高速鐵路大跨度橋梁建造技術(shù)(郭輝)

高速鐵路大跨度橋梁建造技術(shù)2017年7月主講:郭輝(博士,副研究員)中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所2目錄1世界高速鐵路發(fā)展概況2高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況3高速鐵路大跨度橋梁的特點4高速鐵路大跨度橋梁設(shè)計施工案例5高速鐵路大跨度橋梁關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新6發(fā)展趨勢與展望3世界高速鐵路發(fā)展概況41.1高速鐵路定義

國際鐵路聯(lián)盟(UIC,1962):舊線改造時速達200公里、新建時速達250~300公里的鐵路。日內(nèi)瓦協(xié)議(1985):新建客貨共線型高鐵時速為250公里以上，新建客運專線型高鐵時速為350公里以上。國際鐵路聯(lián)盟(UIC,2014):新建時速達250公里及以上、既有線改造升級后時速達到200公里或220公里的鐵路。中國國家鐵路局:新建設(shè)計開行250公里/小時（含預留）及以上動車組列車，初期運營速度不小于200公里/小時的客運專線鐵路。1世界高速鐵路發(fā)展概況51.2世界高速鐵路發(fā)展

世界上第一條高速鐵路線:1964年，日本東海道新干線(東京-大阪)開通，列車最大運營速度270km/h，全長515.4km。法國、德國、西班牙開通首條高速鐵路線路的時間分別為1981年、1988年、1992年，中國開通首條高速鐵路時間為2008年(京津城際，164.8km，350km/h)。到目前為止，已有17個國家開通時速200公里以上高速鐵路。分別為中國(含臺灣地區(qū))、日本、西班牙、法國、德國、英國、意大利、土耳其、韓國、芬蘭、美國、烏茲別克斯坦、波蘭、比利時、瑞士、荷蘭、奧地利。正在積極建設(shè)或規(guī)劃建設(shè)的還有印度、俄羅斯、泰國、南非、澳大利亞、越南、加拿大等20多個國家。1世界高速鐵路發(fā)展概況61.2世界高速鐵路發(fā)展

1世界高速鐵路發(fā)展概況序號地區(qū)運營里程/km在建里程/km規(guī)劃里程/km總里程/km1歐洲8327261911605225512亞洲286541259915135563883其他362666916910197合計37343158843590989136表1-1世界高速鐵路分布情況（按洲劃分，截至2017年4月，UIC統(tǒng)計資料）圖1-1世界高速鐵路運營里程及排序(截至2017年4月，UIC統(tǒng)計資料)截至2017年4月，我國高速鐵路運營里程達2.4萬公里，比世界其他國家總和還要長，占世界運營總里程61.3%。71.2世界高速鐵路發(fā)展

1世界高速鐵路發(fā)展概況圖1-2世界高速鐵路在建里程及排序(截至2017年4月，UIC統(tǒng)計資料)圖1-3世界高速鐵路規(guī)劃里程及排序(截至2017年4月，UIC統(tǒng)計資料)截至2017年4月，我國高速鐵路在建里程達1.07萬公里，比世界其他國家總和還要長，占世界運營總里程67.8%。截至2017年4月，世界高速鐵路規(guī)劃里程約3.4萬公里，以印度、俄羅斯、泰國、南非、澳大利亞的規(guī)劃里程最長。81.2世界高速鐵路發(fā)展

1世界高速鐵路發(fā)展概況圖1-4中國高速鐵路網(wǎng)基本構(gòu)架(八縱八橫)《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2008年調(diào)整）》：四縱：京滬高速鐵路、京港客運專線、京哈客運專線、杭福深客運專線（東南沿?？瓦\專線）；四橫：徐蘭客運專線（含徐連客運專線）、滬昆高速鐵路、青太客運專線、滬漢蓉高速鐵路。《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》（2016-2030年）：八縱：沿海通道、京滬通道、京港（臺）通道、京哈-京港澳通道、呼南通道、京昆通道、包（銀）海通道、蘭（西）廣通道；八橫：綏滿通道、京蘭通道、青銀通道、陸橋通道、沿江通道、滬昆通道、廈渝通道、廣昆通道。到2030年，我國將實現(xiàn)“八縱八橫”高速鐵路主通道，鐵路總里程達20萬公里，高鐵4.5萬公里。91.2世界高速鐵路發(fā)展

1世界高速鐵路發(fā)展概況圖1-5日本高速鐵路線路圖圖1-6法國高速鐵路線路圖101.2世界高速鐵路發(fā)展

1世界高速鐵路發(fā)展概況圖1-7德國高速鐵路線路(紅、橙、藍色)圖圖1-8西班牙高速鐵路線路圖11高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況12目錄2.1高速鐵路橋梁比2.2大跨度橋梁主要結(jié)構(gòu)型式2.3各類型大跨度橋梁代表橋例2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況132.1高速鐵路橋梁比

統(tǒng)計國外高速鐵路主要發(fā)達國家橋梁占線路比，如下表2所示。2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況國別線路線路長/km橋梁比/%日本東海道新干線17333.6山陽新干線553.738.1上越新干線16661.5東北新干線344.458.1北陸新干線11733.3德國漢諾威-維爾茲堡33812.5曼海姆-斯圖加特1096.1科隆-法蘭克福1842.7法國TGV東南線4196.0TGV大西洋線29112.8東南延伸線12132.2TGV北方線34621.8TGV環(huán)巴黎聯(lián)絡(luò)線10415.6TGV地中海線2594.7TGV東方線(一期)3321.3西班牙馬德里-塞維利亞4713.2表2-1國外高速鐵路主要發(fā)達國家橋梁占線路比142.1高速鐵路橋梁比

統(tǒng)計我國高速鐵路橋梁占線路比，如下圖9所示。2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況圖2-2我國高速鐵路橋梁占線路比

綜合考慮橋梁建設(shè)周期、后期沉降控制、節(jié)約土地資源等因素，我國高速鐵路橋梁占線路比例總體較高，平均約為47.6%。日本由于土地資源少以及大規(guī)模應(yīng)用無砟軌道，新干線的橋梁占比總體也較高；而德國、法國、西班牙的橋梁占比相對較低。我國普速鐵路、重載鐵路橋梁占線路比較低，約為8.5%和16.7%。152.1高速鐵路橋梁比

我國新建客運專線和高速鐵路橋梁中常用跨度預應(yīng)力混凝土簡支梁橋占橋梁總里程的94%以上。采用現(xiàn)場預制、架橋機架設(shè)的施工方法，最長的高架橋超過100公里。各類混凝土橋梁數(shù)量占比達到99%，而鋼橋數(shù)量占比僅為1%。通過預制架設(shè)施工的混凝土簡支梁，其施工質(zhì)量得到較好控制。對于大跨度現(xiàn)澆混凝土梁橋、大跨度鋼橋，設(shè)計和施工質(zhì)量控制難度大，是高鐵建設(shè)中的重點和難點。2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況圖2-3我國高速鐵路常用跨度預應(yīng)力混凝土簡支梁制運架成套施工技術(shù)體系162.2大跨度橋梁主要結(jié)構(gòu)型式

國外大跨度橋梁主要結(jié)構(gòu)型式

大跨度連續(xù)梁(剛構(gòu))、梁拱組合橋、拱橋、連續(xù)鋼桁梁、斜拉橋等我國大跨度橋梁主要結(jié)構(gòu)型式大跨度連續(xù)梁(剛構(gòu))橋組合體系橋：連續(xù)梁(剛構(gòu))-拱組合體系橋、梁桁組合大跨度拱橋(鋼桁拱、鋼箱拱、混凝土拱)斜拉橋

懸索橋2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況172.2大跨度橋梁主要結(jié)構(gòu)型式

國外大跨度橋梁2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況表2-2國外高速鐵路大跨度橋梁(跨度＞100m)典型橋例*為保證橋上線路平順性要求，國外在選用大跨度橋梁時均十分慎重，已建的跨度超過100m的橋梁數(shù)量較為有限，大跨度橋梁的主要結(jié)構(gòu)型式包括預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁(剛構(gòu))、預應(yīng)力混凝土梁拱組合結(jié)構(gòu)、連續(xù)鋼桁梁、拱橋、斜拉橋。*牛斌.中國高速鐵路橋梁綜述[C]//全國橋梁學術(shù)會議.2008.182.3各類型大跨度橋梁代表橋例

大跨度連續(xù)梁(剛構(gòu))橋2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況序號橋名橋型跨度組成/m設(shè)計行車速度/km/h通車時間1京津城際跨北京五環(huán)路大橋連續(xù)梁80+128+8035020082福廈鐵路烏龍江特大橋連續(xù)梁80+3×144+8025020103廈深鐵路九龍江特大橋連續(xù)梁70.5+154+8025020134石濟客專衡景特大橋連續(xù)梁72+128+7225020175滬杭高鐵橫潦涇特大橋連續(xù)梁75+2×135+7535020106滬杭高鐵松江特大橋連續(xù)梁60+100+6035020107廣珠城際沙朗特大橋連續(xù)梁75+125+7520020128武廣客專株洲湘江特大橋連續(xù)梁60+5×100+6035020099武廣客專衡陽湘江特大橋連續(xù)梁64+4×116+64350200910武廣客專陸水特大橋連續(xù)梁70+125+70350200911武廣客專王灌沖特大橋連續(xù)梁70+125+70350200912武廣客專陳村水道橋連續(xù)梁70+125+70350200913京滬高鐵京杭運河特大橋連續(xù)梁60+100+60350201114溫福鐵路田螺大橋連續(xù)剛構(gòu)88+160+88250200915溫福鐵路白馬河大橋連續(xù)剛構(gòu)80+3×145+80250200916廣珠城際容桂水道特大橋連續(xù)剛構(gòu)108+2×185+115200201217廣深港跨沙灣水道特大橋連續(xù)剛構(gòu)112+2×168+104350201118滬昆高鐵克地壩陵河特大橋連續(xù)剛構(gòu)88+168+88350201619寧杭高鐵京杭運河特大橋連續(xù)剛構(gòu)84+152+843502013表2-3高速鐵路大跨度連續(xù)梁(剛構(gòu))代表橋例192.3各類型大跨度橋梁代表橋例

大跨度連續(xù)梁(剛構(gòu))橋2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況圖2-4廈深鐵路九龍江特大橋成橋及施工現(xiàn)場設(shè)計特點：1.不等跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)(70.5+154+80)m；2.懸臂施工時，兩T構(gòu)懸臂長度不同，中跨合龍段一般不在跨中；3.邊跨不對稱引起預應(yīng)力束配置不對稱；4.邊中跨比小于0.5，活載下較短邊跨引起支座負反力；5.設(shè)置減隔震支座、LUD裝置保證本橋抗震性能。施工特點：1.主跨跨越廈深高速公路橋和九龍江西溪航道，邊跨跨越過江自來水管高架，施工風險極大，采用防護兜進行安全防護；2.主墩深水承臺采用“先樁后堰”的深水基礎(chǔ)鋼套箱圍堰施工技術(shù)。202.3各類型大跨度橋梁代表橋例

大跨度連續(xù)梁(剛構(gòu))橋2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況圖2-5滬昆高鐵克地壩陵河特大橋設(shè)計特點：1.主橋跨徑布置(88+168+88)m，主墩墩高分別為92.5m、104m，為已建成350km/h世界最大跨度預應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，山區(qū)高墩、大跨高速鐵路連續(xù)剛構(gòu)設(shè)計難度較大；2.設(shè)計行車速度350km/h，橋上軌道采用Ⅰ型板式無砟軌道，對結(jié)構(gòu)剛度和線形要求高；3.墩柱縱、橫向剛度對梁體受力和行車性能均有重要影響，經(jīng)與雙薄壁墩比選后選擇剛度更大的矩形空心墩，且橫橋向直線二次放坡，將墩身質(zhì)量和剛度集中于結(jié)構(gòu)下部，較好滿足全橋靜動力特性；4.通過車橋空間耦合振動分析確定高墩合理方案。施工特點：1.地理環(huán)境特殊、施工難度高、安全風險大；2.針對危巖落石群、滑坡、巖堆、巖溶等地質(zhì)災害，分別采取局部清除加固并設(shè)置安全隔離帶、設(shè)置抗滑樁及排水天溝、巖堆減載及邊坡處理、樁基處理并留足安全距離等措施。212.3各類型大跨度橋梁代表橋例

連續(xù)梁(剛構(gòu))-拱組合體系橋2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況表2-4連續(xù)梁(剛構(gòu))-拱組合體系橋代表橋例序號橋名線路跨徑布置/m設(shè)計行車速度/km/h建成年代1北京特大橋跨北京四環(huán)連續(xù)梁拱橋京津城際60+128+6035020072昆陽特大橋溫福鐵路64+136+6425020073宜萬鐵路宜昌長江大橋宜萬鐵路130+2×275江京杭運河特大橋京滬高鐵90+180+9035020105騮崗涌水道大橋廣深港客專76+160+7635020106婁江連續(xù)梁拱橋京滬高鐵70+136+7035020107南淝河連續(xù)梁拱橋合福鐵路90+180+9030020138小欖水道特大橋廣珠城際100+220+1002002015222.3各類型大跨度橋梁代表橋例

連續(xù)梁(剛構(gòu))-拱組合體系橋2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況圖2-6鎮(zhèn)江京杭運河特大橋特點：下承式連續(xù)梁拱組合體系；主跨180m;設(shè)計時速350公里，設(shè)計活載ZK活載，雙線鐵路；3.“先梁后拱”,懸臂澆筑主梁后合龍，主梁兼作施工作業(yè)面，拱肋豎轉(zhuǎn)后合龍。

圖2-7廣珠城際小欖水道特大橋特點：1.主跨220m,下承式V形剛構(gòu)-拱組合體系；2.設(shè)計時速200公里，列車活載雙線0.6UIC;3.“先梁后拱，豎向轉(zhuǎn)體。232.3各類型大跨度橋梁代表橋例

大跨度拱橋(鋼桁拱橋)2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況表2-5中國高速鐵路大跨度鋼桁拱橋代表橋例序號橋名線路跨徑布置/m設(shè)計行車速度/km/h通車時間1武廣客專東平水道鋼桁拱橋武廣客專99+242+9920020092濟南黃河大橋京滬高鐵112+3×168+11235020103南京大勝關(guān)長江大橋京滬高鐵108+192+2×336+192+10830020114閩江特大橋福廈鐵路99+198+9925020115榕江特大橋廈深鐵路110+2×220+11025020136南淝河鋼桁拱橋滬漢蓉鐵路114.75+229.5+114.7525020147天生港專用航道橋滬通鐵路140+336+1402502019242.3各類型大跨度橋梁代表橋例

大跨度拱橋(鋼桁拱橋)2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況圖2-8京滬高鐵南京大勝關(guān)長江大橋

特點：1.主跨（336+336）m；2.下承式鋼桁拱橋；3.京滬高速鐵路雙線設(shè)計時速300公里、滬漢蓉鐵路雙線設(shè)計時速200公里和南京地鐵雙線設(shè)計時速80公里，六線鐵路。圖2-9京滬高鐵濟南黃河大橋特點：1.主跨3×168m；2.下承式鋼桁拱橋；3.京滬高鐵雙線設(shè)計時速350公里，太青鐵路雙線設(shè)計時速200公里以上，四線鐵路。252.3各類型大跨度橋梁代表橋例

大跨度拱橋(鋼箱拱橋、混凝土拱橋)2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況表2-6中國高速鐵路大跨度鋼箱拱橋/混凝土拱橋代表橋例序號橋名橋型線路跨徑布置/m設(shè)計行車速度/km/h通車時間1汀泗河特大橋下承式鋼箱系桿拱橋武廣高鐵1滬高鐵跨京開高速公路鋼箱拱橋

中承式鋼箱拱橋

京滬高鐵32+108+3235020103滬杭高鐵跨滬杭高速公路轉(zhuǎn)體拱橋自錨上承式預應(yīng)力混凝土拱橋

滬杭高鐵88.8+160+88.835020104新開河特大橋下承式鋼箱疊拱哈大客專1-138

35020125肇慶西江特大橋中承式鋼箱提籃拱橋南廣鐵路41.2+486+49.125020146北盤江特大橋上承式鋼筋混凝土拱橋

滬昆高鐵1-44530020167西溪河大橋上承式鋼管混凝土拱橋成貴高鐵1-24025020198鴨池河大橋中承式鋼桁-混凝土結(jié)合拱橋成貴高鐵1-4362502019262.3各類型大跨度橋梁代表橋例

大跨度拱橋(鋼箱拱橋、混凝土拱橋)2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況圖2-10武廣高鐵汀泗河特大橋特點：1.跨度140m，開創(chuàng)了大跨度鋼橋使用無砟軌道的先例；2.下承式鋼箱系桿拱橋；3.設(shè)計時速350公里，雙線鐵路。圖2-11滬昆高鐵北盤江特大橋特點

：1.

跨度445m,世界跨度最大高鐵混凝土拱橋；2.上承式勁性骨架鋼筋混凝土拱橋；3.設(shè)計時速250公里，設(shè)計活載ZK活載，雙線鐵路。272.3各類型大跨度橋梁代表橋例

大跨度拱橋(鋼箱拱橋、混凝土拱橋)2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況圖2-12南廣鐵路肇慶西江特大橋特點：1.主跨450m的中承式鋼箱提籃拱橋，為已建世界最大跨度高速鐵路拱橋（設(shè)計速度250km/h，雙線鐵路）；2.拱肋為鋼箱結(jié)構(gòu)，橋面系采用鋼縱橫梁與鋼筋混凝土橋面板的結(jié)合梁體系，吊桿采用鍍鋅平行鋼絲束；3.主拱肋開始3個節(jié)段采用浮吊安裝、支架滑移到位；其余節(jié)段采用“纜索吊機節(jié)段懸拼”施工。圖2-13成貴高鐵鴨池河特大橋特點

：1.

跨度436m,為已建世界最大跨度高鐵中承式空腹鋼桁-混凝土結(jié)合拱橋（設(shè)計速度250km/h，雙線鐵路）；2.拱肋采用鋼桁-混凝土結(jié)合結(jié)構(gòu)，拱上立柱為雙柱式RC框架墩，主梁為單箱三室PC梁結(jié)構(gòu)；3.采用纜索吊機“斜拉扣掛”法懸臂拼裝拱肋結(jié)構(gòu)，然后，拱肋外包段混凝土采用“吊掛支架法”施工。282.3各類型大跨度橋梁代表橋例

斜拉橋2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況表2-7中國高速鐵路大跨度斜拉橋代表橋例序號橋名梁型線路跨徑布置/m設(shè)計行車速度/km/h建成1武漢天興洲大橋鋼桁武廣高鐵98+196+504+196+9825020092鄭州黃河公鐵大橋鋼桁京廣高鐵120+5×168+12035020123西江特大橋(獨塔斜拉連續(xù)剛構(gòu)組合)混凝土箱梁廣珠城際100+2×210+10020020124黃岡長江大橋鋼桁武漢城際81+243+567+243+8120020145貴廣跨穗鹽路曲線斜拉橋鋼箱-混凝土混合梁貴廣高鐵32.6+175+175+32.630020146桂平郁江特大橋鋼桁南廣鐵路36+96+228+96+3625020147銅陵長江公鐵大橋鋼桁合福鐵路90+240+630+240+9035020158安慶鐵路長江大橋鋼桁寧安城際101.5+188.5+580+217.5+159.5+116200/25020159貴廣鐵路北江特大橋/思賢窖大橋鋼桁貴廣高鐵57.5+109.25+230+109.25+57.5300201810平潭海峽公鐵大橋三座通航孔橋鋼桁平潭鐵路132+196+532+196+132128+154+364+154+12880+140+336+140+80200201911滬通長江大橋鋼桁滬通鐵路140+462+1092+462+140200/250201912蕪湖長江公鐵大橋鋼桁商合杭鐵路98+238+588+224+84200/250202013贛江特大橋鋼箱-混凝土結(jié)合混合梁昌贛客專35+40+60+300+60+40+35350201914宜賓臨港長江大橋錯層鋼箱梁川南城際72.5+203+522+203+72.5350-29圖2-14武漢天興洲長江大橋特點：1.主跨504m，建成時為鐵路斜拉橋最大跨度；2.主橋首次采用三索面三主桁結(jié)構(gòu)；3.4線鐵路、6車道公路，旅客列車設(shè)計行車速度200km/h以上，按250km/h作動力仿真設(shè)計，公路設(shè)計行車速度80km/h。圖2-15滬通長江大橋特點：1.主跨1092m，建成后將成為世界跨度最大鐵路斜拉橋；2.三索面三主桁、主橋鐵路橋面首次采用全箱桁組合結(jié)構(gòu)；3.4線鐵路、6車道高速公路。滬通鐵路200km/h，通蘇嘉城鐵250km/h，錫通高速100km/h。2.3各類型大跨度橋梁代表橋例

斜拉橋2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況302.3各類型大跨度橋梁代表橋例

斜拉橋2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況RusskyBridge(1104m,2012)SutongBridge(1088m,2008)TataraBridge(890m,1999)HutongBridge(1092m,2019)TianxingzhouBridge(504m,2009)OresundBridge(490m,2000)圖2-16世界斜拉橋主跨跨徑的發(fā)展歷程312.3各類型大跨度橋梁代表橋例

懸索橋2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況序號橋名國家主跨/m建成年份車道設(shè)計加勁梁形式1布魯克林橋美國4861883原鋪設(shè)有軌電車4線，2車道汽車，1952年橋上軌道被拆除鋼桁梁2曼哈頓大橋美國4481909雙向4車道，下層雙向可轉(zhuǎn)換3車道、4條地鐵鋼桁梁3舊金山-奧克蘭海灣大橋美國7041936上層汽車通道，下層鐵路和載貨卡車通道，1960年后下層改為汽車通道鋼箱梁4大鳴門橋日本87619856車道公路，新干線標準雙線鐵路。加勁大鳴門梁式5下津井大橋日本94019874車道公路，雙線鐵路（160km/h）鋼桁梁6南備贊大橋日本110019884車道公路，雙線鐵路（160km/h）鋼桁梁7北備贊大橋日本99019884車道公路，雙線鐵路（160km/h）鋼桁梁84月25日橋葡萄牙101319666車道公路；雙線客車(1999年增加，60km/h)鋼桁梁8香港青馬大橋中國137719976車道公路，雙線輕載客運列車(140km/h)及汽車鋼箱加勁桁梁9麗香鐵路金沙江大橋中國660在建雙線鐵路(120km/h)加勁桁梁10五峰山長江大橋中國1092在建4線鐵路(250km/h)，8車道高速公路加勁桁梁11鵝公巖軌道專用橋中國600在建2線輕軌（As8型車），設(shè)計速度80km/h鋼箱加勁梁12墨西拿海峽大橋意大利3300完成設(shè)計雙線標準軌距鐵路、8車道公路多箱室加勁梁表2-8國內(nèi)外代表性鐵路懸索橋橋例(含普速、輕軌)322.3各類型大跨度橋梁代表橋例

懸索橋2

高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展概況圖2-17麗香鐵路金沙江特大橋特點：1.跨度布置（132+660+132）m，為三跨連續(xù)單跨懸吊鋼桁梁懸索結(jié)構(gòu)；2.設(shè)計時速120km/h，Ι級雙線鐵路，線間距5.0m；3.兩岸均采用隧道式錨碇，主纜采用預制平行鋼絲索股架設(shè)（PPWS），鋼梁采用纜索吊先主跨后邊跨對稱架設(shè)。圖2-18連淮揚鎮(zhèn)鐵路五峰山特大橋特點：1.五跨連續(xù)單跨懸吊鋼桁梁懸索結(jié)構(gòu)，跨徑布置為(84+84+1092+84+84)m；2.世界首座高速鐵路、高速公路懸索橋；上層為8車道高速公路，設(shè)計速度100km/h；下層為4線高速鐵路通道，設(shè)計速度每小時250km/h；3.主纜直徑達1.3m、世界首座采用板桁結(jié)合加勁梁的公鐵兩用懸索橋、首次采用軋制不銹鋼復合鋼板鐵路橋面新材料等；4.北錨碇沉井、南錨碇地下連續(xù)墻、4號主塔墩高低樁等施工難度極大。

33高速鐵路大跨度橋梁的特點34目錄3.1橋梁設(shè)計活載3.2橋梁剛度限值3.3動力特性3

高速鐵路大跨度橋梁的特點353.1橋梁設(shè)計活載

3

高速鐵路大跨度橋梁的特點（a）高速列車專用荷載N荷載（b）高速列車專用荷載P荷載圖3-1日本高速鐵路活載圖式（c）H標準荷載圖3-2歐洲UICLoadModel71荷載圖式圖3-3中國ZK活載圖式（a）普通荷載（b）特種荷載363.1橋梁設(shè)計活載

3

高速鐵路大跨度橋梁的特點ZK標準活載圖式ZK特種活載圖式圖3-4我國客運列車ZK活載圖式UIC0.8UIC0.7UIC0.6UIC373.1橋梁設(shè)計活載

3

高速鐵路大跨度橋梁的特點

由于各國國情和運輸模式的差異，高速荷載圖式的制定原則也有所區(qū)別，分別以國際鐵路聯(lián)盟與日本為代表。國際鐵路聯(lián)盟研究制定的LoadModel71荷載圖式涵蓋了集中牽引的旅客列車和重載貨車、高速動車組等6種運營列車，圖式適用范圍較廣。日本在橋梁的設(shè)計、建造方面多考慮經(jīng)濟性，因此對于高速鐵路，無論是2002年以前N、P荷載還是2004年以后的H荷載，都僅針對高速動車組列車制定。我國高速鐵路列車荷載圖式制定時，要求滿足高速動車組、輕型貨運列車和必要的施工運維荷載的安全運營，制定原則與UIC接近，圖式形式也與UIC的LoadModel71荷載基本一致。總體來說，我國高速鐵路設(shè)在適應(yīng)我國實際運輸形勢的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了與國際接軌。383.2橋梁剛度限值

3

高速鐵路大跨度橋梁的特點

高速列車在鐵路橋梁上運行時，列車與橋梁間的相互作用明顯，為減小橋梁動力響應(yīng)，保證列車運行的安全和平穩(wěn)性，橋梁應(yīng)具有足夠的剛度和適宜的自振頻率。

我國《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》(TB10621-2014)針對跨度96m及以下的混凝土橋梁梁部及墩臺剛度限值進行了明確規(guī)定。

我國《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(TB10091-2017)針對跨度168m及以下的單雙線桁梁和跨度40m及以下的板梁的剛度限值進行了明確規(guī)定。

我國《鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范》(TB10002-2017)針對跨度不大于168m鋼梁，跨度不大于128m混凝土梁及墩高不大于50m的橋梁，較之前的版本提出了比較完整的剛度限值指標。

對于跨度超過上述標準的大跨度橋梁，其剛度限值需通過與規(guī)范值對比、車-橋動力分析、實橋運營經(jīng)驗等綜合確定。393.2橋梁剛度限值

3

高速鐵路大跨度橋梁的特點

跨度超出規(guī)范標準的高速鐵路大跨度橋梁，由于對橋梁高平順性要求，剛度可能成為控制設(shè)計的標準。其剛度標準的制定，主要依據(jù)高速列車運行安全性和乘坐舒適性兩方面的評判標準，各國所采用的標準不盡相同。

列車運行安全性：列車在橋上是否發(fā)生脫軌?？刂茀?shù)：脫軌系數(shù)、輪重減載率及輪軌橫向水平力。

脫軌系數(shù)Q/P：輪軌間橫向水平力Q與垂直力P的比值*；

(Q/P)max≤0.8~1.0

輪對豎向減載率ΔP/P：一側(cè)車輪軸重的減載量ΔP和車輪左右側(cè)平均輪重P的比值。

ΔP/P≤0.6（一般不控制）

輪軌橫向水平力Q：Q≤80kN(高速鐵路軌道平順日常養(yǎng)護維修管理標準取用限值)

3.2.1列車運行安全性和乘坐舒適性*《鐵路車輛動力性能評定和試驗鑒定規(guī)范》（GB5599-85）、《鐵路機車動力性能試驗鑒定方法及評定標準》（TB/T2360-93）。403.2橋梁剛度限值

3

高速鐵路大跨度橋梁的特點

乘坐舒適度指標：斯佩林(Sperling)指標Wz、杰奈威(Janeway)指標J、限值加速度最大值標準3種指標。不同指標對確定剛度的敏感程度差別較大，故有待于進一步研究。

大跨度鋼筋混凝土橋：車體豎向加速度av≤0.125g；橫向加速度aH≤0.1g作為評定指標；大跨度鋼橋：

采用斯佩林指標時，對剛度變化極為敏感，對加速度影響不顯著。

Wzmax≤3.0

車體豎向、橫向加速度的最大值約在中、小跨度橋梁限值附近。

av≤0.13g；

aH≤0.1g3.2.1列車運行安全性和乘坐舒適性*《鐵路車輛動力性能評定和試驗鑒定規(guī)范》（GB5599-85）、《鐵路機車動力性能試驗鑒定方法及評定標準》（TB/T2360-93）。413.2橋梁剛度限值

3

高速鐵路大跨度橋梁的特點

3.2.2豎向剛度的限值鋼橋梁式橋fv≤L/800斜拉橋fv≤L/650混凝土橋fv≤L/1000表3-1大跨度橋梁豎向剛度限值表豎向剛度基本都采用“撓跨比”的形式。大跨度鋼橋和鋼筋混凝土橋豎向剛度限值建議按表3-1采用。橋型跨度L/m撓跨比(fv/L)設(shè)計活載實際列車預應(yīng)力混凝土斜拉橋2401/9801/2900鋼連續(xù)梁橋180~2641/11001/4800鋼斜拉橋4001/6901/2500表3-2幾種典型跨度在設(shè)計活載和中速列車下的撓跨比值注：表3-1限值在設(shè)計活載雙線加載下得到，實際高、中速列車荷載遠低于設(shè)計活載，撓跨比很小。423.2橋梁剛度限值

3

高速鐵路大跨度橋梁的特點

3.2.2豎向剛度的限值表3-3大跨度高速鐵路橋梁的豎向剛度和梁端轉(zhuǎn)角**陳良江，喬健.中國高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展與實踐[J].鐵道經(jīng)濟研究，2010（6）：46-50.433

高速鐵路大跨度橋梁的特點3.2橋梁剛度限值

3.2.2豎向剛度的限值表3-4斜拉橋設(shè)計的豎向剛度*國內(nèi)外鐵路斜拉橋(含公鐵兩用)的豎向剛度限值一般在1/400~1/800。大跨度橋因撓度變形曲線較和緩，屬于長波不平順，對列車運行影響較小，故撓跨比不宜成為主要關(guān)注的控制指標。實際上，影響行車安全和舒適的主要位于剛度突變區(qū)域，如梁端、主塔和橋墩等，需對局部范圍軌面變形進行限制。*陳良江，喬健.中國高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展與實踐[J].鐵道經(jīng)濟研究，2010（6）：46-50.443

高速鐵路大跨度橋梁的特點3.2橋梁剛度限值

3.2.2橫向剛度的限值橋梁橫向剛度是在工程實踐中提出的，其內(nèi)在機理比較復雜，故而各國在制定橫向剛度限值時，在理論研究的處理方法和尺度表征上都不完全一致，但大多數(shù)國家規(guī)范采用不同形式對橫向剛度做出了規(guī)定。我國目前采用橫向撓度與跨度的比值作為尺度，鋼橋仍建議取用桁寬與跨度的比值來表征。

我國《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》(TB10621-2014)對梁體橫向變形的限值規(guī)定：

在列車橫向搖擺力、離心力、風力和溫度的作用下，梁體的水平撓度應(yīng)小于或等于梁體計算跨度的1/4000。

無砟軌道橋梁相鄰梁端兩側(cè)的鋼軌支點橫向相對位移不應(yīng)大于1mm。

大跨度鋼橋仍采用主桁中心距B與跨度L的比值作為橫向剛度參考指標，跨度160~300m的梁式橋一般B/L≈1/12~1/18。對大跨度斜拉橋一般較難滿足，此時因通過車-橋動力響應(yīng)計算確定。453

高速鐵路大跨度橋梁的特點表3-5斜拉橋設(shè)計的橫向剛度**陳良江，喬健.中國高速鐵路大跨度橋梁發(fā)展與實踐[J].鐵道經(jīng)濟研究，2010（6）：46-50.注：橫向撓跨比對應(yīng)的荷載組合為列車橫向搖擺力+離心力+風力+溫度組合。

3.2橋梁剛度限值

3.2.2橫向剛度的限值463.3梁端變位及構(gòu)造

3

高速鐵路大跨度橋梁的特點圖3-5梁端轉(zhuǎn)動引起鋼軌支點上拔及改善方案示意圖**牛斌.中國高速鐵路橋梁綜述[C]//全國橋梁學術(shù)會議.2008.對采用無砟軌道的大跨度橋，受無砟軌道扣件調(diào)整量僅20mm的限制，為保證運營期間橋上無砟軌道平順性，無砟軌道橋梁的長期變形需嚴格控制，具體包括：

墩臺基礎(chǔ)工后沉降、預應(yīng)力混凝土梁在軌道鋪設(shè)后的殘余徐變上拱、梁端豎向轉(zhuǎn)動、日照引起的梁體撓曲等。

限制梁端豎向轉(zhuǎn)動的主要目的是：減小橋梁接縫附近扣件的附加上拔力和下壓力。473.3梁端變位及構(gòu)造

3

高速鐵路大跨度橋梁的特點圖3-6武漢天興洲長江大橋梁端伸縮構(gòu)造圖3-7南京大勝關(guān)長江大橋梁端伸縮構(gòu)造圖3-8兩類典型的梁端伸縮構(gòu)造三維示意圖為協(xié)調(diào)主橋和引橋梁端的不同變位，特別是主橋的縱向伸縮等復雜梁端位移，一般在大跨度橋梁端均需設(shè)置伸縮構(gòu)造，伸縮構(gòu)造的設(shè)計、施工對保證后期的列車運營、減少梁端養(yǎng)護維修工作量至關(guān)重要。48高速鐵路大跨度橋梁設(shè)計施工案例49目錄4.1南京大勝關(guān)長江大橋4.2滬通長江大橋4.3五峰山長江大橋4高速鐵路大跨度橋梁設(shè)計施工案例4.1南京大勝關(guān)長江大橋50大橋概述主要技術(shù)標準結(jié)構(gòu)設(shè)計主橋施工4.1南京大勝關(guān)長江大橋51大橋概述

南京大勝關(guān)長江大橋為京滬高鐵全線重點控制性工程，是京滬高速鐵路、滬漢蓉Ⅰ級鐵路干線、南京地鐵過江的通道，主橋主跨為2×336m連續(xù)鋼桁拱橋。通行6線鐵路，其中京滬高鐵設(shè)計車速為300km/h。首次采用Q420qE高強度橋梁鋼。它是世界上設(shè)計速度最快，跨度最大的鋼桁拱橋，于2011年建成通車，代表了中國當前橋梁建造的最高水平。52主要技術(shù)標準4.1南京大勝關(guān)長江大橋主要技術(shù)標準京滬高速鐵路滬漢蓉鐵路南京地鐵線路等級高速鐵路I級·客貨共線城市軌道交通正線數(shù)目雙線雙線雙線設(shè)計速度300km/h客運列車160~200km/h80km/h線間距5.0m4.6m主梁外側(cè)最大坡度12‰6‰—設(shè)計活載ZK活載中-活載B型車加載53結(jié)構(gòu)設(shè)計-總體布置大橋鋼梁全長1608m，由北向南的孔跨布置為：2聯(lián)（84+84）m連續(xù)鋼桁梁和（108+192+336+336+192+108）m六跨連續(xù)鋼桁拱。4.1南京大勝關(guān)長江大橋主拱兩側(cè)為平弦N形鋼桁梁，桁高16.0m，節(jié)間長12.0m，豎桿與線路的縱坡垂直。54兩個336m的主跨為鋼桁拱連續(xù)梁，拱矢高84m，矢跨比約1/4，拱頂桁高12m，從拱趾到拱頂總高96m。平弦與拱桁間設(shè)加勁弦及變高桁相連接。鐵路橋面設(shè)在平弦的下弦和拱桁的系桿上，離拱趾約28m高。三個主墩的兩側(cè)各60m范圍內(nèi)為4個15m節(jié)間，其余的節(jié)間長均為12m，豎桿呈豎直設(shè)置。4.1南京大勝關(guān)長江大橋12m16m56.8m84m結(jié)構(gòu)設(shè)計-總體布置55結(jié)構(gòu)設(shè)計-橫斷面布置大橋采用三片主桁，主桁間距為15m，桁寬2×15m。滬漢蓉鐵路在上游側(cè)，京滬高速鐵路在下游側(cè)，南京地鐵布置在主桁外挑臂上,懸臂長5.8m。4.1南京大勝關(guān)長江大橋56結(jié)構(gòu)設(shè)計-主桁大橋采用三片主桁，主桁采用焊接的整體節(jié)點,桿件間采用高強螺栓連接。

為適應(yīng)受力和節(jié)約鋼材,主桁桿件的寬度、高度分別做了2次和3次改變。

弦桿采用箱形和箱形帶4條加勁肋截面,拱肋下部受力最大的箱形弦桿增加到8根加勁肋。

桿力大的腹桿設(shè)計為箱形截面,

與節(jié)點板及節(jié)點內(nèi)的隔板四面對拼連接;桿力小的腹桿為H形截面,

插入節(jié)點板間連接。最長的單根豎桿24.2m,整根制造。4.1南京大勝關(guān)長江大橋57結(jié)構(gòu)設(shè)計-橋面系橋面采用正交異性鋼橋面板與主桁下弦結(jié)合、道碴槽板與整體鋼橋面結(jié)合的型式。鋼橋面板和下弦桿焊接形成板桁組合結(jié)構(gòu),橋面板直接與下弦桿共同受力。橋面板采用分塊制造安裝，面板為熔透焊接，其余均為高強度螺栓連接。

4.1南京大勝關(guān)長江大橋58結(jié)構(gòu)設(shè)計-吊桿

為抑制吊桿風致振動，采取以下3種措施：①吊桿截面摒棄傳統(tǒng)的H形截面，采用箱形截面，增加了截面剛度，提高了吊桿自振頻率；②從優(yōu)化吊桿的氣動外形著手，將箱形截面四邊倒角成八邊形截面，從而提高了渦激振動發(fā)生的風速；③設(shè)計預留阻尼器安裝位置，待成橋后實測頻率和阻尼，根據(jù)需要加裝阻尼器。最長吊桿長約52m，分3段制造，工地拼裝。4.1南京大勝關(guān)長江大橋59結(jié)構(gòu)設(shè)計-聯(lián)結(jié)系橫聯(lián)和平聯(lián)都采用剛度大、受力性能好的x形布置形式，橫聯(lián)桿件采用工形截面，尺寸為500mm×460mm、500mm×400mm，最大板厚20mm；平聯(lián)撐桿采用箱形截面，其余桿件采用箱形和工形截面。4.1南京大勝關(guān)長江大橋60結(jié)構(gòu)設(shè)計-材料該橋拱上弦A31～A43節(jié)點之間，拱下弦E20～S32、S42～S50節(jié)點之間桿件內(nèi)力超過40MN的受壓桿件及節(jié)點板采用新研制的Q420qE高強鋼材，重量約11000t；2×84m連續(xù)桁梁主桁桿件和鋼桁拱橋主桁一般桿件以及橋面系構(gòu)件采用Q370qE鋼材；聯(lián)結(jié)系桿件及輕軌縱梁、托架選用Q345qD鋼材。4.1南京大勝關(guān)長江大橋61結(jié)構(gòu)設(shè)計-主墩基礎(chǔ)主墩基礎(chǔ)采用46根Φ2.8m的鉆孔樁基礎(chǔ)，樁長112m。承臺平面尺寸為34×76m，厚度6.0m，頂面標高-7.0m。承臺施工圍堰平面尺寸為38×80m，高26.5m，總重約6200t。4.1南京大勝關(guān)長江大橋承臺平面尺寸為34×76m承臺頂面標高-7.0m，厚6.0m46根Φ2.8m的鉆孔樁，樁長112m62主橋施工-主墩基礎(chǔ)4.1南京大勝關(guān)長江大橋工程規(guī)模大，施工工期緊水深流急，水流變化頻繁上下游河床高差大地質(zhì)復雜，樁基嵌巖深主墩基礎(chǔ)施工特點主橋橋墩基礎(chǔ)施工方案：6#墩采用雙壁鋼套箱圍堰方案；7#、8#墩采用雙壁鋼吊箱圍堰方案。63主橋施工-主墩基礎(chǔ)4.1南京大勝關(guān)長江大橋常規(guī)施工方法：先建立鉆孔平臺，鉆孔樁施工完畢，拆除鉆孔平臺，安裝圍堰拼裝平臺，就地拼裝、下放圍堰進行承臺施工。本項目方法：將圍堰既作為鉆孔樁施工平臺，又作為承臺施工擋水結(jié)構(gòu)，采用整體制造、下水、浮運的方式可以達到快速施工的目的。圍堰岸上制造整體下水圍堰下放浮運至墩位插打定位樁，掛樁建立鉆孔平臺鉆孔樁施工圍堰封底、施工承臺精確定位基礎(chǔ)施工主要步驟64主橋施工-鋼梁架設(shè)4.1南京大勝關(guān)長江大橋鋼梁架設(shè)技術(shù)特點：鋼梁為三片主桁連續(xù)鋼桁拱結(jié)構(gòu),合龍技術(shù)要求高，線形控制難度大。橋面為正交異性板與下弦結(jié)合的整體橋面，橋面板安裝精度高，對位難度大。主墩鋼梁采用雙懸臂架設(shè)，雙主拱合龍技術(shù)。鋼梁安裝主墩支點反力達8000t/桁，支點布置與調(diào)整難度大。鋼梁剛度大，合龍點多，合龍點位移調(diào)整難度大。65主橋施工-鋼梁架設(shè)4.1南京大勝關(guān)長江大橋上述特點給鋼梁架設(shè)合龍帶來極大難度，提出較高的技術(shù)要求。主跨鋼梁安裝與合龍采用全新的方法：利用三層吊索塔架全伸臂架設(shè)6#、8#墩鋼梁至合龍口，采用墩旁托架與鋼梁固結(jié)、輔助三層水平索雙懸臂架設(shè)7#墩鋼梁至合龍口，采用以調(diào)整索力、鋼梁預先縱移為主要手段，取消常規(guī)頂落梁的方法，實現(xiàn)大跨度鋼桁拱安裝與合龍。66主橋施工-鋼梁架設(shè)4.1南京大勝關(guān)長江大橋主跨鋼梁架設(shè)步驟：1）安裝6、8#墩墩頂?shù)跛魉堋?）6、7、8#墩架梁吊機拼裝鋼梁至第8節(jié)間。3）6、8#墩掛設(shè)張拉第一層索，前索790t、后索760t。4）7#墩掛設(shè)張拉第一層水平索，張拉力1300t。后索760t前索790t1300t67主橋施工-鋼梁架設(shè)4.1南京大勝關(guān)長江大橋主跨鋼梁架設(shè)步驟：5）6#、8#墩拼裝至第11節(jié)間，掛設(shè)張拉第二層索，前索1160t、后索1200t。6）7#墩鋼梁拼裝至第10節(jié)間，掛設(shè)張拉第二層水平索，張拉力1320t。后索1200t前索1160t1320t68主橋施工-鋼梁架設(shè)4.1南京大勝關(guān)長江大橋主跨鋼梁架設(shè)步驟：7）7#墩拼裝至第12節(jié)間，安裝主拱合龍桿件，掛設(shè)張拉第三層水平索，張拉力1600t。8）6、8#墩拼裝至第13節(jié)間，掛設(shè)張拉第三層索，前索1450t、后索1500t。1600t前索1450t后索1500t69主橋施工-鋼梁架設(shè)4.1南京大勝關(guān)長江大橋主跨鋼梁架設(shè)步驟：9）第一層水平索補拉600t,第二層水平索補拉580t，第三層水平索補拉350t。補拉600t補拉580t補拉350t70主橋施工-鋼梁架設(shè)4.1南京大勝關(guān)長江大橋主跨合龍?zhí)攸c：主跨合龍采用雙懸臂、雙主拱合龍技術(shù)。懸臂跨度長，合龍端撓度、轉(zhuǎn)角大，合龍對位困難。合龍點多：合龍有6根弦桿、3根斜桿、3根系桿，共有12根合龍桿件。合龍時，7#墩與托架固結(jié)不動，6、8#墩支點反力達8000t/桁，合龍口位移調(diào)整手段受限。合龍精度要求高：鋼梁采用多點合龍，按照設(shè)計理論尺寸安裝合龍桿件，精度要求高。合龍前輔以吊索塔架進行鋼梁懸臂安裝，拱桁合龍后，吊索塔架參與主梁受力，體系復雜。合龍點影響因素多：受溫度、索力偏差、鋼梁安裝偏差、安裝荷載、鋼梁實際剛度系數(shù)等影響。調(diào)整時豎向、縱向位移相互影響，合龍時較難掌握。4.2滬通長江大橋71大橋概述主要技術(shù)標準結(jié)構(gòu)設(shè)計主橋施工72

滬通鐵路長江大橋是新建滬通鐵路控制性工程，集滬通鐵路、通蘇嘉城際鐵路和錫通高速公路于一體，主橋采用雙塔五跨鋼桁斜拉橋，主跨1092m。通行四線鐵路，六車道公路，其中滬通鐵路雙線，設(shè)計時速200km/h，雙線城際鐵路，設(shè)計時速250km/h。鋼桁梁主體結(jié)構(gòu)首次采用Q500qE高強度橋梁鋼。建成后將成為世界上跨度最大的公鐵兩用斜拉橋。4.2滬通長江大橋大橋概述73主要技術(shù)標準主要技術(shù)標準滬通鐵路通蘇嘉城際鐵路錫通高速公路線路等級I級鐵路客運專線高速公路正線數(shù)目雙線雙線6車道設(shè)計速度200km/h250km/h100km/h線間距4.6m4.6m3.75m最大坡度3‰3‰—設(shè)計活載中-活載ZK活載公路-Ⅰ級4.2滬通長江大橋74結(jié)構(gòu)設(shè)計-總體布置滬通長江大橋鋼梁全長2296m，主跨1092m，孔跨具體布置為：（140+462+1092+492+140）m五跨連續(xù)鋼桁梁。結(jié)構(gòu)體系為塔梁分離、塔墩固結(jié)形式，塔梁之間設(shè)置支座、縱向阻尼器和限位裝置。

大橋主塔橋面以上為倒Y形，橋面以下塔柱內(nèi)收為鉆石形，承臺以上塔高325m。斜拉索采用直徑7mm平行鋼絲，標準抗拉強度為2000MPa，三索面形式布置。主桁采用三主桁結(jié)構(gòu)，梁寬35m，高16m，節(jié)間長14m。4.2滬通長江大橋75結(jié)構(gòu)設(shè)計-主墩基礎(chǔ)

主墩采用矩形沉井基礎(chǔ)，沉井下段采用鋼沉井，上段采用混凝土沉井。28號墩沉井總高105m，鋼沉井高50m；29號墩沉井高115m，鋼沉井高56m。井身平面尺寸為86.9m×58.7m，四周倒圓角半徑為7.45m。

邊墩、輔助墩也采用沉井基礎(chǔ)，平面尺寸39.2m×26.8m，26、27號墩沉井高為80m，30、31號墩沉井高為84m。其中，26、31號墩鋼沉井高度32m，27、30號墩鋼沉井高度38m，其余部分為混凝土沉井。4.2滬通長江大橋76結(jié)構(gòu)設(shè)計-主塔

大橋主塔采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，塔身采用C60混凝土，塔座采用C50混凝土。橋面以上為倒Y形，橋面以下塔柱內(nèi)收為鉆石形。

上塔柱采用八邊形截面，中塔柱由上塔柱八邊形漸變至六邊形截面，下塔柱為單箱雙室的六邊形截面。承臺以上塔高325m。塔柱順橋向尺寸14～21m，上塔柱標準段橫橋向尺寸為14m～15m，中塔柱和下塔柱橫向尺寸為8.7m～16.7m。4.2滬通長江大橋77結(jié)構(gòu)設(shè)計-斜拉索大橋斜拉索采用直徑7mm平行鋼絲拉索，標準抗拉強為2000MPa，配合主梁三桁結(jié)構(gòu)，拉索采用三索面布置。全橋共布置拉索432根，其中最外側(cè)索傾角24°06’，最內(nèi)側(cè)索傾角72°01’，分別選用PESC7-253、265、283、301、337、367、409、421、439、451共10種規(guī)格，單根最大制造長度為576.193m，最大索重83.5t（含保護層）。4.2滬通長江大橋78結(jié)構(gòu)設(shè)計-斜拉索錨固

索梁錨固結(jié)構(gòu)采用錨拉板的結(jié)構(gòu)型式，斜拉索錨箱置于兩片錨拉板之間，錨拉板焊接于主桁弦桿頂面。

索塔錨固結(jié)構(gòu)采用鋼錨梁的結(jié)構(gòu)型式，拉索錨固在鋼錨梁兩側(cè)，拉索水平分力由鋼錨梁承擔，鋼錨梁與塔壁之間通過牛腿連接，傳遞拉索豎向分力。4.2滬通長江大橋79結(jié)構(gòu)設(shè)計-主梁材料主桁采用Q370qE、Q420qE及Q500qE三種規(guī)格的鋼材。合計：30個節(jié)間采用Q500qE鋼材，22個節(jié)間采用Q420qE鋼材，112個節(jié)間采用Q370qE。4.2滬通長江大橋鋼桁梁主體結(jié)構(gòu)首次采用了新研制的Q500qE控溫控軋高強度橋梁鋼，全橋用鋼13.95萬噸，其中Q500qE鋼3.16萬噸。采用Q500qE后，全橋用鋼量減少1.32萬噸，節(jié)約費用1.5億元。80結(jié)構(gòu)設(shè)計-主梁結(jié)構(gòu)及橋面系4.2滬通長江大橋主梁鋼廠制造無應(yīng)力跨度布置為：（140+462.217+1092.480+462.217+140）m，全長2296.914m，為五跨連續(xù)結(jié)構(gòu)，橫斷面采用三片主桁結(jié)構(gòu)，標準段主梁邊桁桁高為16.0m，中桁桁高16.308m，桁寬35m，桁式采用“N”形桁，節(jié)間距分為14m、14.006m、14.007m、14.008m四種。公路橋面采用正交異性整體鋼橋面板，鐵路橋面采用鋼箱整體橋面，公路橋面、鐵路橋面與主桁連接為一體，共同參與主桁受力。為解決輔助墩反力問題，邊跨252m范圍公路橋面采用帶有混凝土橋面板的結(jié)合截面。

81主橋施工-主墩基礎(chǔ)主橋橋墩沉井基礎(chǔ)施工方案：

滬通長江大橋28#（29#）墩鋼沉井高度50m（56m），船塢整體制造、整體浮運技術(shù)。4.2滬通長江大橋82主橋施工-主墩基礎(chǔ)本項目沉井施工方法：由于滬通橋為底部鋼沉井+上部混凝土沉井結(jié)構(gòu)，因此考慮實際施工條件、工期等問題，采用鋼沉井工廠制造、下水、浮運、定位、下沉，然后接高上部混凝土沉井的施工方案。從而達到快速施工的目的。鋼沉井制造整體下水下沉到位浮運至墩位鋼沉井下沉砼沉井接高沉井封底、施工承臺精確定位主橋沉井基礎(chǔ)施工主要步驟4.2滬通長江大橋83主橋施工-主塔滬通長江大橋主塔高325m（從承臺計），主塔混凝土澆筑難度大，擬采用液壓爬模施工方法結(jié)合高壓泵送混凝土施工工藝。分別從以下四方面進行了施工前研究：4.2滬通長江大橋泵送能力計算設(shè)備配置要求耐超高壓的管道系統(tǒng)布管合理性設(shè)備選型主塔澆筑節(jié)段劃分及泵管布置示意84主橋施工-鋼梁滬通長江大橋主橋鋼梁架設(shè)采用2節(jié)間整體全焊接節(jié)段、雙懸臂對稱架設(shè)，從主塔墩分別往跨中及邊墩方向架設(shè)，先邊跨合龍，后中跨合龍的方案。大節(jié)段箱桁組合鋼梁在運輸、提升、安裝等狀態(tài)下的受力模式各異，從而給鋼梁施工帶來了困難。4.2滬通長江大橋85主橋施工-斜拉索滬通長江大橋斜拉索采用塔端為張拉端，梁端為固定端——錨杯錨固在梁面鋼錨箱的形式，因此采用先塔、后梁的總體安裝方案分別將全橋斜拉索分為短索、中索及長索三種方式進行安裝。4.2滬通長江大橋長索塔端安裝示意圖橋面展開示意圖梁端安裝示意圖圖2-11滬通長江大橋超長索施工示意圖86主橋施工-技術(shù)難點超大型鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)沉井施工，28#（29#）墩沉井總高105m（115m），鋼沉井高50m（56m）；沉井身平面尺寸為86.9m×58.7m；超高（325m）混凝土橋塔施工，液壓爬模法結(jié)合高壓泵送混凝土施工工藝；兩節(jié)段鋼桁梁整體架設(shè)，兩節(jié)段最大重量達1700t，針對此鋼梁技術(shù)特點，研究了2000t級架梁吊機；超長超重斜拉索施工，單根最大制造長度為576.193m，最大索重83.5t（含保護層）。4.2滬通長江大橋4.3五峰山長江大橋87大橋概述主要技術(shù)標準結(jié)構(gòu)設(shè)計主橋施工主橋結(jié)構(gòu)技術(shù)特點88五峰山長江大橋按四線鐵路、八車道公路共通道建設(shè)。是江蘇南北中軸城際交通樞紐——連(云港)淮(安)揚(州)鎮(zhèn)(江)鐵路和京滬高速公路南延的關(guān)鍵節(jié)點工程。以其“跨度大(1092m)、速度高(250km/h)、荷載重(四線ZK)”，成為世界首座高速鐵路懸索橋，將鐵路懸索橋提升到了一個新的技術(shù)高度。4.3五峰山長江大橋大橋概述五峰山長江大橋89主要技術(shù)標準主要技術(shù)標準連鎮(zhèn)鐵路預留雙線鐵路京滬高速公路線路等級客運專線客運專線高速公路正線數(shù)目雙線雙線8車道設(shè)計速度250km/h200km/h100km/h線間距4.6m4.6m3.75m最大坡度3‰3‰3‰設(shè)計活載ZK活載ZK活載公路-Ⅰ級4.3五峰山長江大橋90結(jié)構(gòu)設(shè)計-總體布置滬通長江大橋鋼梁全長1428m，主跨1092m，孔跨具體布置為：（84+84+1092+84+84）m五跨連續(xù)鋼桁梁。每個主塔及橋墩處主桁下均設(shè)有豎向剛性支座，縱向為活動，在兩主塔處鋼梁底設(shè)縱向液壓阻尼器。

大橋主墩采用群樁基礎(chǔ)、埋置型承臺、門字形主塔。主纜直徑1.3m，矢跨比1/10。北側(cè)為沉井錨碇基礎(chǔ)，南側(cè)為地連墻錨碇基礎(chǔ)。主梁采用板桁結(jié)合鋼桁梁，梁寬46m，高16m，節(jié)間長14m。4.3五峰山長江大橋91結(jié)構(gòu)設(shè)計-主墩基礎(chǔ)

五峰山長江大橋主塔基礎(chǔ)采用群樁基礎(chǔ)（3號主塔70根，4號主塔67根，最大設(shè)計樁長115m、樁徑2.80m。設(shè)計樁底進入微風化凝灰熔巖超過20m。北岸Φ320鋼護筒最大設(shè)計入泥深度超過50m。4.3五峰山長江大橋3#北主塔墩樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖4#南主塔墩樁基礎(chǔ)布置圖92結(jié)構(gòu)設(shè)計-錨碇基礎(chǔ)

五峰山長江大橋北錨碇采用沉井基礎(chǔ)，沉井底部為8m高鋼殼混凝土結(jié)構(gòu)，上部為混凝土結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)長100.7m、寬72.1m、高56m。沉井采用矩形截面，標準壁厚2.0m，隔墻厚1.3m，中間共設(shè)置48個（10.2×10.9）m的矩形井孔。4.3五峰山長江大橋北錨碇基礎(chǔ)布置圖北錨碇結(jié)構(gòu)圖93結(jié)構(gòu)設(shè)計-錨碇基礎(chǔ)

五峰山長江大橋南錨碇基礎(chǔ)為外徑90m，壁厚1.5m的圓形地下連續(xù)墻基礎(chǔ)，設(shè)置環(huán)形鋼筋混凝土內(nèi)襯作為基坑開挖的支護結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)底面成臺階形布置，高程為-31.00m～-15.00m。4.3五峰山長江大橋南錨碇基礎(chǔ)布置圖南錨碇結(jié)構(gòu)圖94結(jié)構(gòu)設(shè)計-主塔五峰山長江大橋采用門字型主塔，南主塔塔高191m，北主塔塔高203m。橋塔采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。分別由上、中、下塔柱，上、下橫梁及塔頂鞍罩房等部分組成。

北主塔兩塔柱間的橫向中心間距，塔頂為43.0m。塔柱為箱型截面，橫橋向尺寸為9.0m。縱橋向尺寸從塔頂面11.0m變化到塔底15.974m。南主塔與北主塔基本一致。4.3五峰山長江大橋北主塔總體布置圖95結(jié)構(gòu)設(shè)計-主纜大橋主纜采用PPWS法施工。全橋共兩根主纜，每根主纜由352根通長索股組成。每根索股由127根φ5.5mm的高強鍍鋅鋼絲組成。緊纜后主纜成圓形，其索夾內(nèi)、外直徑分別為1284mm及1300mm。

在空纜狀態(tài)下，主纜跨中理論垂度為94.23m，垂跨比為1：11.623。在設(shè)計成橋狀態(tài)下，主纜跨中理論垂度為109.2m，垂跨比為1:10。4.3五峰山長江大橋96結(jié)構(gòu)設(shè)計-吊索

大橋吊索為順橋向雙吊索布置，雙吊索間設(shè)置減震架，吊索連接采用銷接；吊索采用PWS平行鋼絲束，外包雙層12mm厚PE防護層，錨頭采用鋅銅合金熱鑄錨；吊索均采用337φ5規(guī)格索，鋼絲標準抗拉強度不小于1860MPa；最大索長約120m。4.3五峰山長江大橋97結(jié)構(gòu)設(shè)計-主梁結(jié)構(gòu)及橋面系

主梁為板桁結(jié)合鋼桁梁，華倫式桁架，兩片主桁間距30m，桁高16m，節(jié)間長度14m。主梁橫斷面采用帶副桁的直主桁形式。上、下弦桿設(shè)計時均考慮板桁共同作用，上、下弦桿均采用箱形截面。主桁腹桿采用箱形截面或H形截面。主桁采用焊接整體節(jié)點，節(jié)點外拼接。吊索兩吊點間距43m，吊點由外側(cè)的縱梁延伸形成。4.3五峰山長江大橋公路橋面采用正交異性整體鋼橋面板，板厚16mm；鐵路橋面采用縱橫梁體系的正交異性橋面板結(jié)構(gòu)，每隔14m設(shè)置一道橫梁，橫梁采用Π型截面。98主橋施工-主墩基礎(chǔ)

3號及4號墩是主橋的兩個主墩，均靠近河岸，承臺均為于通航水位以下。根據(jù)河床標高的實際情況，基礎(chǔ)均采用先平臺后雙壁鋼套箱圍堰的方法施工。4號墩邊坡較陡，在施工之前，考慮設(shè)置雙排樁對岸坡進行防護。

主橋1、2號墩位于北岸陸地，5、6號墩位于南岸陸地。2號輔助墩基礎(chǔ)施工靠近大堤，施工前需施工單排防護樁對大堤進行防護。輔助墩和邊墩基礎(chǔ)采用陸地法鉆孔樁施工。4.3五峰山長江大橋99主橋施工-錨碇基礎(chǔ)

北岸錨碇采用沉井基礎(chǔ)，采用陸地沉井施工方法進行施工。沉井底節(jié)為鋼殼混凝土結(jié)構(gòu)，上部其余節(jié)段為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。沉井施工擬采用4部塔吊進行輔助。根據(jù)地質(zhì)資料對沉井下沉系數(shù)進行計算，下沉系數(shù)滿足要求，沉井下沉過程不需進行降水。南岸錨碇基礎(chǔ)采用地下連續(xù)墻支護的明挖基礎(chǔ)形式。地下連墻擬采用4部塔吊輔助施工。4.3五峰山長江大橋南錨碇地下連續(xù)墻基礎(chǔ)施工現(xiàn)場北錨碇沉井基礎(chǔ)施工現(xiàn)場100主橋施工-主塔

根據(jù)大橋主塔的結(jié)構(gòu)特點，對塔柱進行分節(jié)段施工，塔柱標準節(jié)段長6m。塔柱采用爬模體系進行節(jié)段澆筑施工。

隨著塔柱施工高度的增加，在已經(jīng)澆筑的塔柱之間，每隔一定距離設(shè)置橫撐，以保證主塔線形和塔底受力安全。主塔下橫梁和上橫梁不與塔柱同步施工，采用落地支架澆筑。主塔底座澆筑現(xiàn)場4.3五峰山長江大橋主塔澆筑動畫模擬101主橋施工-主纜直徑1.3m的主纜為世界上直徑最大的主纜。施工時安裝三跨連續(xù)式貓道作為主纜架設(shè)施工走道，采用門架小循環(huán)式牽引系統(tǒng)，逐根架設(shè)主纜索股。4.3五峰山長江大橋主纜索股架設(shè)方案102主橋施工-吊索及加勁梁

全橋加勁梁均采用在工廠制造，現(xiàn)場整節(jié)段吊裝的方式進行安裝。兩邊跨加勁梁采用大噸位浮吊吊裝。中跨加勁梁采用4臺纜載吊機自跨中向塔側(cè)對稱架設(shè)。4.3五峰山長江大橋

主纜架設(shè)完成后，安裝吊索。中跨鋼梁節(jié)段（攜帶二恒）通過纜吊起吊后與吊索進行連接，節(jié)段間進行臨時連接，兩岸逐節(jié)段對稱自跨中向邊跨進行架設(shè)，最終在中跨靠近主塔位置進行合龍。103主橋結(jié)構(gòu)技術(shù)特點4.3五峰山長江大橋首次采用直徑1.3m平行鋼絲主纜，配套1.3m直徑緊纜機與纏絲機；加勁梁在同類橋中首次采用板桁結(jié)合結(jié)構(gòu)；加勁梁制造中采用了單面焊雙面成形焊縫100%全融透U肋焊接最新技術(shù)；鐵路橋面板首次采用軋制不銹鋼復合鋼板新材料。北錨碇沉井基礎(chǔ)長100.7m、寬72.1m、高56m，為目前世界上最大的陸地沉井；南錨碇采用擴大基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)形式為90m大直徑不等深、一體地連墻結(jié)構(gòu)，最大開挖深度50m，結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工難度大；南塔基礎(chǔ)采用高低樁（長短樁）基礎(chǔ)，鉆孔樁長度50m~128m不等，孔徑2.8m，且?guī)r面傾斜，設(shè)計與施工復雜。104高速鐵路大跨度橋梁關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新105目錄5.1新材料5.2新結(jié)構(gòu)5.3新工藝5.4新設(shè)備5

高速鐵路大跨度橋梁關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新1065

高速鐵路大跨度橋梁關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新5.1新材料5.1.1500MPa級高性能鋼研發(fā)與工程應(yīng)用橋名武漢橋南京橋九江橋蕪湖橋大勝關(guān)橋滬通橋圖片主跨（m）1281602163123361092運營荷載2鐵4公2鐵4公2鐵4公2鐵4公4鐵2軌4鐵6公通車日期1957.101968.121996.092000.092011.01建設(shè)中鋼材(萬t)2.146.655.689.6020.1228.52鋼材種類A3q16Mnq15MnVN14MnNbQ420qQ500q表5-1鐵路橋梁鋼發(fā)展歷程1075

高速鐵路大跨度橋梁關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新5.1.1500MPa級高性能鋼研發(fā)與工程應(yīng)用母材基本性能軸向拉伸性能是鋼材最基本的力學性能指標，此外，在鋼梁的施工和運營過程中，不可避免要承受厚度方向的應(yīng)力，有必要對Q500qE鋼的Z向（厚度方向）拉伸性能展開研究。分別進行了軸向拉伸和Z向拉伸試驗，共完成了57個試樣的試驗。Q500qE鋼在強度提高的同時，具備良好的塑性；具有一定的應(yīng)力循環(huán)硬化性能；Z向性能滿足規(guī)范（《厚度方向性能鋼板》（GB5313））Z25級及以上要求，Q500qE鋼的軸向性能和Z向拉伸性能，能夠滿足鐵路鋼橋的安全性要求。(1)拉伸性能圖5-1不同屈強比標準試樣拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線1085

高速鐵路大跨度橋梁關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新5.1.1500MPa級高性能鋼研發(fā)與工程應(yīng)用母材基本性能低溫時鋼材抵抗沖擊的韌性會變差，易發(fā)生脆性斷裂。依據(jù)國標試驗方法*，選取板厚32、44和60mm的Q500qE母材及40+40mm