[00132500]大跨无砟轨道桥梁关键技术及应用

一、课题来源、背景、概述 由于大跨度桥梁变形复杂且变形量较大,相应轨道静态长波不平顺标准不明确,无砟轨道高精度施工控制困难等技术问题,长期以来高速铁路跨度在200米以上的桥梁均采用有砟轨道。在高速铁路无砟轨道线路区段的大跨度桥上铺设有砟轨道,存在限制列车运营速度、过渡段影响行车舒适性、增加桥梁二期恒载和投资、加大运营养护成本等问题。为此,以昌赣客运赣州赣江特大桥主跨300m斜拉桥为背景,立项重点课题《无砟轨道应用技术深化研究—大跨度桥梁铺设无砟轨道技术深化研究》（2015G001-G）、《高速铁路混合梁（结合梁）斜拉桥受力特性及无砟轨道适应性关键技术研究》（2015K15）进行专项研究,以突破主跨200m以上高速铁路桥梁上铺设无砟轨道技术瓶颈。 二、技术指标及技术创新点 （1）首次在高速铁路大跨斜拉桥上采用箱形钢－混凝土组合梁,为铺设无砟轨道和高速列车运行提供了优越的承轨条件。组合梁整体和局部刚度大,主跨300m斜拉桥竖向挠跨比1/880,12m长节间竖向挠跨比1/24000;经济性好,用钢量12.9t/延米。 （2）基于高速列车运行安全性及旅客乘坐舒适性要求,提出了大跨无砟轨道桥梁的变形控制指标,建立了高速铁路大跨无砟轨道桥梁设计及验收标准。提出无砟轨道大跨桥梁最不利组合竖向变形按圆顺曲线拟合半径R≥0.4V2控制;对于主跨300～500 m双线高速铁路斜拉桥,提出静活载作用下其竖向挠跨比不宜大于1/800～1/700。针对高速铁路无砟轨道大跨度桥梁提出了中点弦测法无砟轨道线形静态验收与养护维修技术标准,即轨道长弦测量弦长采用60米弦,350km/h时轨道静态长弦测量控制限值建议值,轨道高低控制建议值7mm/60m,轨向控制建议值6mm/60m。 （3）采用主成分法和多元非线性回归分析法,首次建立考虑环境因素影响的大跨桥梁各CPⅢ点三维坐标实时改正模型,解决了桥面动态线形高精度测量技术难题。 （4）首创大跨度铁路桥梁多点、多级预加载刚度高精度测定技术,无砟轨道多层调控、逐级修正,实现了大跨桥上无砟轨道毫米级铺设。通过高精度控制方法,昌赣客专主跨300m斜拉桥无砟轨道铺设完成后,满足轨道精调要求,轨道精调完成后,轨道实测线形与理论偏差在-2mm～1.3mm之间。 三、经济社会效益 通过技术创新,构建了大跨无砟轨道桥梁新的结构型式及技术体系,突破了桥上无砟轨道的铺设范围,实现了高速列车通过大跨度斜拉桥按时速350km不限速通行,在我国高速铁路史上具有里程碑意义,产生了良好的社会效益、经济生态效益。 （1）创新性地将箱形钢混组合梁应用于高速铁路斜拉桥上,根据铁路行车轨道固定的特点,优化了传统箱形钢混组合梁构造型式,采用空腹式横隔板、横隔肋及腹板竖向加劲肋等合理布置,既满足受力要求,又节省了钢材且便于加工制造。采用组合梁比采用钢桁梁在赣江桥上就节省了约4200万元。 （2）避免全线无砟轨道被大跨桥上有砟轨道碎片化,形成限速点,提高了铁路运营和旅客出行效率。 （3）无砟轨道具有高平顺、高稳定、高耐久性、重量较轻以及少维修的优点,全线轨道类型统一,能够减少维修工作量和养护维修设备种类;节省工程投资和运维费用。 （4）拓展世界范围内桥上铺设无砟轨道的适用范围,将铺设无砟轨道桥梁跨度由180米提高到300～400米,进一步完善了我国无砟轨道设计理论体系,推动无砟轨道桥梁发展。