桥梁加载模式是铁路桥梁设计的基础,也是最重要的计算参数之一。铁路桥梁设计列车荷载是一种包络荷载,应满足运输能力的需要,满足机车车辆发展的需要,并保证承重结构具有一定的可靠度,确保运输安全。
当前我国已经针对高铁、城际、客运和货运四种不同铁路运输形式,颁布了铁路列车相应的荷载图式规范,可以涵盖中小跨度常规设计计算分析的需要。但对于千米级大跨度铁路悬索桥,因其主跨超过现有最长动车组编组长度,同时又会承载多线铁路和多车道高速公路,因此需要对列车荷载加载长度取值、多线铁路列车荷载折减系数和公铁荷载组合系数取值等问题进行细化研究,制定补充标准,指导工程设计。
大跨度铁路悬索桥的设计荷载模式研究主要包括以下三个方面:
(1)在传统桥梁设计中,一般不考虑加载长度的问题,因为对于中小跨度桥梁,一列车编组长度均超过桥梁跨度,可采用无限长的加载长度进行设计。但是对于桥梁主跨长度显著大于列车编组长度的情况,仍采用无限长加载可能会导致结构受力失真、尺寸过大从而增加桥梁的投资,因此有必要对这种情况下的桥梁加载长度进行研究。通过系统分析列车荷载加载长度对于千米跨度悬索桥关键性能指标的影响研究,提出不同运营条件下列车荷载加载长度的取值建议。(www.daowen.com)
(2)我国现行《高速铁路设计规范》(TB 10621—2014)等标准参考国际铁路联盟的相关条文,对多线铁路列车荷载强度设计制定了荷载折减系数取值规定。随着列车运营速度的提高和桥梁跨度的显著增大,多线列车在桥上的相遇概率也会发生变化。因此应从多线铁路运营荷载相遇概率的角度,系统分析吊索索力、主缆拉力、主塔和主梁内力的变化规律,对千米跨度悬索桥的多线列车荷载折减系数进行研究,提出两线、三线、四线列车荷载折减系数取值建议。
(3)对于公铁两用桥梁同时考虑两种荷载组合时,一般将公路荷载按75%进行折减后与铁路荷载进行组合。但是随着过江通道汽车流量的显著增长,该规定对于承载多线铁路和多车道高速公路的千米级大跨度桥梁是否适用,需要展开相关研究。应从公铁运营荷载相遇概率的角度,系统分析吊索索力、主缆拉力、主塔和主梁内力的变化规律,对千米级大跨度悬索桥的公铁列车荷载折减系数进行研究,提出公铁列车荷载组合系数取值建议。
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