客运专线梁场规划设计毕业设计

客运专线梁场规划设计毕业设计内容摘要：

200 座以上。 其中，预应力混凝土连续梁桥的最大跨度为 128 m，预应力混凝土刚构桥的最大跨度为 180 m，钢桥的最大跨度为 504 m。 桥梁刚度大，整体性好。 为了保证列车高速、舒适、安全行驶，高速铁路桥梁必须具有足够大的竖向和横向刚度以及良好的整体性，以防止桥梁出现较大挠度和振幅。 同时，还必须严格控制由混凝土产生的徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形，以保证轨道的高平顺性。 限制纵向力作用下结构产生的位移。 避免桥上无缝线路出现过大的附加力。 由 于桥梁结构的温度变化、列车制动、桥梁挠曲会使桥梁在纵向产生一定的位移，引起桥上无缝线路钢轨产生附加应力，过大的附加应力会导致桥上无缝线路失稳，影响行车安全。 因此，要求桥梁墩、台具有足够的纵向刚度，以尽量减少钢轨附加应力和梁轨间的相对位移。 改善结构的耐久性，便于检查和维修。 高速铁路是极其重要的交通运输设施，桥梁 7 结构物应尽量做到少维修或免维修，因此，设计时需要将改善结构物的耐久性作为设计原则，统一考虑合理的结构布局和构造细节，并在施工中加以严格控制，保证质量。 另一方面，高速铁路运营繁忙，列车速度高，维修时间 都放在夜间 “天窗 ”时间进行，一般为 4h，因此桥梁结构构造应易于检查和维修。 高速铁路桥梁通常宜采用小跨。 但由于跨越大江、大河和深谷的需要，高速铁路大跨度桥梁的修建也不可避免，而我国高速铁路大跨度桥上速度目标值与其他路段保持一致，这也增加了大跨度桥梁的设计建造难度。 主要设计建造技术包括：采用更高强度等级钢材、应用新型空间结构、研制大跨重载桥梁专用装置、采用深水基础施工新工艺等。 无缝线路桥梁设计建造技术 桥上无缝线路钢轨受力与路基上钢轨受力不同，桥梁自身变形和位移将使桥上钢轨承受额外的附加应力。 为了保证桥上行车安全，设计应考虑梁轨共同作用引起的钢轨附加力，并采取措施将其限制在安全范围内。 钢轨附加应力包括制动力、伸缩力和挠曲力。 经过多年的专题研究，目前我国系统建立了无缝线路梁一轨作用的力学模型，通过相应的模型试验和实桥测试验证了分析模型和理论的可靠性，制定了相应的技术控制指标。 “车 —线 —桥 ”动力响应仿真技术 为保证列车高速、舒适、安全行驶，高速铁路桥梁必须具有足够大的刚度和良好的整体性，以防止桥梁出现较大挠度和振幅。 我国从 20 世纪 80 年代初就开始进行 “车 —线 —桥 ”动力相互作用理论和应用研究，建立 和发展了多种分析模型，制定了相应的评定标准。 在铁道部组织的桥梁动力性能综合试验中，试验车创造了 300 km／ h 以上的速度纪录，验证了我国 “车 —线 —桥 ”动力仿真分析方法的有效性和评定标准的可信性。 通过多年科研攻关和工程实践，基本掌握了高速铁路 “车 —线 —桥 ”动力响应作用机理。 无砟轨道桥梁设计建造技术 在无砟轨道桥梁设计中追求构造简洁、美观，力求标准化、便于施工架设和养护维修，确保其足够的耐久性和良好的动力性能，关键在于解决梁体的刚度和变形控制技术。 通过对梁体的竖向挠度、水平挠度、扭转角、竖向自振频率等主要技 术参数的研究，以及对预应力混凝土梁徐变上拱的控制研究，使桥梁结构能够满足无砟轨道铺设条件。 目前我国已基本掌握了高速铁路无砟轨道桥梁的设计建造技术。 车站桥梁设计建造技术 集铁路、地铁、地面交通为一体的大型综合交通客站从桥梁角度来说有两种类型，为房内设桥和桥上设房。 北京南站、上海虹桥站采用房内设桥方式要综合考虑各种因素，重点解决温度应力缝设置、结构综合受力分析以及合理控制工程量等问题；新武汉站、新广州站采用桥上设房方式，桥梁承载了巨大的站房荷载，且多以集中荷载的方式作用 8 于桥上，桥梁结构设计极其复杂，其关键是 要上下结合巧妙布置，使站房的力尽快传于桥墩上，并合理控制桥梁桥墩变形对站房结构的影响。 高架长桥快速施工技术 正在建设的高速铁路桥梁长度占线路长度的比例远远大于普通铁路，并出现了一些长度大于 l0 km、甚至达到上百千米的特长高架桥。 标准跨度简支梁一般采用在沿线现场预制梁厂集中预制，并以配套运架设备逐孔架设的施工方法，特殊跨度的连续梁采用原位浇筑的施工方法。 通过工程实践，形成了一系列成熟的标准梁制、运、架工艺及相应装备，高质量、高速度地实现了特长桥梁的建造。 900t 级整孔简支梁制造运输架设技术 为解决 32 m整孔预制箱梁的运架施工问题，国内自主研制了多种形式的 450 t 级提梁机、 900 t 级架桥机， 900 t 级运梁车、 900 t 级移动模架造桥机等，从建场、制梁、移运、架设等方面摸索出整套制梁技术，具有较好的施工效率、安全性与可靠性。 桥梁基础沉降控制技术 在地层为软土、松软土地段，沉降是桥梁基础设计的主控因素，对工程投资影响巨大。 通过对大量实测数据进行沉降曲线与沉降趋势的分析比较，提出桥梁群桩基础沉降计算采用 “剪切变形传递法 ”及 “分层总合法 ”；桥梁明挖基础及涵洞基底不处理基础沉降计算采用 “规范法 ”（分层 总和法）；基底为换填或旋喷桩处理的涵洞基础沉降计算则采用 “复合模量法 ”（ EC 法）与 “分层总和法 ”相结合的方法。 目前，我国基本掌握了高速铁路桥梁基础沉降控制技术。 此外还有高速铁路桥梁支座应用技术、高性能混凝土材料应用技术、岔区桥梁结构设计建造技术等，这些关键技术，在我国的高速铁路桥梁建设中，发挥了重要的作用。 合理规划设置客运专线制梁场 国外高速铁路和国内各客运专线箱梁预制场建设经验表明 ,箱梁预制场投入设备多、建设周期长、建设出移动模架在混凝土浇筑过程中各观测点的实际变形数据。 经观测 ,底模跨中 最大变形在 50～ 55 mm 之间。 梁体浇筑后在梁体布置观测点进行徐变观测 ,通过对已完工现浇梁的连续观测 ,浇筑后的累计徐变上拱值基本在 15～ 18mm 之间。 综合以上数据 ,对预拱度进行调整 ,使得设置的预拱度满足设计要求 ,梁体的线形与设计吻合。 目前 ,经对已完工现浇梁的观测结果显示 ,移动模架的变形稳定 ,设置的预拱度符合要求 ,梁体线形控制良好。 铁路客运专线使用的预应力混凝土双线整孔简支箱梁 ,断面开阔、重量大、验收标准严、质量要求高、预制难度大 ,不能采用“工厂预制 ,铁路运输 ,工地架设 ”这一 传统方法施工 ,只能在施工现场选址设置临时预制场预制箱梁 ,然后通过专用运架设备完 9 成箱梁架设。 施工注意事项 移动模架结构复杂 ,构件繁多 ,以往应用较少 ,施工前应该仔细查阅相关资料 ,掌握模架结构和工作原理 ,这样才能在模架的拼装、过孔等施工过程中不走弯路。 移动模架作为现浇梁浇筑过程中的支承结构 ,其变形特点直接影响梁体的质量和线形 ,施工前必须通过堆载预压试验得出模架的变形数据 ,设置合理的预拱度 ,保证梁体线形满足设计要求。 因各种施工因素的影响 ,堆载预压得出的预拱度可能与实际变形存在一 定差异 ,需要在施工过程中通过对移动模架实际变形情况和梁体徐变的观测进行逐步的调整 ,确保梁体线形与设计吻合。 现浇箱梁混凝土方量大 ,浇筑速度快 ,混凝土浇筑过程的组织得当与否直接影响箱梁的质量。 混凝土浇筑前要认真组织 ,确定合理的混凝土浇筑顺序 ,确保人员充足 ,责任明确 ,机具和设备完好 ,同时做好应对各种突发情况 （ 如停电、设备故障等 ） 的应急预案。 预应力施工过程至关重要 ,必须待张拉条件达到后按设计顺序分阶段进行 ,确保张拉压浆质量。 现浇梁施工各种预埋件繁多 ， 施工前仔细分析相关图纸 ,做好台账 ,施工过程中仔细检查 ,避免出现漏埋、错埋的现象。 本文研究内容 本文通过吸取和借鉴各类大型高速铁路施工项目中的经验，通过实例对梁场规划及布置方法具体进行介绍，并对梁场临时结构的选择进行了说明， 对于 梁场布置方案进行举例， 横移台车， 轮架式搬梁机等适用范围进行具体介绍。 第 3 章为梁 场具体设计内容及相关计算。 10 第 2章 梁场规划设计 梁场建设规划设计的总原则 工程概况 设计最高运行速度 350km/h，线路情况：双线、直、曲线，最小曲线半径为 7000m，正线线间距为。 施工方法 ：工地集中预制、架桥机架设施工。 截面型式：单箱单室等高度简支箱梁，梁端顶板、底板及腹板局部向内加厚。 桥梁长 ，计算跨度为。 梁场设计的原则 制梁场规划设计原则应本着安全适用、技术先进经济合理、环保的原则 ,统筹规划设计 ,以达到“制梁速度快 ,质量高和建场费用低 ”的目的。 生产区和生活区相互分开 ,但又有机联系。 生产区按工艺流程分区划块 ,结构紧凑 ,尽量减少中间环节作业量。 充分保证安全生产。 注意人流、货流的分离。 箱梁预制是客运专线建设的重要内容 ,而梁场具有建设投资大 （ 最少 8 000 10 ～ 10 000 10 元 ） 、周期短 （ 一般不超过 5 个月 ） ,制梁要求高 ,运行寿命短等特点 ,因此梁场建设成为客运专线建设最大、最重要的临时工程 ,是广大施工技术人员普遍关心和重点研究的内容。 梁场建设包括 3 个重要内容 :梁场规模及选址。 梁场的平面布置 ,即各种制梁设施 （ 设备 ） 数量的确定及其在梁场内的布置形式。 设备配套 ,即各种制梁设备的选配。 梁场规模及选址 梁场规模及位置合理与否直接影响施工的工期及经济性 ,其选择主要根据铺架计划而定 ,同时要考虑交通状况、材料来源、 地形地貌、地质条件等因素。 本着“因地制宜、节省费用、确保安全、质量 ”的原则 ,统筹规划。 运距与架梁速度的关系 架梁作业包括过孔 （ 1 h） 、拖梁 （ 2 h） 、落梁就位 （ 1 h） 、支座安装及砂浆锚固 （ 1. 5～ 2 h） ,一个架梁周期 6 h。 运梁作业包括装梁 （ 1 h） 、运梁走行 （ 按运距及重车运行速度计算时间 ） 、喂梁 （ 1. 5 h） 、空车返回 （ 按运距及空车运行速度计算时间 ）。 11 目前有两种车速 （ 重车速度 /空车速度分别为 2. 5 与 5 km /h 和 4 与 8 km /h）。 若一个 梁场配一套运架设备 （ 即一台架桥机、一台运梁车 ） ,按每天 24 h 运架作业推算 ,运距与架梁速度的关系如图 1 所示。 从图 1 可以看出 ,车速为 2. 5 及 5 km /h 和 4 与 8 km /h 的运梁车在运距分别小于 5. 8 km和 9. 3 km时 ,其运架梁速度由架桥机控制 ,运架速度均为 4 榀 /天。 运距分别大于 5. 8 km和 9. 3 km时 ,其运架梁速度由运梁车控制。 运距分别 35 km 和 55 km 时 ,其运架速度均小于 1 榀 /天。 合理运架梁半径的确定 梁场一般 设置在桥群集中路段的中心位置 ,向两个方向供梁 ,双向运距基本相等 ,该运距称为运架梁半径。 以上仅从理论上推算出运距与架梁速度的关系 ,但对于某个特定的梁场 ,合理运架梁半径的确定至少应该考虑以下 3 个因素。 1） 从施工工期上考虑 ,无砟轨道施工要求运架梁半径不可太大。 无砟轨道的施工必须在架梁完成以后进行 ,而无砟轨道的施工精度要求高 ,时间长 ,因此合理的运架梁半径不可太大 ,否则将严重影响无砟轨道的施工。 正确的做法是根据总施工工期的安排确定合理的运架梁半径 ,一般按一个梁场配一套运架设备 ,以运架梁半径 10～ 15 km 较为合理。 2） 从梁场经济性上考虑 ,箱梁预制数量不能太少 ,由于建设一个梁场总投入很大 ,因此制梁数量不能太少 ,运行时间不能太短 ,否则就不经济。 梁场规模决定于梁场每天的产能 ,产能越大 ,梁场的规模就越大 ,建场费用就越高 ,从经济性角度考虑 ,就要求制梁的数量越多。 据分析 ,每天产能为 1 榀的梁场 ,经济制梁数量一般要多于 300 榀。 每天的产能为 2榀的梁场 ,经济制梁数量一般要多于 600榀 ,相当于每个制梁台座最少预制 60 榀箱梁。 3） 从运梁车通过性上考虑 ,应顾及隧道及特殊 桥梁对运梁的影响因素。 正常情况下 ,运梁车装载一榀箱梁是不能通过隧道及提篮拱等特殊桥梁 ,通常的做法是将超宽的箱梁 12 翼缘板后浇 ,但这也势必增加工程费用。 因此 ,若要避免这种情况的发生 ,也必将影响合理运架梁半径的确定。 梁场选址应遵守的原则 （ 1） 尽量选择在地形平坦 ,地质条件较好的地点设梁场 ,以减少梁场土石方和运梁便道工程量 ,减少制、存梁台座及提梁机轨道基础处理的工程量。 （ 2） 应在交通方便、水源充足、电力可靠、通信良好区域设梁场。 （ 3） 在征地拆迁少 ,复垦量少 ,最好是永临结合的区域 设梁场。 （ 4） 一般选择在桥群重心或两端附近设梁场。 （ 5） 考虑箱梁装车方式的影响因素 ,提梁上桥装车运梁方式必须配置两台 450 t 提梁机 ,设备投资大。 但在遇到特大桥的情况下 ,可使梁场位置更合理。 梁场装车爬坡上桥运梁方式可利用台后路基上桥 ,运梁的安全性高、成本低 ,但运距大。 究竟选择哪种方式应根据工程的实际情况而定 ,但在两种均可的情况下应优先考虑爬坡上桥运梁方式。 （ 6） 考虑沿线控制工程的影响因素 ,必须确保。