理论教育 大跨度铁路悬索桥设计:下承式梁端轨道伸缩构造

大跨度铁路悬索桥设计:下承式梁端轨道伸缩构造

时间:2023-10-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:国产TSSF型下承式梁端伸缩装置的结构构造如图6-1所示。针对该桥的梁端伸缩构造使用状态专门进行的现场调研表明,该装置整体工作状态尚可,但在某一线客专线路上存在连杆折断、活动钢枕歪斜的情况。图6-3南京大胜关长江大桥梁端伸缩构造连杆示意图沪通长江大桥梁端伸缩构造的设计在天兴洲长江大桥、南京大胜关长江大桥的基础上又进行了较大调整,包括固定钢枕、活动钢枕和连杆结构,其梁端伸缩构造方案如图6-4所示。

大跨度铁路悬索桥设计:下承式梁端轨道伸缩构造

国产TSSF型下承式梁端伸缩装置的结构构造如图6-1所示。图中梁端伸缩装置设置于钢轨的下方,包括设置在桥梁两端部的位移控制箱3、设于位移控制箱3上方的固定钢枕1、分别伸入梁端位移控制箱的支承梁4、套接在支承梁上的吊架5及设置在吊架5上的活动钢枕2,还包括设于钢轨外侧并平行于钢轨的导轨9及设置在固定钢枕1与活动钢枕2之间的连杆10,连杆的主要作用是为了保持活动钢枕伸缩得均匀。固定钢枕下部设有枕下垫板6;穿过吊架并伸入位移控制箱的支承梁,分别通过设于支承梁上的承压支座7和压紧支座8固定。这是国产TSSF伸缩装置的早期方案,曾用于天兴洲长江大桥,设计伸缩位移量为±500 mm,于2009年建成通车,伸缩装置目前已在现场服役10年。这也是我国自主研发的伸缩装置首次应用于大跨度铁路斜拉桥,运营实践证明其基本性能是满足要求的。针对该桥的梁端伸缩构造使用状态专门进行的现场调研表明,该装置整体工作状态尚可,但在某一线客专线路上存在连杆折断、活动钢枕歪斜的情况。现场动检车数据显示存在轨距偏小的情况。

图6-1 国产TSSF型下承式梁端伸缩装置(天兴洲长江大桥早期方案)

1—固定钢枕;2—活动钢枕;3—位移控制箱;4—支承梁;5—吊架;6—枕下垫板;
7—承压支座;8—压紧支座;9—导轨;10—连杆

图6-2 南京大胜关长江大桥梁端伸缩构造示意图

1—固定钢枕;2—活动钢枕;3—过渡钢枕;4—固定端位移箱;5—活动端位移箱;6—支承梁;7—吊架;
8—枕下垫板;9—承压支座;10—压紧支座;11—侧向导轨;12—连杆;13—钢轨;14—防水橡胶

南京大胜关长江大桥也曾开展过梁端伸缩构造的专题研究,在天兴洲长江大桥的基础上,对连杆设计进行了适当调整(如图6-2、图6-3所示)。连杆由原设计方案中的位于固定钢枕与活动钢枕底部调整到侧向导轨外侧,一方面使得左右连杆之间的间距大大增加,有利于控制钢枕间距的均匀性,另一方面也使得连杆的日常养护维修工作条件得以改善。用于南京大胜关长江大桥的TSSF型伸缩装置设计纵向位移量为±400 mm,设置两根活动轨枕。当e=400 mm时,滑枕与固定枕、滑枕之间的中心距为650 mm;当e=-400 mm时,其中心距为383.3 mm;当e=0 mm时,中心距为516.7 mm。布置方式满足最大中心距650 mm、最小边距20 mm的构造要求[4]。活动轨枕采用工字形截面的钢枕,宽300 mm,高220 mm;支承梁中心距为2 m,这与天兴洲长江大桥的设计是一致的。

图6-3 南京大胜关长江大桥梁端伸缩构造连杆示意图

沪通长江大桥梁端伸缩构造的设计在天兴洲长江大桥、南京大胜关长江大桥的基础上又进行了较大调整,包括固定钢枕、活动钢枕和连杆结构,其梁端伸缩构造方案如图6-4所示。钢枕方面,原设计钢枕截面均为工字形截面,新方案将钢枕与支承梁连接部位附近调整为箱形截面,而其余截面为π形截面。由此,活动钢枕与支承梁之间则是通过L形扣板由螺栓进行连接,如图6-5所示。原来固定钢枕与位移箱之间的枕下垫板(图6-1)连接变为由上下扣板通过高强螺栓连接的构造,如图6-6所示。另外从图6-4注意到,支承梁间距也由原来的2 m减小至与钢轨间距接近的1.5 m,主要是考虑到与铁路桥面系轨下纵梁的间距保持一致。连杆机构设计方案调整较大,原方案的连杆均是水平放置,调整方案2将其调整为竖直的且对称的菱形连杆机构,位于钢枕外侧。并指出原设计方案的非对称铰接连杆构造存在使用寿命不一致的问题,在实际应用中,长连杆较短连杆更易发生病害,如弯曲、翘曲、裂纹或折断,引起结构的整体性能下降;另外长、短连杆在伸缩过程中容易相互较劲并产生卡死现象,影响活动钢枕的均匀伸缩。(www.daowen.com)

图6-4 沪通长江大桥梁端伸缩构造方案

1—第一梁端;2—第二梁端;3—活动钢枕;4—固定钢枕;5—固定端位移箱;6—活动端位移箱;
7—支承梁;8—连杆机构;9—连杆;10—侧向导轨;11—钢轨

图6-5 沪通长江大桥梁端伸缩构造活动钢枕装配图

1—活动钢枕;2—支承梁;3—上梁板;4—下梁板;5—腹板;6—连杆;7—连杆座;
8—下扣板;9—枕下垫板;10—侧向导轨;11—导轨底座;12—挡块;13—钢轨

图6-6 沪通长江大桥梁端伸缩构造固定钢枕装配图

1—固定钢枕;2—固定端位移箱;3—支承梁;4—连杆;5—连杆座;6—上扣板;7—枕下垫板;
8—压紧支座;9—承压支座;10—限位块;11—侧向导轨;12—导轨底座;13—挡块;14—钢轨

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