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勇攀高速铁路桥梁设计的顶峰 京沪高铁长江、黄河特大桥勘测设计回眸
作者:xxhxgk    发布于:2012-05-07 11:39:25    文字:【】【】【
摘要:勇攀高速铁路桥梁设计的顶峰 京沪高铁长江、黄河特大桥勘测设计回眸

在全线五大站场枢纽等重点工程中,中铁大桥勘测设计院有限公司(简称中铁大桥院)承担了跨越长江和黄河的控制性工程——南京大胜关长江大桥、济南黄河大桥的勘测设计工作。作为京沪高铁“咽喉”工程的南京大胜关长江大桥创下了体量大、跨度大、荷载大、速度高的4项世界第一:主跨336米,双跨连拱为世界同类桥梁最大跨度;设计荷载为6线轨道交通,是目前世界上设计荷载最大的首座6线高速铁路大桥;列车设计通过时速300千米,达到高速铁路大跨度桥梁世界领先水平。“把脉”大胜关

  早在1993年,中铁大桥院就围绕南京铁路枢纽展开了京沪高铁越江工程可行性研究,分别对大胜关、上元门以及南京长江大桥改造等3个桥位方案进行了研究比选。得到在大胜关建桥的通知后,中铁大桥院随即全面展开了建桥条件方面的专题研究及技术论证,主要包括河势演变分析、防洪影响论证、河工模型试验、桥址区域地震安全性评价、大桥通航净空尺度和技术要求论证、船舶航行数学模型分析研究等。因为有之前十多年预研的资料积累与技术储备,在仅半年的时间内,中铁大桥院即完成了通常需要两年才能完成的前期研究工作与行政许可的报批工作。

  自主的力量

  南京大胜关长江大桥规划建设之初,其桥位下游1.55千米处的南京长江三桥已经开工建设,其桥型采用了主跨648米的大跨度斜拉桥,造型纤细挺拔。考虑到大胜关长江大桥的船舶通行、高速列车运行的要求,设计者创造性地提出了优美流畅的双联钢桁拱桥方案,与纤细挺拔的南京长江三桥斜拉桥相得益彰,实现了桥型与桥梁使用功能的完美融合。

  定下桥型,进入建设阶段,中铁大桥院的设计人员没有可以借鉴的经验,很多技术环节需要自主攻关。譬如,这座高速铁路桥梁的最大构件设计承载力超过芜湖长江大桥的2倍,需要采用高性能等级的钢材。方秦汉院士亲自呼吁并推动了高强厚板Q420qE结构钢的研发工作,在芜湖长江大桥研发Q370qE桥梁结构钢的基础上,设计人员采用高强厚板控温、控扎的技术路线,成功地研制出了具有高韧性和良好焊接性能的厚板Q420qE桥梁结构钢。

  设计人员利用两条铁路线的间距设置第三主桁(中间主桁),形成3片主桁结构共同承受竖向荷载,解决了多线铁路横竖向刚度与横向构件受力方面的难题。针对钢桁拱桥的长吊杆,设计人员结合抗风科研专题研究成果,创造性地采用了八边形截面吊杆,这样的设计使大胜关长江大桥吊杆能抵抗10级台风,解决了吊杆的风致振动难题。

  双联拱结构、整体桥面、三主桁,高性能结构钢……这些都是以高宗余、易伦雄为代表的中铁大桥院设计者结合高速铁路技术要求与钢桁拱桥结构特点进行自主创新的成果。可以说,南京大胜关长江大桥的设计集中了中铁大桥院近20年高速铁路桥梁的研究成果,凝聚了中铁大桥院几代人的心血,是中铁大桥院集体智慧的结晶,也引领了我国高速铁路大跨度桥梁的建设与发展。

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