬定主梁尺寸，然后對各項其它指標(biāo)進行驗算，通過不斷試算，調(diào)整修改撓跨比，最終確定合理值。

磁浮《線路設(shè)計規(guī)范》只適合于小跨度橋梁，大跨度橋梁應(yīng)該放松，但到底撓跨比限值放松到何種程度較為合適，需要進行專題研究。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.3.1大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵參數(shù)研究452.3大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)初步研究（1）撓跨比的確定46大跨度鐵路（公鐵兩用）橋梁撓跨比高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)46大跨度鐵路（公鐵兩用）橋梁撓跨比高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)47（98+196+504+196+98）m鋼桁斜拉橋。鐵路主橋按四線建設(shè)，其中兩線為高速鐵路，兩線為普速Ⅰ級干線，橋上層為公路六車道（武漢市中環(huán)線）。高速鐵路設(shè)計旅客列車行車速度250km/h，汽車行車速度80km/h。

高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)天興洲公鐵兩用長江大橋(109.5+192+336+336+192+109.5）m連續(xù)鋼桁梁拱橋。主橋按六線建設(shè)，其中兩線為京滬高速鐵路，兩線為滬漢蓉客運專線，兩線為城市軌道交通。本橋該跨度設(shè)計行車速度300km/h為世界橋梁之最。南京大勝關(guān)長江大橋47（98+196+504+196+98）m鋼桁斜拉橋。鐵路48（2）梁端折角的確定大、小梁跨對于折角來說都是一樣的，因此大跨度橋梁梁端折角限值按磁浮《線路設(shè)計基礎(chǔ)》規(guī)定限值執(zhí)行，即單端豎向轉(zhuǎn)角限值不大于8/10000rad。研究表明：大跨度橋梁由于主梁和軌道梁是分開的，軌道梁可以使得橋面（行車面）上的折角比主梁上的折角大大減小，而且軌道梁跨度越小，橋面折角降低得越顯著，這和高速鐵路研究結(jié)果是一致的。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)48（2）梁端折角的確定高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)49（3）最小頻率的確定理論研究表明：磁浮《線路設(shè)計基礎(chǔ)》中小跨度頻率限值

f>1.1V/L對大跨度橋梁是適用的。

其中：0.5V/L是移動荷載過橋激振頻率，橋梁最小頻率取1.1V/L，其1.1系數(shù)是使橋梁基頻避開激振頻率要求的頻率，以免產(chǎn)生共振。

上述頻率限值規(guī)定：豎向基頻檢算，對于橫向、扭轉(zhuǎn)基頻基頻檢算有點牽強附會。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)49（3）最小頻率的確定高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)50豎向（z方向）橫向（y方向）梁端折角（兩側(cè)之和）/(rad/10000)軌道梁自身變形引起的折角（列車+溫度）+大跨度橋梁變形引起的軌道梁折角（雙線列車+溫度）16梁端折角（兩側(cè)之和）/(rad/10000)軌道梁自身變形引起的折角（列車+溫度）+大跨度橋梁變形引起的軌道梁折角（雙線列車+溫度）16頻率/Hz1.1V/L頻率/Hz1.1V/L（4).本研究采用的剛度檢算標(biāo)準匯總高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)50豎向（z方向）橫向（y方向）梁端折角軌道梁自身變形引起的51關(guān)于梁端伸縮縫的方案軌道梁定子鐵芯間的允許縫隙范圍為43~146mm，因此軌道梁的伸縮長度受到限制。大跨度橋梁在溫度、風(fēng)荷載影響等作用下，梁的伸縮長度很大，若不采取措施，橋梁端部軌道梁定子鐵芯間的縫隙將無法滿足系統(tǒng)要求。磁浮線路的大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)與相鄰軌道梁間需通過設(shè)計特殊的伸縮裝置才能滿足系統(tǒng)對定子鐵芯縫寬度的要求。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.3.2大跨度橋梁主梁伸縮縫裝置的研究51關(guān)于梁端伸縮縫的方案高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.352關(guān)于梁端伸縮縫的方案新型伸縮裝置的總體設(shè)計思想是：將大跨橋梁的伸長、縮短量分攤到多片相鄰標(biāo)準軌道梁上，使橋梁與軌道梁間、軌道梁與軌道梁間定子鐵芯間隙都滿足系統(tǒng)要求。需設(shè)置伸縮縫裝置的相鄰軌道梁的數(shù)目根據(jù)大跨度橋梁可能發(fā)生的伸縮量決定。如何保證這若干道小縫的伸縮量一致則是我們要考慮的關(guān)鍵問題。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)52關(guān)于梁端伸縮縫的方案高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)53一種可能的伸縮縫裝置構(gòu)造高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)53一種可能的伸縮縫裝置構(gòu)造高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)54由于連桿和銷軸的聯(lián)動作用，斜拉橋的伸縮量可以均勻的分布到該區(qū)域內(nèi)的若干道小縫，可以在滿足斜拉橋總伸縮量的前提下，保證軌道梁定子鐵芯間的縫隙在允許范圍內(nèi)。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)一種可能的伸縮縫裝置構(gòu)造54由于連桿和銷軸的聯(lián)動作用，斜拉橋的伸縮量可以均勻的分布到552.3.3橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對列車走行性的影響研究相鄰橋梁（閔浦大橋和擬建磁浮交通橋梁）尾流效應(yīng)對新建橋梁和既有橋梁的影響。磁浮上海機場聯(lián)絡(luò)線沿A15公路南側(cè)跨越黃浦江，大橋位于現(xiàn)有閔浦大橋南側(cè)；考慮施工可行性、減小相互影響為前提，盡量靠近閔浦大橋，減少用地；兩橋中線間距離約85m，橋面凈距約50m；高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)552.3.3橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對列車走行性的影響研究相鄰橋梁56強風(fēng)、橋梁、車輛耦合動力效應(yīng)對列車走行性的影響。

磁浮車輛質(zhì)量較輕，在磁浮列車高速通過強風(fēng)區(qū)時，強橫風(fēng)作用下勢必加劇磁浮車輛與軌道梁的振動。懸浮電磁鐵與軌道梁之間懸浮氣隙只有l(wèi)0mm左右，因此必須研究磁浮車輛過橋的安全與乘坐舒適度。研究磁浮車輛與軌道梁的氣動特性，強橫風(fēng)作用下的磁浮車橋動力響應(yīng)，探討未來磁浮交通跨越強風(fēng)區(qū)的抗風(fēng)分析方法，對磁浮交通的推廣有重要實際意義。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)56強風(fēng)、橋梁、車輛耦合動力效應(yīng)對列車走行性的影響。高速磁浮57高速磁浮跨黃浦江橋梁方案研究3高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)57高速磁浮跨黃浦江橋梁方案研究3高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵583.1高速磁浮跨黃浦江大橋方案橋型比選大跨徑可能的只能是拱橋、懸索橋、斜拉橋三種橋型。限制條件：軟土地基，高速磁浮對變形要求高。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)583.1高速磁浮跨黃浦江大橋方案橋型比選高速磁浮大跨度橋59拱橋：已經(jīng)超越了經(jīng)濟跨徑，造價較高，而且施工風(fēng)險較大，造型不協(xié)調(diào)；懸索橋：在軟土地基上修建，錨碇巨大，造價高。懸索橋變形大，很難適應(yīng)磁浮列車的行車條件；斜拉橋：在技術(shù)上是可行的，對軟土地基有較強的適應(yīng)性，整體剛度好。綜上所述，本橋采用斜拉橋方案的可能性最大。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)59拱橋：已經(jīng)超越了經(jīng)濟跨徑，造價較高，而且施工風(fēng)險較大，造60結(jié)構(gòu)比選——主梁混凝土梁：自重大，本橋跨徑過大，不合適采用鋼箱梁：自重較輕；無收縮徐變影響；溫度變形大；結(jié)構(gòu)剛度較??；鋼——混凝土疊合梁：自重較重（介于混凝土梁和鋼箱梁之間）；有收縮徐變的影響；溫度變形小；結(jié)構(gòu)剛度較大；鋼桁梁：結(jié)構(gòu)剛度大；無收縮徐變影響；主梁高度大，造價高。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)60結(jié)構(gòu)比選——主梁高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)613.2研究滿足通航和行車要求的大跨度橋梁技術(shù)方案主要內(nèi)容：調(diào)查黃浦江上游通航要求、主航道位置，確定大跨度橋梁的橋式、分孔布置。具體研究三種橋式方案并進行比選，確定大跨度橋梁各方案的總體布置。三塔斜拉橋方案雙塔斜拉橋方案鋼系桿拱橋方案高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)613.2研究滿足通航和行車要求的大跨度橋梁技術(shù)方案高速磁62（1）三塔斜拉橋方案主跨跨徑約360m。確定斜拉橋橋塔形式、塔梁連接方式，確定主梁的合理截面形式，并考慮以下三種主梁結(jié)構(gòu)，進行適用性，結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化比較。正交異性鋼橋面板的鋼箱梁主梁；混凝土和鋼結(jié)合箱型主梁；鋼桁梁。對每一種橋跨結(jié)構(gòu)，進行橋梁剛度、動力性能檢算，通過檢算，改進截面尺寸，進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最后確定滿足行車要求的可行性方案。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)62（1）三塔斜拉橋方案主跨跨徑約360m。確定斜拉63斜拉橋主跨跨徑約450m。確定其分孔布置以及斜拉橋橋塔、墩身、基礎(chǔ)、和適合的主梁的形式和截面尺寸。對雙塔斜拉橋方案進行剛度和動力性能檢算，通過檢算，提出修改意見，完善設(shè)計方案。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)（2）雙塔斜拉橋方案63斜拉橋主跨跨徑約450m。確定其分孔布置以及斜拉橋橋塔、64（3）鋼系桿拱橋方案研究跨度450m左右鋼系桿拱橋方案，確定拱橋結(jié)構(gòu)形式和分孔布置，研究平衡推力體系的系桿結(jié)構(gòu)形式和位置，提出兩種不同中承位置的系桿拱橋方案，對鋼系桿拱橋方案進行剛度和動力性能檢算，并和斜拉橋方案進行技術(shù)參數(shù)的比較，研究拱橋方案的技術(shù)性能的優(yōu)越性。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)64（3）鋼系桿拱橋方案高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)65（4）各技術(shù)方案工程經(jīng)濟性研究高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)在磁浮列車過橋時速350公里情況下，分析對比上述各技術(shù)方案的經(jīng)濟性。同時對優(yōu)秀方案進一步分析更高的過橋時速（350～430km/h）范圍內(nèi)，速度高低對工程經(jīng)濟影響，通過技術(shù)方案的經(jīng)濟研究，建議性價比高的合理方案，供工程建設(shè)決策時參考。65（4）各技術(shù)方案工程經(jīng)濟性研究高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵66三塔斜拉橋方案介紹4高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)初步研究內(nèi)容介紹——以三塔斜拉橋為例66三塔斜拉橋方案介紹4高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)初步研2、橋跨布置及結(jié)構(gòu)選型總體布置

跨徑布置為(軌道梁長度為12.384m)：

50+50+62.384+359.136+359.136+62.384+50+50=1043.040m4.1三塔斜拉橋計算模型2、橋跨布置及結(jié)構(gòu)選型總體布置4.1三塔斜拉橋計算模型6768高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)4.1三塔斜拉橋計算模型68高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)4.1三塔斜拉橋計算模型69高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)主梁型式：鋼箱梁69高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)主梁型式：鋼箱梁70高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)主梁型式：鋼—砼疊合箱梁70高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)主梁型式：鋼—砼疊合箱梁71高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)主梁型式：鋼桁梁71高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)主梁型式：鋼桁梁72高速磁浮大跨度橋梁剛度分析4.2橫向撓跨比計算主梁在單線列車橫向荷載作用下主跨跨中產(chǎn)生最大橫向撓跨比見下表。

變形方向方案邊跨1邊跨2邊跨3主跨橫向鋼箱梁方案1/2577601/3705801/410261/9114鋼-砼組合梁方案1/14167201/10498601/1947101/17266鋼桁梁方案1/10838801/12114001/799761/17516不同橋梁方案撓跨比計算結(jié)果72高速磁浮大跨度橋梁剛度分析4.2橫向撓跨比計算變形方73高速磁浮大跨度橋梁剛度分析4.3豎向撓跨比計算

根據(jù)雙線列車靜活載作用下所得撓跨比見下表，其中靜載作用按8節(jié)車輛編組，均布荷載（25.6KN/m）考慮，不計沖擊系數(shù)。不同橋梁方案撓跨比計算結(jié)果變形方向方案邊跨1邊跨2邊跨3主跨豎向鋼箱梁方案1/104821/171771/92941/986鋼-砼組合梁方案1/162091/233221/99681/1550鋼桁梁方案1/250631/253001/167461/223073高速磁浮大跨度橋梁剛度分析4.3豎向撓跨比計算不同橋74靜載和動載通過橋梁時撓曲線比較（鋼箱梁方案）列車荷載作用下，主梁位移包絡(luò)圖高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)74靜載和動載通過橋梁時撓曲線比較（鋼箱梁方案）列車荷載作用75高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)思考：上圖中，列車動載通過橋梁（三塔斜拉橋，結(jié)構(gòu)對稱）時撓曲線不對稱，產(chǎn)生這種現(xiàn)象是什么原因呢？75高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)思考：76高速磁浮大跨度橋梁剛度分析項目主梁一階橫彎頻率（Hz）主梁一階豎彎頻率（Hz）主梁一階扭轉(zhuǎn)頻率（Hz）頻率控制標(biāo)準1.1V/L=0.2981.1V/L=0.2981.1V/L=0.298鋼箱梁方案0.2860.2471.040鋼-砼組合梁方案0.3000.3431.055鋼桁梁方案0.3150.3661.064不同橋梁方案頻率計算結(jié)果4.4頻率檢算76高速磁浮大跨度橋梁剛度分析項目主梁一階橫彎主梁一階豎彎頻77高速磁浮大跨度橋梁剛度分析滿足fb>1.2V/L時才能將動力系數(shù)控制在1.3以內(nèi)4.4頻率檢算三個方案主跨位移動力系數(shù)與車速的關(guān)系77高速磁浮大跨度橋梁剛度分析滿足fb>1.2V/L時才能將78高速磁浮大跨度橋梁剛度分析鋼箱梁方案主梁一階橫向彎曲模態(tài)（0.286Hz）鋼箱梁方案主梁一階豎向彎曲模態(tài)（0.247Hz）4.4頻率檢算78高速磁浮大跨度橋梁剛度分析鋼箱梁方案主梁一階橫向彎曲模態(tài)79高速磁浮大跨度橋梁剛度分析鋼-砼組合梁方案主梁一階橫向彎曲模態(tài)（0.300Hz）鋼-砼組合梁方案主梁一階豎向彎曲模態(tài)（0.343Hz）4.4頻率檢算79高速磁浮大跨度橋梁剛度分析鋼-砼組合梁方案主梁一階橫向彎80高速磁浮大跨度橋梁剛度分析鋼桁梁方案主梁一階橫向彎曲模態(tài)（0.315Hz）鋼桁梁方案主梁一階豎向彎曲模態(tài)（0.366Hz）4.4頻率檢算80高速磁浮大跨度橋梁剛度分析鋼桁梁方案主梁一階橫向彎曲模態(tài)81高速磁浮大跨度橋梁剛度分析列車作用長度202m均布移動荷載，豎向25.6kN/m，橫向3.9kN/m僅計算磁浮列車下軌道梁梁端折角（兩側(cè)之和）溫度作用（1）整體升溫：鋼索+40℃，混凝土橋塔+30℃，鋼箱梁+35℃。（2）整體降溫：鋼索-30℃，混凝土橋塔-20℃，鋼箱梁-25℃。（3）索梁塔溫差：鋼索±15℃。（4）主梁截面上下側(cè)溫差：±15℃。（5）主梁截面左右側(cè)溫差：±15℃。（6）塔左右溫差：±5℃。組合方法軌道梁自身變形引起的折角+大跨度橋梁變形引起的折角列車和溫度效應(yīng)的組合系數(shù)均取為1.04.5軌道梁梁端折角檢算81高速磁浮大跨度橋梁剛度分析列車作用4.5軌道梁梁端折角82高速磁浮大跨度橋梁剛度分析豎向折角：單線列車+溫度4.5軌道梁梁端折角檢算（鋼箱梁方案）82高速磁浮大跨度橋梁剛度分析豎向折角：單線列車+溫度4.583高速磁浮大跨度橋梁剛度分析豎向折角包絡(luò)圖：雙線列車+溫度4.5軌道梁梁端折角檢算（鋼箱梁方案）83高速磁浮大跨度橋梁剛度分析豎向折角包絡(luò)圖：雙線列車+溫度84高速磁浮大跨度橋梁剛度分析橫向折角包絡(luò)圖：雙線列車+溫度4.5軌道梁梁端折角檢算（鋼箱梁方案）84高速磁浮大跨度橋梁剛度分析橫向折角包絡(luò)圖：雙線列車+溫度85高速磁浮大跨度橋梁剛度分析豎向折角包絡(luò)圖：單線列車+溫度4.5軌道梁梁端折角檢算（鋼-砼組合梁方案）85高速磁浮大跨度橋梁剛度分析豎向折角包絡(luò)圖：單線列車+溫度86高速磁浮大跨度橋梁剛度分析豎向折角包絡(luò)圖：雙線列車+溫度4.5軌道梁梁端折角檢算（鋼-砼組合梁方案）86高速磁浮大跨度橋梁剛度分析豎向折角包絡(luò)圖：雙線列車+溫度87高速磁浮大跨度橋梁剛度分析橫向折角包絡(luò)圖：雙線列車+溫度4.5軌道梁梁端折角檢算（鋼-砼組合梁方案）87高速磁浮大跨度橋梁剛度分析橫向折角包絡(luò)圖：雙線列車+溫度88高速磁浮大跨度橋梁剛度分析豎向折角：單線列車+溫度4.5軌道梁梁端折角檢算（鋼桁梁方案）88高速磁浮大跨度橋梁剛度分析豎向折角：單線列車+溫度4.589高速磁浮大跨度橋梁剛度分析豎向折角：雙線列車+溫度4.5軌道梁梁端折角檢算（鋼桁梁方案）89高速磁浮大跨度橋梁剛度分析豎向折角：雙線列車+溫度4.590高速磁浮大跨度橋梁剛度分析橫向折角：雙線列車+溫度4.5軌道梁梁端折角檢算（鋼桁梁方案）90高速磁浮大跨度橋梁剛度分析橫向折角：雙線列車+溫度4.591高速磁浮大跨度橋梁剛度分析方案溫度作用（mm）雙線列車豎向作用（mm）單線列車縱向作用（mm）鋼箱梁方案（縱向漂?。?3125.98.5鋼—砼組合梁方案3265.01.9鋼桁梁方案3624.71.7不同橋梁方案主梁梁端（單端）伸縮量計算結(jié)果（溫度+列車靜載）4.6主梁梁端伸縮量計算91高速磁浮大跨度橋梁剛度分析方案溫度作用雙線列車單線列車鋼92高速磁浮大跨度橋梁剛度分析

設(shè)計參數(shù)通過理論分析和計算：對于主跨360m三塔斜拉橋，在過橋車速350km/h情況下，雙線荷載作用的撓跨比應(yīng)控制在1/2000左右為宜，主梁一階豎向頻率頻率應(yīng)大于0.35Hz，才能滿足行車平順性和動力性能要求。

主梁方案評價鋼混凝土組合箱梁、鋼桁梁滿足高速磁浮行車剛度、動力性能要求，是主跨360m三塔斜拉橋主梁形式的推薦方案；鋼箱主梁剛度和頻率達不到要求，即使加大梁高，產(chǎn)生效果也不顯著，不予推薦。

4.7剛度檢算意見與建議92高速磁浮大跨度橋梁剛度分析設(shè)計參數(shù)4.7剛度檢算93高速磁浮大跨度橋梁剛度分析

其它：選用小跨度軌道梁可以提高行車橋面平順性（減小梁端折角）三塔斜拉橋中塔面內(nèi)抗彎剛度對主梁豎向基頻大小影響較大，可以考慮中塔加強以提高主梁豎向基頻。93高速磁浮大跨度橋梁剛度分析其它：94高速磁浮大跨度橋梁剛度分析

（1）橋跨布置與總體布局

進一步開展航運調(diào)查、通航論證、河勢水文專題分析研究等工作，修改橋梁立面、平面總體布局。

（2）橋梁結(jié)構(gòu)體系比選與優(yōu)化研究橋梁結(jié)構(gòu)體系包括加勁梁與墩、塔在豎向、橫向和縱向的約束關(guān)系及裝置構(gòu)造，研究各種體系的結(jié)構(gòu)力學(xué)、變形性能，提出有助于提高結(jié)構(gòu)剛度（特別是縱橋向剛度、控制和減小梁端伸縮縫位移量）、有效控制橋梁振動、減小結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載和地震響應(yīng)的三塔斜拉

橋結(jié)構(gòu)體系及約束裝置。4.8需要進一步研究的問題94高速磁浮大跨度橋梁剛度分析（1）橋跨布置與總體布局495高速磁浮大跨度橋梁剛度分析（3）橋梁抗風(fēng)穩(wěn)定分析及風(fēng)致振動分析與控制對于距離較近平行布置的兩座大橋，要考慮既有橋（閔浦大橋）尾流對新建磁浮大跨橋梁的風(fēng)致振動的特殊問題，開展專題研究，確保結(jié)構(gòu)抗風(fēng)安全。（4）軌道梁結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)及構(gòu)造研究軌道梁剛度、頻率撓跨比參數(shù)研究；連續(xù)或簡支優(yōu)缺點比較，結(jié)構(gòu)布置以及與主梁連接；桁梁橋縱橫梁體系做為軌道梁的可行性研究。（5）伸縮裝置的研究（6）列車過橋動力響應(yīng)計算機仿真分析

95高速磁浮大跨度橋梁剛度分析（3）橋梁抗風(fēng)穩(wěn)定分析及風(fēng)致振謝謝!歡迎批評指正!謝謝!97引言1磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究2高速磁浮跨黃浦江橋梁方案研究3三塔斜拉橋方案介紹4主要內(nèi)容高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1引言1磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究2高速磁浮跨黃浦江橋梁98引言1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2引言1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)99本課題研究跨越黃浦江的大跨度高速磁浮橋梁關(guān)鍵技術(shù)、主要設(shè)計參數(shù)和設(shè)計指南、可行的技術(shù)方案，為準備修建的上海浦東機場到虹橋機場磁浮交通線做好必要的技術(shù)準備。磁浮交通橋梁剛度要求高，變形限值要求非常嚴格，與道路橋梁和鐵路橋梁相比，有其獨特的技術(shù)要求。1.1概述高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)3本課題研究跨越黃浦江的大跨度高速磁浮橋梁關(guān)鍵技術(shù)、主要設(shè)計1001.1概述高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)磁浮上海機場聯(lián)絡(luò)線沿A15公路南側(cè)跨越黃浦江，大橋位于現(xiàn)有閔浦大橋南側(cè)；考慮施工可行性、減小相互影響為前提，盡量靠近閔浦大橋，減少用地；兩橋中線間距離約85m，橋面凈距約50m；磁浮跨黃浦江橋梁工程41.1概述高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)磁浮上海機場聯(lián)絡(luò)101要建造跨越黃浦江的磁浮大跨橋梁，目前沒有現(xiàn)成的設(shè)計標(biāo)準可循，也沒有已建成的大跨橋梁的經(jīng)驗可供借鑒，磁浮交通大跨橋梁設(shè)計、建造技術(shù)存在著許多人們尚未認識且有待研究的東西。因此開展大跨度磁浮橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)的前期研究無論是對上海磁浮交通線的建設(shè)，還是對磁浮交通技術(shù)的發(fā)展與推廣均具有重要的理論意義和工程實際應(yīng)用意義。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.1概述5要建造跨越黃浦江的磁浮大跨橋梁，目前沒有現(xiàn)成的設(shè)計標(biāo)準可循102磁浮列車是一種利用電磁力實現(xiàn)車輛支撐、牽引和導(dǎo)向的交通運輸工具，其結(jié)構(gòu)形式既具有常規(guī)輪軌接觸式鐵路交通的特點，又有獨特的結(jié)構(gòu)形式和系統(tǒng)工作原理：非接觸式的電磁懸浮、導(dǎo)向系統(tǒng)、非接觸式的牽引和制動。磁懸浮列車沒有傳統(tǒng)火車的車輪，靠巨大的電磁力（吸引力或排斥力）支撐而懸浮在導(dǎo)軌上，運行時除了空氣摩擦阻力外，沒有傳統(tǒng)的輪軌摩擦阻力和其它阻力，能達到傳統(tǒng)陸地交通工具空前未有的速度（時速可達500km／h）。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介6磁浮列車是一種利用電磁力實現(xiàn)車輛支撐、牽引和導(dǎo)向的交通運輸103磁浮列車利用電磁吸力或斥力懸浮和導(dǎo)向車體，采用直線電機牽引列車。按電磁力的產(chǎn)生方式，目前磁浮列車己采用的電磁懸浮模式可分為：永磁懸浮PMS（PermanentMagnetSuspension），代表車型有德國M-bahn；常導(dǎo)電磁懸浮EMS（ElectromagneticSuspension），以可控電磁鐵為主形成磁吸式系列，代表車型有德國Transrapid、日本HSST、韓國Komag，懸浮氣隙穩(wěn)定在8~12mm，最多為20mm（如真空管道列車）；高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介7磁浮列車利用電磁吸力或斥力懸浮和導(dǎo)向車體，采用直線電機牽引104超導(dǎo)電動懸浮EDS（ElectrodynamicSuspension）；研究表明，超導(dǎo)磁體具有自身穩(wěn)定調(diào)控能力，其懸浮狀態(tài)的實現(xiàn)一般無需外界控制系統(tǒng)。低速時抬車力小，故車輛加輔助輪，高速時車體可達100～300mm的懸浮高度，代表車型有日本研制的MLU001、MLU002、MLU002N及MLX01型；高溫超導(dǎo)HTS（HighTemperatureSuperconductor）懸?。唬?）混合電磁懸浮，以上四種基本懸浮方式的組合，如PMS與EMS組合。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介8超導(dǎo)電動懸浮EDS高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁105高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介磁浮列車懸浮方式與結(jié)構(gòu)示意圖9高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介磁浮列車106高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介磁浮列車懸浮方式與結(jié)構(gòu)示意圖10高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介磁浮列107高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介美國中低速磁懸浮車輛概念圖11高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介美國中108高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介國防科大CMS-03A工程樣車西南交大中低速磁浮列車12高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介國防科109高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介日本超導(dǎo)磁懸浮試驗車上海磁懸浮13高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介日本超110高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介德國磁浮列車TR08結(jié)構(gòu)原理圖14高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.2磁浮交通簡介德國磁111目前已修建的磁浮交通橋梁的數(shù)量有限，其結(jié)構(gòu)形式主要是小跨徑的簡支梁，只有日本山梨試驗線修建了跨度超百米的用于超導(dǎo)系統(tǒng)的尼爾森體系系桿拱橋，而常導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)的超百米跨度橋梁的建設(shè)在世界上尚無先例，迄今為止人們對大跨磁浮交通橋梁建造技術(shù)的認識和實踐均處于初級階段。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.3磁浮軌道梁簡介15目前已修建的磁浮交通橋梁的數(shù)量有限，其結(jié)構(gòu)形式主要是小跨112軌道梁的特點可以概括為以下幾點:一般均采用高架結(jié)構(gòu);以小跨度為主;剛度大、整體性好;重視改善結(jié)構(gòu)耐久性，便于檢查、維修。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.3磁浮軌道梁簡介16軌道梁的特點可以概括為以下幾點:高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)113高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.3磁浮軌道梁簡介德國高速磁浮軌道梁變遷17高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.3磁浮軌道梁簡介德國114常規(guī)的中小跨徑軌道梁高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦東磁浮示范運營線軌道梁1.3磁浮軌道梁簡介18常規(guī)的中小跨徑軌道梁高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦115高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦東磁浮示范運營線軌道梁——12.384m預(yù)應(yīng)力砼梁1.3磁浮軌道梁簡介常規(guī)的中小跨徑軌道梁19高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦東磁浮示范運營線軌道116高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦東磁浮示范運營線軌道梁——2×24.768m鋼砼復(fù)合梁1.3磁浮軌道梁簡介常規(guī)的中小跨徑軌道梁20高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦東磁浮示范運營線軌道117上海線跨越浦東運河等有通航等級河道時采用了橋上軌道梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)為迭合式體系。橋上軌道梁為6.192m的鋼筋砼板梁，下部支撐結(jié)構(gòu)為三跨連續(xù)鋼梁，主跨跨徑45m。板梁與下部鋼梁間采用連接型鋼及高強螺栓、焊釘連接。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)上海浦東磁浮示范運營線軌道梁——迭合鋼梁橫斷面橋上軌道梁結(jié)構(gòu)1.3磁浮軌道梁簡介21上海線跨越浦東運河等有通航等級河道時采用了橋上軌道梁結(jié)構(gòu)118日本山梨實驗線小形山尼爾森拱橋迄今為止，最大跨度磁懸浮交通橋梁是日本山梨實驗線上的小形山橋，該橋為單跨、雙線提籃式尼爾森體系系桿拱橋，跨長為136.5m，拱肋矢高為23m，中距為15m，寬跨比約為1/9,拱肋、系桿以及橋面的橫梁均采用鋼結(jié)構(gòu)，橫梁間距為15m，與采用輕質(zhì)混凝土材料軌道梁為縱梁組成橋面系，吊桿采用斜吊桿，傾斜角為60度。小形山橋位于山梨試驗線的端頭附近，行車的速度將小于正常的試驗運行速度。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)大跨度磁浮交通橋梁1.3磁浮軌道梁簡介22日本山梨實驗線小形山尼爾森拱橋迄今為止，最大跨度磁懸浮119德方建議將帶有高精度功能面的軌面結(jié)構(gòu)架設(shè)在常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)上(稱其為迭合梁結(jié)構(gòu))，以跨越大的障礙。目前適合于磁浮列車運行的迭合梁結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外均無先例，至今未見有關(guān)該結(jié)構(gòu)研究的公開報道。針對磁浮迭合梁結(jié)構(gòu)的研究方法、需滿足的變形控制指標(biāo)及限值、結(jié)構(gòu)型式、變形影響因素、結(jié)構(gòu)主要設(shè)計參數(shù)合理取值范圍以及德方提供的經(jīng)驗公式能否滿足磁浮迭合梁動力設(shè)計等問題都巫待研究并解決。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.4磁浮大跨度橋梁——迭合梁（梁上梁）結(jié)構(gòu)23德方建議將帶有高精度功能面的軌面結(jié)構(gòu)架設(shè)在常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)上120高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)磁浮迭合梁由上層軌面結(jié)構(gòu)、下層橋梁結(jié)構(gòu)及上下層連接機構(gòu)三部分組成，其中，上層軌面結(jié)構(gòu)，即軌道梁，提供功能區(qū)的三個功能面并將功能區(qū)的受力通過連接機構(gòu)傳遞給承重梁；下層橋梁結(jié)構(gòu)（大跨度橋梁），為上層軌道梁提供支承，保證列車的安全、平穩(wěn)運行；連接機構(gòu)是上下層結(jié)構(gòu)之間的連接及傳力機構(gòu)。1.4磁浮大跨度橋梁——迭合梁（梁上梁）結(jié)構(gòu)24高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)磁浮迭合梁由上層軌面結(jié)構(gòu)、121高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.4磁浮大跨度橋梁——迭合梁（梁上梁）結(jié)構(gòu)25高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.4磁浮大跨度橋梁——122高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.4磁浮大跨度橋梁——迭合梁（梁上梁）結(jié)構(gòu)26高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1.4磁浮大跨度橋梁——123磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究2高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)27磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究2高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)124高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容跨越黃浦江的磁浮大跨度橋梁技術(shù)標(biāo)準要求：列車過橋速度不低于350km/h，并考慮雙線列車橋上交會的情況，本課題研究是在上述標(biāo)準的前提下展開的，對更高的車速（420km/h）只做一般性的探索。28高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁125大跨度橋梁車橋相互動力作用以及變形對列車走行性影響的機理研究；大跨度橋梁關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)限值的研究；通過設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究和橋梁方案研究，總結(jié)提煉磁浮交通大跨度橋梁設(shè)計指南；大跨度橋梁主梁伸縮縫裝置的研究；橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對列車走行性的影響。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容29大跨度橋梁車橋相互動力作用以及變形對列車走行性影響的機理126(1)．大跨度橋梁車橋相互動力作用以及變形對列車走行性影響的機理研究；本項研究是后續(xù)研究的基礎(chǔ)。主要研究磁浮大跨橋梁（梁上梁結(jié)構(gòu)形式）車輛與橋梁動力相互作用機理和大跨橋梁變形對列車走行性影響：如車輛過橋時對橋梁激振力的幅值和主要作用的頻率；橋梁變形對列車走行的影響以及影響耦合作用的主要因素等。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容30(1)．大跨度橋梁車橋相互動力作用以及變形對列車走行性影127高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)

研究過程要涉及到大型計算軟件的編制，應(yīng)用大型計算機的仿真計算模擬車輛過橋時車、橋動力響應(yīng)的狀況，同時進行一些必要的既有橋梁的動力試驗，檢驗所采用的理論和計算結(jié)果的正確性。31高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究過程要涉及128在第一部分理論研究的基礎(chǔ)上，進一步研究影響磁浮橋梁設(shè)計中關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)限值要求的本質(zhì)問題和限值的依據(jù)，然后綜合各種影響因素，分析確定大跨度橋梁關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)限值。

(2).大跨度橋梁關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)限值的研究2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容32在第一部分理論研究的基礎(chǔ)上，進一步研究影響磁浮129主要內(nèi)容有：大跨度橋梁主梁的豎向、橫向撓跨比設(shè)計參數(shù)限值的確定；主梁豎向、橫向梁端折角限值的確定；主梁的扭轉(zhuǎn)變形和的頻率限值的研究；主梁動力放大系數(shù)及動力響應(yīng)變化規(guī)律等。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)33主要內(nèi)容有：高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)130(3).通過設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究和橋梁方案研究，總結(jié)提煉磁浮交通大跨度橋梁設(shè)計指南指南主要內(nèi)容包括以下幾個部分：大跨度橋梁的構(gòu)造要求（包括軌道梁形式等）；大跨度橋梁的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)標(biāo)準；大跨度橋梁橋梁剛度和動力性能檢算要求和技術(shù)。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容34(3).通過設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究和橋梁方案研究，總結(jié)提煉磁131大跨度橋梁梁端伸縮變形較大，導(dǎo)致主梁梁端、軌道梁的移動以及電磁線圈模數(shù)取整的問題，甚至影響電磁作用力作用的方向，因此要研究伸縮縫處合理構(gòu)造和處理方法，保證電磁作用力不受梁端變形的影響。中小跨徑軌道梁由于伸縮變形小，不存在這樣的問題(4).大跨度橋梁主梁伸縮縫裝置的研究高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容35大跨度橋梁梁端伸縮變形較大，導(dǎo)致主梁梁端、軌道梁的移動以132該項研究主要內(nèi)容包括：輪軌橋梁伸縮縫構(gòu)造的調(diào)研；伸縮縫對磁浮列車電磁力影響的變化規(guī)律；磁浮橋梁伸縮縫合理伸縮量值確定；保證車輛走行安全的伸縮構(gòu)造的提出。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)36該項研究主要內(nèi)容包括：高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)133(5).橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對列車走行性的影響研究相鄰橋梁（閔浦大橋和擬建磁浮交通橋梁）尾流效應(yīng)對新建橋梁和既有橋梁的影響。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容37(5).橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對列車走行性的影響研究相鄰橋梁（1342.2.1.磁浮軌道梁剛度控制的幾個主要指標(biāo)主梁豎向撓跨比，橫向撓跨比（控制橋面撓曲變形程度，保持平順性）；(2)主梁豎向、橫向最小頻率限值（避免產(chǎn)生過大的動力響應(yīng)）；(3)主梁上方的軌道梁梁端最大折角限值。2.2中小跨度磁浮橋梁關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)382.2.1.磁浮軌道梁剛度控制的幾個主要指標(biāo)2.2中小1352.2.2磁浮《線路設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定豎向撓跨比限值：(1)撓跨比：在列車靜活載作用下：在日溫差荷載作用下：上緣升溫下緣升溫高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)392.2.2磁浮《線路設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定豎向撓跨比限值：136橫向撓跨比限值：在橫向靜活載（3.9kN/m)作用下：在日溫差荷載作用下：高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)40橫向撓跨比限值：在橫向靜活載（3.9kN/m)作用下：在137式中：

V為車速(m/s)；

L為梁跨跨長（m）；

f

為頻率（Hz）。(2)大跨度主梁最小頻率限值

磁浮《線路設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：沒有說明對豎向、橫向或扭轉(zhuǎn)基頻適用。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)41式中：V為車速(m/s)；(2)大跨度主梁最小頻138(3)軌道梁梁端最大折角限值規(guī)定為：單端豎向轉(zhuǎn)角限值不大于8/10000rad，兩端轉(zhuǎn)角之和限值不大于16/10000rad；該規(guī)定是列車靜活載折角最大限值、還是和溫度荷載共同下折角最大限值，規(guī)范沒有明確說明。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)軌道梁梁端折角示意42(3)軌道梁梁端最大折角限值高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵139豎向（z方向）橫向（y方向）撓跨比列車引起1/4000撓跨比列車引起1/15000溫度引起-1/6500~1/5400溫度引起1/5800梁端折角（兩側(cè)之和）/(rad/10000)列車引起16梁端折角（兩側(cè)之和）/(rad/10000)列車引起4.5溫度引起-9.7~11.6溫度引起10.8下部結(jié)構(gòu)引起的塑性變形1.7下部結(jié)構(gòu)引起的塑性變形1.7下部結(jié)構(gòu)引起的彈性變形1.7下部結(jié)構(gòu)引起的彈性變形1.7~11.3頻率1.1V/L頻率1.1V/L(4)《線路設(shè)計基礎(chǔ)》剛度標(biāo)準匯總《線路設(shè)計基礎(chǔ)》剛度標(biāo)準匯總高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)43豎向（z方向）橫向（y方向）撓跨比列車引起1/4000撓140各國高速鐵路對梁剛度的要求高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)44各國高速鐵路對梁剛度的要求高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1412.3大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)初步研究（1）撓跨比的確定首先參考高速鐵路設(shè)計：初步確定撓跨比（f/L=1/1200），擬定主梁尺寸，然后對各項其它指標(biāo)進行驗算，通過不斷試算，調(diào)整修改撓跨比，最終確定合理值。

磁浮《線路設(shè)計規(guī)范》只適合于小跨度橋梁，大跨度橋梁應(yīng)該放松，但到底撓跨比限值放松到何種程度較為合適，需要進行專題研究。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.3.1大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵參數(shù)研究452.3大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)初步研究（1）撓跨比的確定142大跨度鐵路（公鐵兩用）橋梁撓跨比高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)46大跨度鐵路（公鐵兩用）橋梁撓跨比高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)143（98+196+504+196+98）m鋼桁斜拉橋。鐵路主橋按四線建設(shè)，其中兩線為高速鐵路，兩線為普速Ⅰ級干線，橋上層為公路六車道（武漢市中環(huán)線）。高速鐵路設(shè)計旅客列車行車速度250km/h，汽車行車速度80km/h。

高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)天興洲公鐵兩用長江大橋(109.5+192+336+336+192+109.5）m連續(xù)鋼桁梁拱橋。主橋按六線建設(shè)，其中兩線為京滬高速鐵路，兩線為滬漢蓉客運專線，兩線為城市軌道交通。本橋該跨度設(shè)計行車速度300km/h為世界橋梁之最。南京大勝關(guān)長江大橋47（98+196+504+196+98）m鋼桁斜拉橋。鐵路144（2）梁端折角的確定大、小梁跨對于折角來說都是一樣的，因此大跨度橋梁梁端折角限值按磁浮《線路設(shè)計基礎(chǔ)》規(guī)定限值執(zhí)行，即單端豎向轉(zhuǎn)角限值不大于8/10000rad。研究表明：大跨度橋梁由于主梁和軌道梁是分開的，軌道梁可以使得橋面（行車面）上的折角比主梁上的折角大大減小，而且軌道梁跨度越小，橋面折角降低得越顯著，這和高速鐵路研究結(jié)果是一致的。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)48（2）梁端折角的確定高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)145（3）最小頻率的確定理論研究表明：磁浮《線路設(shè)計基礎(chǔ)》中小跨度頻率限值

f>1.1V/L對大跨度橋梁是適用的。

其中：0.5V/L是移動荷載過橋激振頻率，橋梁最小頻率取1.1V/L，其1.1系數(shù)是使橋梁基頻避開激振頻率要求的頻率，以免產(chǎn)生共振。

上述頻率限值規(guī)定：豎向基頻檢算，對于橫向、扭轉(zhuǎn)基頻基頻檢算有點牽強附會。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)49（3）最小頻率的確定高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)146豎向（z方向）橫向（y方向）梁端折角（兩側(cè)之和）/(rad/10000)軌道梁自身變形引起的折角（列車+溫度）+大跨度橋梁變形引起的軌道梁折角（雙線列車+溫度）16梁端折角（兩側(cè)之和）/(rad/10000)軌道梁自身變形引起的折角（列車+溫度）+大跨度橋梁變形引起的軌道梁折角（雙線列車+溫度）16頻率/Hz1.1V/L頻率/Hz1.1V/L（4).本研究采用的剛度檢算標(biāo)準匯總高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)50豎向（z方向）橫向（y方向）梁端折角軌道梁自身變形引起的147關(guān)于梁端伸縮縫的方案軌道梁定子鐵芯間的允許縫隙范圍為43~146mm，因此軌道梁的伸縮長度受到限制。大跨度橋梁在溫度、風(fēng)荷載影響等作用下，梁的伸縮長度很大，若不采取措施，橋梁端部軌道梁定子鐵芯間的縫隙將無法滿足系統(tǒng)要求。磁浮線路的大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)與相鄰軌道梁間需通過設(shè)計特殊的伸縮裝置才能滿足系統(tǒng)對定子鐵芯縫寬度的要求。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.3.2大跨度橋梁主梁伸縮縫裝置的研究51關(guān)于梁端伸縮縫的方案高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.3148關(guān)于梁端伸縮縫的方案新型伸縮裝置的總體設(shè)計思想是：將大跨橋梁的伸長、縮短量分攤到多片相鄰標(biāo)準軌道梁上，使橋梁與軌道梁間、軌道梁與軌道梁間定子鐵芯間隙都滿足系統(tǒng)要求。需設(shè)置伸縮縫裝置的相鄰軌道梁的數(shù)目根據(jù)大跨度橋梁可能發(fā)生的伸縮量決定。如何保證這若干道小縫的伸縮量一致則是我們要考慮的關(guān)鍵問題。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)52關(guān)于梁端伸縮縫的方案高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)149一種可能的伸縮縫裝置構(gòu)造高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)53一種可能的伸縮縫裝置構(gòu)造高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)150由于連桿和銷軸的聯(lián)動作用，斜拉橋的伸縮量可以均勻的分布到該區(qū)域內(nèi)的若干道小縫，可以在滿足斜拉橋總伸縮量的前提下，保證軌道梁定子鐵芯間的縫隙在允許范圍內(nèi)。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)一種可能的伸縮縫裝置構(gòu)造54由于連桿和銷軸的聯(lián)動作用，斜拉橋的伸縮量可以均勻的分布到1512.3.3橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對列車走行性的影響研究相鄰橋梁（閔浦大橋和擬建磁浮交通橋梁）尾流效應(yīng)對新建橋梁和既有橋梁的影響。磁浮上海機場聯(lián)絡(luò)線沿A15公路南側(cè)跨越黃浦江，大橋位于現(xiàn)有閔浦大橋南側(cè)；考慮施工可行性、減小相互影響為前提，盡量靠近閔浦大橋，減少用地；兩橋中線間距離約85m，橋面凈距約50m；高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)552.3.3橋梁抗風(fēng)和橫風(fēng)對列車走行性的影響研究相鄰橋梁152強風(fēng)、橋梁、車輛耦合動力效應(yīng)對列車走行性的影響。

磁浮車輛質(zhì)量較輕，在磁浮列車高速通過強風(fēng)區(qū)時，強橫風(fēng)作用下勢必加劇磁浮車輛與軌道梁的振動。懸浮電磁鐵與軌道梁之間懸浮氣隙只有l(wèi)0mm左右，因此必須研究磁浮車輛過橋的安全與乘坐舒適度。研究磁浮車輛與軌道梁的氣動特性，強橫風(fēng)作用下的磁浮車橋動力響應(yīng)，探討未來磁浮交通跨越強風(fēng)區(qū)的抗風(fēng)分析方法，對磁浮交通的推廣有重要實際意義。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)56強風(fēng)、橋梁、車輛耦合動力效應(yīng)對列車走行性的影響。高速磁浮153高速磁浮跨黃浦江橋梁方案研究3高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)57高速磁浮跨黃浦江橋梁方案研究3高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵1543.1高速磁浮跨黃浦江大橋方案橋型比選大跨徑可能的只能是拱橋、懸索橋、斜拉橋三種橋型。限制條件：軟土地基，高速磁浮對變形要求高。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)583.1高速磁浮跨黃浦江大橋方案橋型比選高速磁浮大跨度橋155拱橋：已經(jīng)超越了經(jīng)濟跨徑，造價較高，而且施工風(fēng)險較大，造型不協(xié)調(diào)；懸索橋：在軟土地基上修建，錨碇巨大，造價高。懸索橋變形大，很難適應(yīng)磁浮列車的行車條件；斜拉橋：在技術(shù)上是可行的，對軟土地基有較強的適應(yīng)性，整體剛度好。綜上所述，本橋采用斜拉橋方案的可能性最大。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)59拱橋：已經(jīng)超越了經(jīng)濟跨徑，造價較高，而且施工風(fēng)險較大，造156結(jié)構(gòu)比選——主梁混凝土梁：自重大，本橋跨徑過大，不合適采用鋼箱梁：自重較輕；無收縮徐變影響；溫度變形大；結(jié)構(gòu)剛度較小；鋼——混凝土疊合梁：自重較重（介于混凝土梁和鋼箱梁之間）；有收縮徐變的影響；溫度變形??；結(jié)構(gòu)剛度較大；鋼桁梁：結(jié)構(gòu)剛度大；無收縮徐變影響；主梁高度大，造價高。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)60結(jié)構(gòu)比選——主梁高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1573.2研究滿足通航和行車要求的大跨度橋梁技術(shù)方案主要內(nèi)容：調(diào)查黃浦江上游通航要求、主航道位置，確定大跨度橋梁的橋式、分孔布置。具體研究三種橋式方案并進行比選，確定大跨度橋梁各方案的總體布置。三塔斜拉橋方案雙塔斜拉橋方案鋼系桿拱橋方案高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)613.2研究滿足通航和行車要求的大跨度橋梁技術(shù)方案高速磁158（1）三塔斜拉橋方案主跨跨徑約360m。確定斜拉橋橋塔形式、塔梁連接方式，確定主梁的合理截面形式，并考慮以下三種主梁結(jié)構(gòu)，進行適用性，結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化比較。正交異性鋼橋面板的鋼箱梁主梁；混凝土和鋼結(jié)合箱型主梁；鋼桁梁。對每一種橋跨結(jié)構(gòu)，進行橋梁剛度、動力性能檢算，通過檢算，改進截面尺寸，進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最后確定滿足行車要求的可行性方案。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)62（1）三塔斜拉橋方案主跨跨徑約360m。確定斜拉159斜拉橋主跨跨徑約450m。確定其分孔布置以及斜拉橋橋塔、墩身、基礎(chǔ)、和適合的主梁的形式和截面尺寸。對雙塔斜拉橋方案進行剛度和動力性能檢算，通過檢算，提出修改意見，完善設(shè)計方案。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)（2）雙塔斜拉橋方案63斜拉橋主跨跨徑約450m。確定其分孔布置以及斜拉橋橋塔、160（3）鋼系桿拱橋方案研究跨度450m左右鋼系桿拱橋方案，確定拱橋結(jié)構(gòu)形式和分孔布置，研究平衡推力體系的系桿結(jié)構(gòu)形式和位置，提出兩種不同中承位置的系桿拱橋方案，對鋼系桿拱橋方案進行剛度和動力性能檢算，并和斜拉橋方案進行技術(shù)參數(shù)的比較，研究拱橋方案的技術(shù)性能的優(yōu)越性。高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)64（3）鋼系桿拱橋方案高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)161（4）各技術(shù)方案工程經(jīng)濟性研究高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)在磁浮列車過橋時速350公里情況下，分析對比上述各技術(shù)方案的經(jīng)濟性。同時對優(yōu)秀方案進一步分析更高的過橋時速（350～430km/h）范圍內(nèi)，速度高低對工程經(jīng)濟影響，通過技術(shù)方案的經(jīng)濟研究，建議性價比高的合理方案，供工程建設(shè)決策時參考。65（4）各技術(shù)方案工程經(jīng)濟性研究高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵162三塔斜拉橋方案介紹4高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)初步研究內(nèi)容介紹——以三塔斜拉橋為例66三塔斜拉橋方案介紹4高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)初步研2、橋跨布置及結(jié)構(gòu)選型總體布置

跨徑布置為(軌道梁長度為12.384m)：

50+50+62.384+359.136+359.136+62.384+50+50=1043.040m4.1三塔斜拉橋計算模型2、橋跨布置及結(jié)構(gòu)選型總體布置4.1三塔斜拉橋計算模型163164高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)4.1三塔斜拉橋計算模型68高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)4.1三塔斜拉橋計算模型165高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)主梁型式：鋼箱梁69高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)主梁型式：鋼箱梁166高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)主梁型式：鋼—砼疊合箱梁70高速磁浮大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)主梁型式：鋼—砼疊合