呼準(zhǔn)鐵路黃河特大橋引橋T形剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)研究

陳兆毅

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津　300142)

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呼準(zhǔn)鐵路黃河特大橋引橋T形剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)研究

陳兆毅

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津300142)

依托呼準(zhǔn)鐵路大路黃河特大橋北引橋2×52 m預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)為背景，結(jié)合橋址實(shí)際情況，利用有限元程序著重對關(guān)鍵技術(shù)：引橋橋跨方案研究、結(jié)構(gòu)靜力特性、結(jié)構(gòu)自振特性及結(jié)構(gòu)罕遇地震下彈塑性抗震性能進(jìn)行分析。通過研究得到以下結(jié)論：北引橋孔跨設(shè)計(jì)方案采用3聯(lián)2×52 m T形剛構(gòu)橋方案經(jīng)濟(jì)合理；結(jié)構(gòu)構(gòu)造及鋼束布置形式合理；為保證墩底塑性鉸區(qū)域的可靠性，應(yīng)重視墩底的抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算和箍筋配置；該橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度及抗震性能等指標(biāo)均符合規(guī)范規(guī)定，滿足鐵路運(yùn)行安全要求。

T形剛構(gòu)；鐵路橋；有限元法；靜力特性；自振特性；地震分析

T形剛構(gòu)橋?yàn)橐环N經(jīng)典橋型，該橋型結(jié)構(gòu)簡潔，外形美觀，橋下視野開闊。該橋式受力優(yōu)勢明顯，T形剛構(gòu)橋的主梁與墩之間采用剛性連接，在豎向荷載作用下，全橋最大彎矩發(fā)生在主梁與墩剛性連接處即主梁根部，根部梁高增加后引起的自重彎矩增加值較小。該橋式常用于大跨度橋梁，在鐵路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

1　工程概況

呼準(zhǔn)鐵路大路黃河特大橋?yàn)榭缭近S河、沿黃公路而設(shè)，橋梁軸線與水流法線方向夾角為5°。該橋?yàn)楹艉秃铺刂翜?zhǔn)格爾鐵路控制性工程。橋位跨越區(qū)段上游是黃河上游的包頭至頭道拐河段，河道平緩開闊，河道平均縱比降約0.095‰。大路黃河特大橋的小里程側(cè)引橋位于黃河河灘部分，采用3聯(lián)2×52 m T形剛構(gòu)橋與主橋相接，橋址處為黃河河床及其河漫灘，地形平坦開闊。橋址處地震動峰加速度為0.15g，地震基本烈度為7度，土壤最大凍結(jié)深度1.55 m。年平均氣溫7.2 ℃，最高氣溫38.4 ℃，最低氣溫-36.3 ℃。

主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)鐵路等級：Ⅰ級；正線數(shù)目：雙線；線間距：4.2 m；牽引種類：電力；線路平縱斷面：主橋位于直線及平坡上；設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值160 km/h。

2　橋梁設(shè)計(jì)

2.1北引橋孔跨方案設(shè)計(jì)

根據(jù)河道防汛要求，橋位處河段灘地孔跨不小于40 m，且工程位于黃河河灘防洪區(qū)，黃河岸邊2 km范圍內(nèi)為國家重點(diǎn)公益林。北引橋該段橋梁孔跨設(shè)計(jì)方案采用3聯(lián)2×52 m T形剛構(gòu)橋方案，采用懸灌施工，相鄰兩聯(lián)T形剛構(gòu)共用一個(gè)橋墩，墩頂設(shè)置縱向活動支座。相對簡支梁方案而言，該方案采用懸灌施工，不需要設(shè)置臨時(shí)梁場，避免了對公益林的破壞，減少對環(huán)境影響，加快了工程實(shí)施。通過與墩、梁固結(jié)的多次超靜定連續(xù)剛構(gòu)橋方案對比，在該跨度范圍內(nèi)，該方案避免了由預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮、徐變和溫度變化所引起的結(jié)構(gòu)縱向位移所產(chǎn)生的較大次內(nèi)力的不利影響，結(jié)構(gòu)受力明確。另外，T形剛構(gòu)橋具有整體性、結(jié)構(gòu)受力性能優(yōu)越，構(gòu)造簡潔，橫橋向抗推、抗扭剛度大，節(jié)省大噸位支座便于養(yǎng)護(hù)維修的特性[1]。該方案在橋型構(gòu)造上簡潔明了，在視覺上給人以簡明而生動、線條柔美的橋梁美學(xué)效應(yīng)。通過方案比選分析，該方案很好適應(yīng)了橋址處的各項(xiàng)要求，經(jīng)濟(jì)合理，為最優(yōu)方案。引橋孔跨布置立面見圖1。

圖1　新建3聯(lián)2×52 mT形剛構(gòu)橋立面(單位：cm)

2.2主梁設(shè)計(jì)

2.2.1結(jié)構(gòu)尺寸及構(gòu)造

本橋設(shè)計(jì)為3聯(lián)(52+52) m預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)，支座中心線至梁端0.84 m，梁全長105.68 m。中支點(diǎn)截面中心處梁高5.6 m；邊跨8.84 m等高段，邊支點(diǎn)處梁高3.05 m。

截面采用單箱單室、變截面直腹板形式。箱梁頂寬11.66 m，底寬7.0 m。頂板厚度除梁端附近及中支點(diǎn)附近外均為400 mm；腹板厚500～700 mm，按折線變化；底板厚由跨中的400 mm按二次拋物線變化至根部的900 mm。全聯(lián)在端支點(diǎn)及中支點(diǎn)處共設(shè)置4個(gè)橫隔板。隔板厚度：端支點(diǎn)處1.5 m；中支點(diǎn)處1.4 m。橫隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過。主梁典型橫斷面見圖2。

圖2　主梁截面(單位：mm)

2.2.2梁部預(yù)應(yīng)力體系

本橋梁體按縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系設(shè)計(jì)。

(1)縱向預(yù)應(yīng)力體系

本橋配束方式采用頂板束、底板束和下彎束方式，該配束方式能夠提供較大預(yù)剪力，有助于提高箱梁的抗剪能力，限制腹板的主拉應(yīng)力，能有有效防止腹板產(chǎn)生斜裂縫[2]。具體配束設(shè)計(jì)：預(yù)應(yīng)力束采用15-7φ5 mm、17-7φ5 mm及19-7φ5 mm3種型號鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860 MPa的高強(qiáng)低松弛鋼絞線，其技術(shù)條件應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》(GB/T5224—2014)[3]標(biāo)準(zhǔn)?？椎佬纬刹捎媒饘俨y管。錨固體系采用自錨式拉絲體系，錨具應(yīng)符合《鐵路工程預(yù)應(yīng)力筋用夾片式錨具、夾具和連接器技術(shù)條件》(TB/T 3193—2008)[4]。張拉采用與錨具配套的千斤頂設(shè)備。

(2)橫向預(yù)應(yīng)力體系

預(yù)應(yīng)力束采用5-7φ5鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1 860 MPa的高強(qiáng)低松弛鋼絞線，單端張拉，錨下張拉控制應(yīng)力0.70倍抗拉極限強(qiáng)度，其技術(shù)條件應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》(GB/T5224—2014)標(biāo)準(zhǔn)。錨固體系采用BM15-5、BM15P-5。孔道形成采用90 mm×19 mm扁形金屬波紋管。

(3)豎向預(yù)應(yīng)力體系

豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用φ32 mm預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋PSB830，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值830 MPa，其技術(shù)條件應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋》(GB/T 20065—2006)[5]要求。錨固體系采用JLM-32型錨具，張拉采用YC60A型千斤頂；孔道形成采用內(nèi)徑45 mm鐵皮管成孔。為保證豎向預(yù)應(yīng)力筋的有效作用，施工過程中應(yīng)進(jìn)行二次或多次張拉。

本橋預(yù)施應(yīng)力采用兩端同步張拉，并左右對稱進(jìn)行，最大不平衡束不應(yīng)超過1束。張拉順序先腹板束，后頂板束，從外到內(nèi)左右對稱進(jìn)行。各梁段先張拉縱向再豎向再橫向，并及時(shí)壓漿。

2.3橋墩設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)中秉承在滿足實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的條件下，力求使橋式美觀，為保證該段引橋與主橋協(xié)調(diào)統(tǒng)一，采用圓端形空心墩，并配合主橋在橋墩與主梁連接處做了造型處理，為母親河增添了一道亮麗的風(fēng)景線。采用該墩形可有效減小墩橫向迎風(fēng)面積、改善氣動外形以減小風(fēng)載體形系數(shù)，對橋梁在懸臂施工階段和運(yùn)營階段控制風(fēng)荷載的作用有利。本橋墩高較高，圓端形空心墩的抗扭剛度大，有利于保證懸臂施工時(shí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[6-7]；橋梁位于黃河河灘，為保證橋墩在黃河行洪、行凌期的安全，空心墩墩底設(shè)置實(shí)體段。經(jīng)過綜合分析后，確定該橋橋墩采用圓端形空心墩。

3聯(lián)T形剛構(gòu)剛臂墩墩高分別為62.5、63.5 m和63.5 m，縱向采用變寬設(shè)計(jì)，最小寬度為5.8 m，壁厚1.0 m；橫向采用變寬設(shè)計(jì)，最小寬度為9.0 m，壁厚1.0 m?？v、橫向外坡均按30∶1變化；縱、橫向內(nèi)坡按80∶1變化。墩身材料分界線以下采用C40混凝土，以上采用與梁體同強(qiáng)度等級的C55混凝土。橋梁主墩構(gòu)造見圖3。

圖3　主墩構(gòu)造(單位：cm)

2.4橋墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

橋址區(qū)地層為第四系全新統(tǒng)人工堆積層填筑土，第四系全新統(tǒng)風(fēng)積層粉土、粉質(zhì)黏土、粉砂、細(xì)砂、粗砂，第四系全新統(tǒng)沖風(fēng)積層粉砂、細(xì)砂、中砂、粗砂、礫砂，第四系全新統(tǒng)沖洪積層粉土、粉質(zhì)黏土、粉砂，第四系全新統(tǒng)沖積層粉土、粉砂、細(xì)砂、中砂、粗砂，白堊系下統(tǒng)砂巖、泥巖。根據(jù)地形地質(zhì)條件，主墩采用20根φ1.5 m等長鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，3聯(lián)T形剛構(gòu)橋樁長分別為50 m、53 m和52 m，樁端置于300 kPa泥巖層或500 kPa砂巖層，按照摩擦樁設(shè)計(jì)，樁間距按照《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》[8]控制，采用4.0 m。承臺尺寸為15.8 m×18.6 m，厚度為5 m。

3　結(jié)構(gòu)靜力分析

本結(jié)構(gòu)為2跨T形剛構(gòu)，位于鐵路線路直線段，結(jié)構(gòu)縱向計(jì)算采用BSAS平面有限元程序計(jì)算，對施工階段進(jìn)行了應(yīng)力及施工穩(wěn)定性檢算；對成橋后運(yùn)營階段內(nèi)力及應(yīng)力、變形進(jìn)行檢算，確定主梁截面預(yù)應(yīng)力鋼束布置以及剛臂墩控制截面內(nèi)力，整體模型見圖4。主梁38個(gè)單元，49個(gè)節(jié)點(diǎn)，橋墩13個(gè)單元，橋墩頂與主梁節(jié)點(diǎn)剛性連接。橋墩底部固結(jié)模擬，邊墩頂處均為活動支座。在模型中按照實(shí)際的施工順序，對每個(gè)現(xiàn)澆節(jié)段施工分別澆筑混凝土，張拉預(yù)應(yīng)力兩種荷載工況。計(jì)算模型見圖4。

圖4　縱向計(jì)算模型結(jié)構(gòu)(BSAS模型)

計(jì)算結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)變形、變位等指標(biāo)要求均滿足《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》[9]要求。最大靜活載撓度11.5 mm，撓跨比1/4 523，滿足規(guī)范限值1/800；中-活載梁端豎向折角：正彎0.92‰，反彎0.29‰，小于限值3‰。截面應(yīng)力及強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果見表1。由表1可知，梁體在主力及主力+附加力的作用下，全截面處于受壓狀態(tài)，應(yīng)力滿足《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10002.3—2005)[10]要求。

表1　全梁截面應(yīng)力及強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果

本橋橫向計(jì)算采用“橋梁博士”有限元程序計(jì)算，采取中墩處截面以及邊支點(diǎn)附近一般截面分別檢算。全截面共分50個(gè)單元，50個(gè)節(jié)點(diǎn)，支座設(shè)置在腹板中心34、39節(jié)點(diǎn)上。按照規(guī)范及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加載，列車荷載采用中活載的特種活載，計(jì)算結(jié)果表明應(yīng)力及裂縫寬度指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

本橋0號塊是T形剛構(gòu)橋墩梁固結(jié)區(qū)，是傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載、擴(kuò)散應(yīng)力的關(guān)鍵部位[11]。本設(shè)計(jì)采用Midas/FEA程序?qū)ζ溥M(jìn)行三維有限元法的應(yīng)力分析[12]。計(jì)算結(jié)果表明，在縱向預(yù)應(yīng)力作用下箱梁截面受力較為均勻，出現(xiàn)應(yīng)力集中的范圍較小，整個(gè)梁體的應(yīng)力狀態(tài)滿足梁體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。同時(shí)設(shè)計(jì)中通過增設(shè)橫隔板的橫、豎向預(yù)應(yīng)力筋改善受力狀況。

4　結(jié)構(gòu)動力分析

4.1全橋自振特性分析

橋梁的結(jié)構(gòu)動力特性是評價(jià)橋梁運(yùn)營狀態(tài)和承載能力的重要指標(biāo)。橋梁結(jié)構(gòu)的振動特性主要取決于它的各階自振頻率和主振型，自振頻率是表征結(jié)構(gòu)剛性的重要指標(biāo)[13]。采用Midas有限元軟件建立動力特性的空間有限元計(jì)算模型，進(jìn)行罕遇地震計(jì)算，計(jì)算模型見圖5。

圖5　全橋有限元計(jì)算模型

主梁、橋墩結(jié)構(gòu)采用變截面的三維空間梁單元進(jìn)行模擬，橋面附屬物作為均布質(zhì)量分配于梁單元中。進(jìn)行罕遇地震計(jì)算時(shí)，不考慮活載影響，將二期荷載、橫隔板、主墩與主梁固結(jié)塊、橋面頂部橫坡均轉(zhuǎn)換為質(zhì)量計(jì)入。將地基土對結(jié)構(gòu)的約束作用簡化成轉(zhuǎn)動彈簧及平動彈簧施加在橋墩底部，考慮到公路、城市抗震規(guī)范中土的動力m值是靜力m值的2～3倍，本計(jì)算中計(jì)算罕遇地震時(shí)采用的土彈簧剛度為靜力的土彈簧剛度的2倍，邊、主墩底部彈簧計(jì)算數(shù)值列于表2。經(jīng)計(jì)算分析本橋前10階自振頻率、周期和振型描述列于表3。

表2　轉(zhuǎn)動彈簧及平動彈簧計(jì)算參數(shù)

表3　前10階自振頻率、周期和振型描述

由計(jì)算結(jié)果可得如下結(jié)論。(1)該橋基頻為0.736 Hz，第1階振型是以主墩為主的縱向面內(nèi)振動，主梁縱飄彎曲變形，反映了主墩對該橋的動力特性影響較大。由于本橋橋位較高，縱橋向保持一定的柔性對橋梁抗震是有利的。這一振型對結(jié)構(gòu)在橫向荷載(包括橫向風(fēng)載尤其是懸臂施工過程中及橫向地震力)作用下是有利的。(2)振動的第2階振型出現(xiàn)主梁和橋墩的面外振動，即主梁橫橫飄和主墩的側(cè)傾。橋梁的最大振幅均出現(xiàn)在墩頂位置，因此應(yīng)提高橋梁的橫向剛度，以抵抗橋梁在橫向風(fēng)載作用下的產(chǎn)生的扭曲和變位，改善橋梁的側(cè)傾穩(wěn)定性。(3)本橋的分析表明，在實(shí)際工程中采用梁單元進(jìn)行動力計(jì)算，既可以滿足工程實(shí)際需求，又可以節(jié)省建模和計(jì)算時(shí)間。

4.2地震反應(yīng)分析

依據(jù)《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2009年版)》(GB50111—2006)[14](以下簡稱“震規(guī)”)的規(guī)定，本橋的抗震設(shè)防類別為B類，應(yīng)按多遇地震、設(shè)計(jì)地震、罕遇地震三個(gè)地震動水準(zhǔn)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

4.2.1多遇地震分析

在多遇地震作用下，利用Midas軟件建立該橋有限元模型，采用反應(yīng)譜法進(jìn)行分析，經(jīng)過組合得出橋墩的內(nèi)力，對主橋橋墩配筋進(jìn)行檢算，經(jīng)驗(yàn)算墩身鋼筋配筋率需滿足規(guī)范要求，并保證墩身配筋率不小于0.5%，并不大于4%。滿足抗震設(shè)計(jì)性能要求：地震后不損壞，能夠保持其正常使用功能，結(jié)構(gòu)處于彈性工作階段。

4.2.2罕遇地震分析

按“震規(guī)”要求，罕遇地震作用下采用的抗震設(shè)防目標(biāo)如下：結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性工作階段，結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的非彈性變形，但應(yīng)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，可能產(chǎn)生較大的破壞，但不出現(xiàn)整體倒塌，經(jīng)搶修后可限速通車。因此，需要在彈塑性地震分析的基礎(chǔ)上，對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震驗(yàn)算。

采用Midas/Civil對(52+52)m T形剛構(gòu)進(jìn)行彈塑性抗震分析時(shí)，其計(jì)算模型見圖6。計(jì)算時(shí)，地基土對樁的作用采用水平和轉(zhuǎn)動彈簧來模擬(彈簧的剛度用m法計(jì)算)。建立纖維模型時(shí)，混凝土與鋼筋分別采用Mander本構(gòu)關(guān)系[15]。采用彈塑性纖維梁單元，單元沿軸向離散成多段，每一段的特性由橫斷面代表，同時(shí)橫斷面又進(jìn)一步被離散成許多纖維，每一根纖維可以是混凝土的，也可以是鋼筋。考慮到T形剛構(gòu)的受力特點(diǎn)，同主梁固結(jié)的主墩在地震荷載工況下是受力最不利的，本設(shè)計(jì)重點(diǎn)分析主墩的罕遇地震響應(yīng)并對其進(jìn)行截面驗(yàn)算。

圖6　(52+52) m T形剛構(gòu)梁彈塑性分析模型(示出塑性鉸)

在分析時(shí)，基于平截面假定和鋼筋、混凝土纖維各自的應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系，考慮縱向、橫向兩個(gè)方向彎矩平衡條件和軸力平衡條件，根據(jù)地震分析報(bào)告給出的3條罕遇地震下人造地震波時(shí)程進(jìn)行檢算。計(jì)算結(jié)果見表4、表5。

主墩剛壁墩在罕遇縱向地震激勵(lì)下，墩身截面混凝土開裂，鋼筋未屈服(空心段邊緣鋼筋應(yīng)力最大204 MPa，實(shí)心段邊緣鋼筋應(yīng)力最大198 MPa)，結(jié)構(gòu)基本處于彈性范圍之內(nèi)，受力滿足要求。觀察墩底截面的滯回曲線可以看出滯回曲線并未呈標(biāo)準(zhǔn)的線性骨架模型，這是由于混凝土開裂所致，發(fā)揮了一小部分滯回耗能作用，但截面鋼筋未屈服，結(jié)構(gòu)基本仍處于彈性范圍之內(nèi)，滿足受力和變形要求。

主墩剛壁墩在罕遇橫向地震激勵(lì)下，墩身截面混凝土開裂，鋼筋未屈服(空心段邊緣鋼筋應(yīng)力最大234.9 MPa，實(shí)心段邊緣鋼筋應(yīng)力最大218 MPa)，結(jié)構(gòu)基本處于彈性范圍之內(nèi)，受力滿足要求。觀察墩底截面的滯回曲線可以看出滯回曲線并未呈標(biāo)準(zhǔn)的線性骨架模型，這是由于混凝土開裂所致，發(fā)揮了一小部分滯回耗能作用，但截面鋼筋未屈服，結(jié)構(gòu)基本仍處于彈性范圍之內(nèi)，滿足受力和變形要求。

表4　主墩縱向時(shí)程反應(yīng)的最大值

表5　主墩橫向時(shí)程反應(yīng)的最大值

計(jì)算主要結(jié)論：

(1)主橋剛壁墩橋墩底截面在當(dāng)前配筋率下順橋向地震激勵(lì)時(shí)，墩底空心段截面和實(shí)心段截面結(jié)構(gòu)發(fā)生混凝土開裂，但鋼筋未屈服，整個(gè)截面基本保持在彈性范圍內(nèi)，滿足受力和變形要求；

(2)主橋剛壁墩橋墩底截面在當(dāng)前配筋率下橫橋向地震激勵(lì)時(shí)，墩底空心段截面和實(shí)心段截面結(jié)構(gòu)發(fā)生混凝土開裂，但鋼筋未屈服，整個(gè)截面基本保持在彈性范圍內(nèi)，滿足受力和變形要求；

(3)應(yīng)特別引起注意的要重視橋墩的抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算和箍筋配置，保證截面避免發(fā)生剪切破壞的脆性破壞模式，以保證墩底塑性鉸區(qū)域的可靠性。

本設(shè)計(jì)在采用彈塑性纖維梁單元對(52+52) m T形剛構(gòu)連續(xù)梁進(jìn)行非線性地震時(shí)程反應(yīng)分析時(shí)，在可能出現(xiàn)塑性鉸的區(qū)域，設(shè)置纖維非彈性鉸。通過對(52+52) m T形剛構(gòu)簡支連續(xù)梁的受力特點(diǎn)分析和在罕遇地震動縱、橫向激勵(lì)作用下彎矩包絡(luò)圖的分析，對于主墩來說，墩底部的地震響應(yīng)彎矩最大，可能出現(xiàn)塑性鉸，考慮到墩底部實(shí)心段和空心段配筋的差別，加大塑性鉸區(qū)域的添加以包絡(luò)住塑性鉸區(qū)域，再保證結(jié)構(gòu)的鋼筋和混凝土本身的非線性特征真實(shí)、合理地體現(xiàn)出來的同時(shí)，有效的節(jié)約計(jì)算成本提高分析效率。

5　結(jié)語

大路黃河特大橋?yàn)楹艉秃铺刂翜?zhǔn)格爾鐵路工程的重點(diǎn)控制性工程，該橋北引橋采用3聯(lián)(52+52) m T形剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)形式，較好地適應(yīng)了現(xiàn)場地形，滿足了環(huán)保要求，有效加快了工程實(shí)施，縮短了工期。該橋設(shè)計(jì)過程中，通過構(gòu)造上的概念設(shè)計(jì)、靜力分析和動力分析，確保了結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)滿足規(guī)范規(guī)定要求。目前該橋已順利建成，橋梁狀態(tài)良好。

[1]李亞東.橋梁工程概論[M].成都:西南交通大學(xué)出版社，2001.

[2]劉效堯，徐岳.公路橋涵設(shè)計(jì)手冊——梁橋[M].2版.北京：人民交通出版社，2011.

[3]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 5224—2014預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線[S].北京：中國質(zhì)檢出版社，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

[4]中華人民共和國鐵道部.TB/T 3193—2008鐵路工程預(yù)應(yīng)力筋用夾片式錨具、夾具和連接器技術(shù)條件[S].北京：中國鐵道出版社，2008.

[5]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 20065—2006預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[6]左家強(qiáng).2-100 m鐵路雙線預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛構(gòu)設(shè)計(jì)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2013(11)：51-54.

[7]鄢玉勝.黃韓侯鐵路2×64 m T形剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014(11)：94-96.

[8]中華人民共和國鐵道部.TB10002.5—2005鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

[9]中華人民共和國鐵道部.TB10002.1—2005鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

[10]中華人民共和國鐵道部.TB10002.3—2005鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

[11]饒少臣.大跨高墩T構(gòu)鐵路橋設(shè)計(jì)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2005(11]：52-56.

[12]王勖成.有限單元法[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[13]陶玉蓮.2×95 m鐵路單線預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)[J].世界橋梁，2014(3)：11-14.

[14]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50111—2006鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2009年版)[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2009.

[15]岳迎九.金水溝特大橋彈塑性抗震分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014(9)：79-84.

The Design and Research of T-shaped Rigid Frame Bridge of Yellow River Bridge Approach on Hohhot-Zhungeer Railway

CHEN Zhao-yi

(The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation, Tianjin 300142，China)

Based on 2×52 m prestressed concrete T-shaped rigid frame bridge of the north approach of Dalu Yellow River grand bridge on Hohhot-Zhungeer railway and in view of the situations of the bridge site，this paper analyzes emphatically the key technologies with finite element program，including the arrangement of bridge span，static behavior of the structure，free vibration characteristics of the structure and elastic-plastic seismic performances of the structure in case of rare earthquake.The research draws the conclusion as below: the design of 3 units of T-shaped rigid frame bridge of the north bridge approach is economical and reasonable; the structure details and steel tendon arrangement are rational.In order to ensure the reliability of the plastic hinge region of the pier bottom，shear strength checking and stirrups arrangement should be emphasized.The structural strength，stiffness and seismic performances of the bridge meet the specifications and satisfy the requirements for railway operation safety.

T-shaped rigid frame bridge; Railway bridge; Finite element; Static performance; Vibration characteristics; Seismic analysis

2016-04-05;

2016-04-15

陳兆毅(1982—)，男，工程師，2008年畢業(yè)于大連理工大學(xué)橋梁與隧道工程專業(yè)，工學(xué)碩士，E-mail：chenzhaoyi@foxmail.com。

1004-2954(2016)10-0048-06

U448.23+1

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2016.10.012