日本的铁路悬索桥由于列车重量轻、运营速度相对较低、加劲梁为简支结构,如主跨876 m的大鸣门桥就是三跨两铰的悬索桥,因此其刚度特别是横向刚度较小,挠跨比较大。我国的公路悬索桥常常根据需要设计为单跨简支钢箱梁结构,因而其横向刚度规定得也较小。这些都不能用作我国大跨度铁路悬索桥的依据。
我国铁路悬索桥考虑到我国列车荷载集度、加载长度及运营速度不同,同时车型及运营平稳性规范要求严苛,与国外存在较大差别,因此其横向刚度建议标准定得适当高一些。横风作用下的加劲梁横向位移(实际反映的是横向风力)与风速的平方基本成正比关系,一般的地形地表特点桥面设计基准风速为40 m/s左右(如五峰山长江大桥),而与车辆荷载组合的有车风桥面风速一般取25 m/s(相当于10级大风),建议刚度标准里的两个横向刚度挠跨比基本反映了这一风速关系。
列车运营速度不同,所需要的平稳性不同,因此从科学角度考虑,刚度标准的确定与列车运营速度密切相关。按照前述铁路运营速度需要满足的最小平、竖曲线半径等条件要求,推算和提出适合我国高速铁路悬索桥建议刚度的初步标准,见表4-6。由此拟定结构尺寸进行细节设计,然后通过相关车桥耦合振动分析与轨道几何形位分析计算,校核其铁路行车的安全性与舒适性是否满足要求,进行交互设计。将来待取得一定的运营经验后,可进行适当调整,再提升为正式标准,指导更多大跨度铁路悬索桥的设计。
表4-6 铁路悬索桥建议刚度标准(五峰山长江大桥)
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至于悬索桥梁端转角,会影响列车运行的平顺性、钢轨及其扣件的连接受力、伸缩装置的耐久性等,对大跨度悬索桥其限值仍建议遵循《高速铁路设计规范》的规定执行,见表4-7[2]。
表4-7 高速铁路梁端转角限值(五峰山长江大桥)
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