铁路小半径大跨度曲线连续刚构桥设计分析
轨道交通大跨度小曲线半径连续刚构设计研究
352.1 m,中跨圆心
22.5。, 型的梁桥91：。与常规直梁桥 ,
设
的
。
（1）
合”效应
梁桥的主力 '
,夕卜
用下，梁 内
的同
时，
合
。转
用下，箱
左线线路中心线
防撞栏板
55
轨顶标高 31. 716
:—X
结构中心线曲线内侧 右线线路中心线
/ 5500 \ 2160j. 1 (J0
1
下行线路中心线5构上囂路线罂
段、Y16节段、Y8节段，横隔板厚0.5 m,兼做远期
预留的体外预应力转向块。端横梁、支点横隔板及
跨中横隔板内均设人孔。
上部结构采用C60混凝土。
1.2.2下部结构
北侧主墩与上部箱梁固结，箱型墩。墩顶横向
宽7.0 m,纵向长5.5 m,墩底横向宽8.5 m,纵向长
5.5 m,朝曲线内侧
型。
南侧主墩与上部箱梁固结，箱型墩。墩顶横向
生 翘曲正应力和 剪应力， 同时 还
截面 弯曲在 梁板 产生 弯曲应
力'汽
4.1箱梁内外侧受力状态分析
用 ANSYS 体
和 MIDAS 梁
［5］，
对 分析 梁内外梁 的受力
，
所列。
见l
表1箱梁内外侧受力状态对比表
模型
臂
成桥恒载工况
内/外弯矩 内/外剪力 内/外弯矩 内/外剪力
软件,建立空间单梁系 、空间 梁系
、空间自由度单梁系 、体 ，分
析各构件的内力及应力 （见图5）。
体计算 用 MIDAS 建立
系
，
MIDAS 系
考虑翘曲正应力及剪应力。
连续刚构桥设计方法
连续刚构桥设计方法一、连续刚构桥的特点作为梁桥的一种，连续梁桥有着结构刚度大、变形小；动力性能好；无伸缩缝、行车平顺的优点。
而连续刚构桥是由t型刚构桥演变而来的，其结构特点是梁体连续、梁墩固结。
这样既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，又保持了t型刚构不设支座、不需转换体系的优点。
且有很大的顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度，能满足大跨度桥梁的受力要求。
二、连续刚构桥的适用范围连续刚构桥上部主梁的受力与连续梁桥基本相似；下部桥墩由于结构的整体性，温度和收缩徐变造成的内力十分显著。
因此其桥墩应该有一定的柔度。
使用高强度、轻质混凝土是大跨度梁桥的发展方向之一。
目前世界上已建成的连续刚构桥最大单跨为挪威斯托尔马桥(stolma)，主跨301米，国内最大单跨为虎门大桥辅航道桥，主跨270米。
三、设计时需收集的基础资料设计时应围绕桥位选择、桥墩位置、跨径、立面布置、结构体系、施工方法等因素，对桥梁建设的自然条件和功能要求有充分的了解。
1、自然条件包括(1)地形地貌、控制物等；(2)工程地质条件；(3)水文条件；(4)气象条件；(5)地震。
2、功能要求包括(1)桥梁本身使用功能，如铁路桥梁、公路桥梁、城市桥梁、轨道交通、人行桥等；(2)桥下功能要求，如通车、通航等。
四、桥型方案的选择设计时应根据桥梁建设条件，结合技术可行性、施工难度、工程风险与进度、经济合理性、景观协调性等因素，进行桥型比选，确定桥梁的跨径布置。
五、上部结构构造尺寸连续刚构桥设计时，可根据工程实践统计，初步拟定构造尺寸，再进行具体计算复核。
1、边、中跨跨径比一般在0.52～0.58之间。
当边、中跨比较小时，边跨现浇段较短，可减少边跨现浇段支架，对施工有利，但应保证各种工况下边墩处支座不出现负反力。
2、梁的截面形式连续刚构桥多采用箱形截面，其具有良好的抗弯和抗扭性能。
根据桥梁宽度，可采用单箱单室、单箱多室等截面形式。
3、梁高桥梁跨度在60米以内时，可考虑采用等截面高度，构造简单，施工快捷。
铁路混凝土连续梁(刚构)桥简介
已经建成的铁路大跨度代表性桥梁
混凝土梁式桥－>连续梁－>京津城际铁路立交
襄渝二线牛角坪特大桥（100+192+100）m连续刚构桥
已经建成的铁路大跨度代表性桥梁
混凝土梁式桥－>连续梁－>京津城际铁路立交
福厦线乌龙江特大桥（80＋3×144＋80）m预应力砼连续梁桥
已经建成的铁路大跨度代表性桥梁
施工中有关图片 混凝土梁式桥－>T形刚构
或V形刚构－>郑西客运专线洛河特大桥（铁四院）
主桥采用(48+80+48)米V型墩连续刚构。时速350公里。
施工中有关图片 混凝土梁式桥－>T形刚构
或V形刚构－>郑西客运专线洛河特大桥（铁四院）
主桥采用(48+80+48)米V型墩连续刚构。时速350公里。
一、总体设计
（一）孔跨布置
适用范围：
1、跨度：不大于192m为宜
2、墩高：不大于120m为宜 3、单线、双线、三线 4、直线、曲线
铁路混凝土连续梁（刚构）设计简介
一、总体设计
（一）孔跨布置
孔跨比：
1、边跨与中跨的比值：
一般宜为0.52—0.58 （与施工方法有关） 2、多跨：联长与温度跨度、 相邻梁跨的布置
一、总体设计
（二）尺寸拟定 4.横截面
单箱双室
铁路混凝土连续梁（刚构）设计简介
一、总体设计
（二）尺寸拟定 5.板厚及梗肋
铁路混凝土连续梁（刚构）设计简介
一、总体设计
（二）尺寸拟定
5.板厚及梗肋 （波纹管规格）
铁路混凝土连续梁（刚构）设计简介
一、总体设计
（二）尺寸拟定 6.横隔板
单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性分析的开题报告
单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性分析的开题报告一、选题背景单线铁路桥梁作为重要的交通基础设施，承担着运输货物和乘客的重要任务。
在单线铁路的工程中，连续刚构桥是一种常见的桥梁结构形式之一。
由于其具有结构稳定性好、强度高和占地面积小等优点，因此在单线铁路建设中得到了广泛的应用。
然而，连续刚构桥的设计和施工存在着一定的技术难度和安全风险。
尤其是在高墩大跨的连续刚构桥中，其结构稳定性问题更为复杂，需进行深入的研究和分析。
因此，本研究将针对单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性进行研究和分析，为相关工程提供可靠的技术支持。
二、研究目的本研究旨在通过对单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性进行分析和研究，探讨其结构设计和施工过程中存在的问题和风险，并提出相应的解决方案和技术措施，以保障工程的安全和可靠性。
三、研究内容1.单线铁路高墩大跨连续刚构桥的结构特点和设计原理；2.单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性分析和计算方法；3.单线铁路高墩大跨连续刚构桥施工参数及其对结构稳定性的影响；4.单线铁路高墩大跨连续刚构桥的结构安全风险评估；5.针对单线铁路高墩大跨连续刚构桥存在的问题，提出相应的技术措施和解决方案。
四、研究方法本研究将采用数值计算方法和实测数据分析的方式，对单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性进行分析和研究。
同时，还将结合文献资料和专家咨询的方式，深入了解和掌握相关工程的实际情况和设计要求，为研究提供充分的支持和参考。
五、预期成果通过本研究，预计能够获得以下成果：1.针对单线铁路高墩大跨连续刚构桥的结构特点和设计原理进行深入探讨和研究；2.对单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性进行全面的分析和计算；3.提出相应的技术措施和解决方案，为相关工程提供技术支持和保障；4.形成完整的研究报告和成果展示，对相关领域的研究和开发提供基础和参考。
铁路大跨连续刚构桥动力性能研究
振 动 与 冲 击第28卷第11期J OURNAL OF V I BRATI O N AND S HOCKVol .28No .112009 铁路大跨连续刚构桥动力性能研究基金项目国家自然科学基金项目资助(565)收稿日期 修改稿收到日期第一作者卫 星男,博士,讲师,6年生卫 星,李小珍,李 俊,强士中(西南交通大学土木工程学院,成都 610031) 摘 要:使用桥梁动力分析程序BDAP,对遂渝铁路主跨128m 的薛家坝涪江特大桥进行车桥耦合动力仿真分析,得到桥梁及列车的动力响应。
为检验桥跨结构的实际动力性能,进行全桥动力试验,测试其自振特性以及列车以不同速度通过桥跨时桥跨结构的动力响应。
将试验结果与车桥耦合振动分析结果进行了比较,二者基本相符。
结果表明,该桥具有良好的竖向刚度、横向刚度和结构强度,列车在桥上运行时对桥跨结构有一定的冲击作用,而列车行车具有良好的安全性与舒适度。
关键词:连续刚构;动载试验;车桥耦合振动;动力响应中图分类号:U448.23 文献标识码:A 薛家坝涪江特大桥是时速200km 客货共线遂渝铁路最长、技术复杂的一座桥梁。
该桥跨径布置采用2×24m (简支梁)+10×64m (简支箱形梁)+(68m +128m +68m )(预应力钢筋砼连续刚构)+2×24m (简支梁),桥梁全长1039.06m ,主桥桥墩为圆端形双薄壁墩,引桥桥墩为圆端形空心墩,下部为桩基础。
全桥位于直线上。
68m +128m +68m 连续刚构桥主跨跨中梁高4.4m ,根部截面梁高8.8m 。
桥面线路为有碴无缝线路,铺设60kg 钢轨,道碴厚度为0.6m ,桥上轨枕为ⅢA 型混凝土枕。
桥梁两侧均设有钢筋混凝土步板、人行道及钢栏杆,人行道宽1.55m [1]。
通过对桥梁进行车桥耦合振动分析,测试薛家坝大桥在列车运行时的工作状态,判断桥梁能否保证行车所需的安全性和平稳性,以判断桥梁是否达到设计和今后运营的要求,检定、评估桥梁结构的适应性。
大跨度连续刚构桥受力性能研究
大跨度连续刚构桥受力性能研究大跨度连续刚构桥是一种常见的道路桥梁结构形式，具有结构稳定性好、承载能力强、使用寿命长等优点，被广泛应用于公路、铁路等交通基础设施建设中。
由于其结构特点和受力性能的复杂性，对于大跨度连续刚构桥的受力性能研究具有重要意义。
本文将就大跨度连续刚构桥的受力性能进行深入探讨。
一、大跨度连续刚构桥结构特点大跨度连续刚构桥一般由桥墩、桥面梁和支座三部分构成。
桥墩用于支撑桥梁的承载，桥面梁则是承载行车荷载的主要构件，支座则用于将桥面梁传递到桥墩上。
在大跨度连续刚构桥中，通常会采用多跨连续梁形式，即多个梁段通过铰链相连接，形成一个整体结构，具有较大的跨度范围。
1.梁段之间的连续性强，受力传递路径清晰，承载能力较高；2.梁段之间存在连接形式，在受力过程中会发生一定的位移；3.梁段与墩台之间的连接形式多样，对受力性能有一定影响；4.由于受力形式的多样性，对桥梁结构的设计和施工要求较高。
二、大跨度连续刚构桥的受力性能分析大跨度连续刚构桥的受力性能主要包括静力分析和动力分析两个方面。
静力分析主要是通过计算各部件的受力情况，来评估桥梁结构的承载能力；动力分析则是考虑桥梁在行车荷载下的振动响应，以评估结构的安全性和舒适性。
1.静力分析在大跨度连续刚构桥的静力分析中，需要考虑各部件受力的平衡关系，计算各部件的内力、位移等参数。
主要包括以下几个方面的内容：(1)梁段受力分析：根据梁段的几何形状和材料性能，计算其弯矩、剪力等内力参数；(2)支座反力计算：根据桥梁的荷载和结构形式，计算支座的反力分布；(3)桥墩受力分析：考虑桥墩在行车荷载下的受力情况，分析其承载能力。
2.动力分析(1)结构振动模态分析：通过有限元分析等方法，计算桥梁在不同模态下的振动频率和振型；(2)振动响应计算：考虑外部激励下的结构振动，计算其位移、加速度等参数；(3)结构耐震性评估：考虑地震作用下的结构响应，评估桥梁的耐震性能。
三、大跨度连续刚构桥的受力性能优化针对大跨度连续刚构桥的受力性能，可以通过以下几个方面进行优化：1.结构设计优化：优化梁段形状、材料选取等设计参数，提高结构的承载能力；2.连接形式优化：改进梁段与梁段、梁段与墩台之间的连接形式，减小结构位移；3.抗震性能优化：考虑地震作用下桥梁的响应特性，采取相应的抗震措施；4.施工工艺优化：优化施工工艺和施工顺序，减小结构受力过程中的应力集中。
小曲线半径段连续刚构施工技术研究
1工程概况G213策克至磨憨公路乐都至化隆段公路工程,设计斜沟5号特大桥桥梁全长1380m,主桥下部结构采用80∶1变截面薄壁空心墩,最大墩高为91m;上部结构采用两联43m+5×80m+ 43m连续刚构,左右幅各12个T构。
最小平曲线半径400m,最大纵坡3.9%,连续超高横坡4%。
左幅位于加宽段范围,顶板宽度由12.18m变化至13.368m;右幅箱梁顶板等宽12m。
桥址区地形条件复杂,位于两山一沟间,地形起伏较大,沟壑发育,通过螺旋曲线展现。
同时,项目区域属内陆高寒气候区,冰冻期长,日照温差较大,多风少雨、干燥寒冷,工点海拔达到3000m,每年有效施工期仅为6个月。
小曲线半径连续刚构施工在悬臂浇筑阶段,两悬臂端存在向曲线内侧产生扭曲变形的影响,施工线形控制难度大,加上日照温差、风速变化的影响,对现场测量精度要求更高。
2小曲线半径连续刚构施工需要解决的问题1)由于作业面最大高度达到96m,0#块施工作业平台搭设属于高空作业,吊装工序多,施工安全风险高。
2)连续刚构超高横坡为4%,为达到挂篮行走稳定性的要求,需根据挂篮两片主桁设计中心间距对横坡进行调整,保证挂篮行走时两侧主桁处于同一标高,确保行走稳定。
3)加宽段的连续刚构受桥面横坡及宽度影响,为达到翼缘板端部最小厚度要求,需对翼缘板宽度和底部线形进行调整。
4)桥址区日照温差大,常年多风,温度和风速对结构位移和现场测量精度影响较大。
5)多跨连续刚构桥每联需分4次合龙,施工工艺复杂,占用时间较长。
小曲线半径段连续刚构施工技术研究Research on Continuous Rigid Frame Construction Technologyfor Small Curve Radius Segments霍新杰（中交一公局西北工程有限公司，西安710000）HUO Xin-jie(CCCC First Highway Engineering Northwest Engineering Co.Ltd.,Xi'an710000,China)【摘要】结合工程实例研究小曲线半径段多跨连续刚构桥挂篮施工技术。
小半径曲线段连续刚构桥门式支架悬臂拼装施工方案研究
图1平面布置图2门式支架方案为避免施工期间临时措施对既有桥梁、路基结构造成影响，同时避免对交通造成过大影响，设计考虑采用钢结构门式支架方案，钢结构门式支架横梁采用双层贝雷梁桁（单侧共14组，双层）。
P19#桥墩采用的门式支架方案，主要有三方面的功能：托架功能、固结功能、保交通功能。
首先，在现浇P19#桥墩顶0号块箱梁节段时，由于P19#桥墩顶部设计的支座在施工期间不允许受力，施工期间墩顶0号块与桥墩脱离，门架可以作为墩顶0号块现浇施工的支架。
其次，在拼P19#桥墩1~6号块箱梁节段时，门架代替P19#桥墩作T构悬拼施工期间的受力构件，承受节段梁0号块及1~6号块的荷载及所有的桥面施工荷载。
固结功能是指当世界，2019（13）：12-13，15.[2]徐宁，徐永福.建筑垃圾在高速公路路基填筑中的现场直剪试验研究[J].科学技术与工程，2018，18（18）：263-268. [3]尹彪.高速公路路基施工技术及质量控制分析[J].价值工程，2019，38（11）：91-93.型如图2所示。
图2Midas全桥计算模型3.2荷载设置桥墩施工过程中受到的荷载包含：恒荷载，温度荷载，活载以及收缩徐变。
恒荷载包含自重，提梁机空载和满载，预应力荷载，二期恒载，不均匀沉降，桥墩落梁强制位移以及临时预应力。
预应力荷载分两次张拉，第一次张拉为控制应力的70%，第二次张拉到控制应力。
温度荷载考虑整体升温和整体降温和温度梯度升温和降温。
整体升温：20°C；整体降温：-20°C。
活载按照双线满载，一侧空载，一侧满载和双层空载进行加载计算。
收缩度、稳定性均能满足要求。
4施工注意事项钢管柱架立后，贝雷梁未架设前应在钢管柱上设置揽风绳，防止因横向荷载引起钢管柱失稳。
贝雷梁吊装应在车流量较小时，申请短时间交通封闭。
单片/单组贝雷梁吊装后应在分配梁上做好横向固定，防止贝雷梁侧翻。
预压应做好方案，按照规范要求不小于贝雷梁承受最大重量的1.2倍。
小半径曲线连续刚构悬臂现浇施工工法(2)
小半径曲线连续刚构悬臂现浇施工工法一、前言小半径曲线连续刚构悬臂现浇施工工法是一种常用于道路和桥梁建设中的施工工艺。
通过对施工的详细描述和分析，本文旨在介绍该工法的特点、工艺原理、施工过程、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例等方面，为读者提供一个全面了解该工法的指南。
二、工法特点1. 该工法适用于较小半径的曲线道路和桥梁建设，适用范围广。
2. 通过现浇施工方式，能够满足工程设计要求，保证施工质量。
3. 采用连续刚构悬臂端挂吊篮，能够提高施工效率，减少人工劳动强度。
4. 施工过程中，能够灵活应对各种变化，保证工序的顺利进行。
三、适应范围该工法适用于半径较小的曲线道路和桥梁建设，能够满足不同交通要求下的道路和桥梁建设需求。
同时，由于现浇施工特点，适用于不同地形、不同结构形式的工程。
四、工艺原理该工法基于悬臂施工原理，通过悬臂臂架结构、悬臂主梁支撑系统和悬臂吊篮等技术措施，实现了悬臂施工过程的连续性，保证了悬臂施工的稳定性和安全性。
通过对施工工法与实际工程的联系和分析，读者能够了解该工法的理论依据和实际应用。
五、施工工艺该工法分为预制和现浇两个施工阶段。
预制阶段包括悬臂臂架结构的预制和主梁的预制，现浇阶段包括主梁的现浇和悬臂连续施工。
六、劳动组织根据工程要求和实际施工情况，合理组织施工人员和分工，确保施工过程的高效顺利进行。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括悬臂臂架、悬臂主梁支撑系统、悬臂吊篮、混凝土泵车、起重机等，通过详细介绍这些机具设备的特点、性能和使用方法，读者能够了解机具设备的选择和使用要点。
八、质量控制对施工质量控制的方法和措施进行详细介绍，包括材料的质量检查、混凝土浇筑和养护、钢筋加工和安装、施工工序的检验等方面，确保施工过程中质量达到设计要求。
九、安全措施对施工中需要注意的安全事项进行介绍，包括悬臂施工的安全要求、起重机和悬臂吊篮的安全使用、人员防护措施等方面，让读者清楚地了解施工中的危险因素和安全措施。
铁路小半径曲线刚构-连续梁桥设计研究
收稿日期:20161015;修回日期:20161018作者简介:王存国(1983 ),男,工程师,2010年毕业于西南交通大学桥梁与隧道工程专业,工学硕士,E⁃mail:wcgwlxwcg@㊂第61卷 第8期2017年8月铁道标准设计RAILWAY STANDARD DESIGNVol.61 No.8Aug.2017文章编号:10042954(2017)08005504铁路小半径曲线刚构-连续梁桥设计研究王存国,彭华春,段 鈜(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)摘 要:为研究小半径曲线刚构-连续梁桥的受力特点,以某(36+60+36)m 铁路刚构-连续梁桥为背景进行分析㊂采用BSAS ㊁MIDAS ㊁ANSYS 建立有限元模型,针对该桥小半径㊁施工复杂等特点,从弯扭耦合效应㊁刚度㊁变形㊁稳定性等方面进行详细分析,结果表明:该桥具有足够的强度㊁刚度和稳定性㊂关键词:曲线梁;刚构-连续梁;结构设计;小半径;弯扭耦合;铁路桥中图分类号:U442 文献标识码:A DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2017.08.012Research on the Design of Rigid Frame and ContinuousGirder Bridge on Small Radius CurveWANG Cun⁃guo,PENG Hua⁃chun,DUAN Hong(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.,Ltd.,Wuhan 430063,China)Abstract :To study the mechanical performances of the small radius curve bridge of rigid⁃frame andcontinuous girder,a rigid⁃frame and continuous girder bridge with span arrangement (36+60+36)m is exampled and analyzed.A finite element model for the whole bridge is set up by BSAS,MIDAS and ANSYS.In view of the characteristics of the bridge with small radius and difficult conditions of construction,the paper conducts detailed analyses by focusing on the coupling effect of bending momentand torsion moment,rigidity,displacement and the stability.The results show that this bridge has enough strength,rigidity and stability.Key words :Curve beam;Rigid⁃frame and continuous girder;Structural design;Small radius;Couplingof bending and torsion;Railway bridges1 工程概况苏州某铁路特大桥为跨越浒光运河航道而设,航道规划净高不小于4.5m,净宽不小于40m,桥址场地高程一般在1.50~6.00m,地形开阔平坦略有起伏,地貌类型属第四系冲湖积平原类型㊂地质调查及钻孔显示,沿线场地地表下100.0m 深度范围内地基土构成除填土外,其余为第四系滨海㊁第四系河泛㊁河床相沉积物,一般由黏性土㊁粉(砂)土组成㊂由于线路跨越航道及道路,桥梁孔跨布置受线路线型控制,该桥孔跨布置型式为:(36+60+36)m 梁式结构,且无支架现浇施工的条件,采用悬臂灌注的施工方式,主桥孔跨布置见图1㊁图2㊂图1 主桥立面布置(单位:cm) 图2 主桥平面布置56铁道标准设计第61卷2主要技术标准(1) 线路等级:有轨电车。
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铁路小半径大跨度曲线连续刚构桥设计分析文强【摘要】The main part of the Xigu Yellow River Bridge on Lanzhou-Zhongchuan railway is a prestressed concrete continuous rigid frame bridge ( 80 +2 ×120 +80) m. It is across the river and located on a curve with the radius of 800 m. In this paper,the design of this bridge was introduced and the difference between a linear and a curved model was analyzed. T he reaction force,the internal force,the deformation,the prestress losses and the dynamic characteristics of the two models were calculated. T his comparison helped to further understand the behavior of this type of bridges on the small radius curve.%兰州至中川铁路西固黄河特大桥主桥采用(80+2×120+80) m 预应力混凝土连续刚构跨越黄河，主桥位于半径800 m的曲线上。
本文介绍了主桥的设计情况，并进行了直线、曲线桥梁对比分析，从支反力、内力、变形、预应力损失、自振特性等方面给出了直线、曲线分析模型的计算结果，对于认识及理解小半径曲线桥梁的受力特性具有参考价值，对类似桥梁的设计具有指导意义。
【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】4页(P1-4)【关键词】铁路桥梁;连续刚构;小半径曲线;结构设计【作者】文强【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安 710043【正文语种】中文【中图分类】U448.23;U442.51 工程概况兰州至中川铁路于兰州市西固区石岗镇附近跨越黄河干流，桥址处主河槽宽约300 m。
主流靠左岸，左岸为陡峻山崖，相对高差30 m左右，右岸滩地宽阔平坦，高出主河道约8 m。
河道常年流水，平时水深4～6 m左右。
桥址处黄河流域面积约220 000 km2，设计流量采用:Q1%=6 500 m3/s，Q0.33%=7 340 m3/s。
线路法线与黄河主槽中泓线夹角2°，主桥采用(80+2×120+80)m预应力混凝土连续刚构，位于R=800 m的圆曲线上，主桥总体布置如图1所示。
设计标准为双线客货共线铁路，时速160 km/h，活载等级为“中—活载”。
桥址地震动峰值加速度为0.238g(相当于地震基本烈度八度)，地震动反应谱特征周期0.45 s。
桥址主要地层为:第四系全新统杂填土、冲积粉土、砂质黄土、粉砂、细砂、粗圆砾土、卵石土，基底为第三系中新统泥岩夹砂岩、砂岩夹泥岩局部夹有砾岩。
图1 西固黄河特大桥主桥总体布置(单位:cm)2 主桥结构构造2.1 主梁［1-3］主桥位于半径800 m曲线上，主梁采用曲梁曲做法，梁端线与线路法向平行。
箱梁采用单箱单室变高度变截面结构，箱梁顶宽11.4 m，底宽6.7 m。
主梁计算跨径(80+2×120+80)m，梁全长401.5 m。
梁高按2次抛物线变化，中支点处梁高8.8 m，跨中及梁端梁高4.6 m，边支座中心线至梁端0.75 m。
箱梁顶板厚0.40～0.65 m，底板厚0.5～1.2 m，腹板厚0.5～1.0 m，悬臂端部厚0.25 m，根部厚0.65 m。
为了提高曲线箱梁的截面抗扭能力，在箱梁腹板顶、底部分别设0.9 m×0.3 m及0.6 m×0.3 m倒角，并在支点、刚构墩顶及主跨跨中处设置横隔墙。
主梁横截面如图2所示。
图2 主梁横截面(单位:cm)主梁按纵、横、竖三向预应力体系设计，纵向按全预应力设计。
主梁采用悬臂灌注施工法。
2.2 桥墩及基础［4］主桥中间3个桥墩均为刚构墩，高度依次为37.0，38.0，36.5 m。
如采用圆端空心桥墩，则纵向刚度过大，地震作用随刚度增大相应增大，墩身配筋困难，浪费材料且造型笨重。
因此，刚构墩采用板式双壁墩，壁厚2.2 m，双肢中心距6 m。
墩底高出百年水位2 m以下部分采用带弧形尖角的实体墩，以满足破冰及防撞要求。
桥墩造型轻巧美观，且节约材料、受力合理，如图3所示。
边墩采用圆端形空心桥墩。
图3 刚构墩构造(单位:cm)基础均采用钻孔灌注桩基础，中墩(刚构墩)采用16根直径2 m桩，边墩采用12根直径1.5 m桩。
3 主桥结构分析3.1 曲线梁特点对于直线双线铁路桥梁，在恒载及预应力作用下，由于截面及荷载在横向均对称，对箱梁不会产生扭矩及扭转变形，仅在单线活载作用下有扭转效应。
根据以往设计经验，铁路箱梁截面较大，且箱形截面自身抗扭能力较强，一般直线梁在活载下的扭转可忽略。
大曲率半径的曲线梁扭转效应较小，一般也可按直线梁设计。
但对于半径较小的曲线梁，在恒载、预应力及活载作用下均产生扭转效应，且随半径减小而更加显著，鉴于小半径曲线梁受力的复杂性，其扭转效应不容忽视［5］。
目前对于曲线梁桥的计算理论研究较多，但多数解析方法公式推导太过繁复，不利于掌握，更不利于实际曲线梁桥设计使用，其中梁格系理论较易于理解和使用，计算精度一般能够满足工程需求，故应用较广泛，但需进行扭转修正。
本文采用有限元分析方法，针对(80+2×120+80)m预应力混凝土连续刚构桥，分别建立直线、曲线单梁模型及曲线梁格模型，进行对比分析［6-7］。
3.2 静力分析3.2.1 计算模型采用MIDAS有限元软件，建立各种计算模型如图4所示。
图4 有限元计算模型3.2.2 静力计算结果［8-9］1)运营阶段支反力对于边支座，在恒载(含预应力次内力及混凝土收缩徐变)作用下，直线梁横向两个支座支反力相等;而对于曲线梁，支座横向按对称布置，则曲线外侧支反力大于内侧，内外侧支反力差值约为其平均值的40%。
在主力(恒+活)作用下，内外侧最大支反力差值约为平均值的30%，虽然不会出现受拉，但在选择支座时，如内外侧按相同吨位选择，则需考虑留有足够的富余量，以防止外侧支座承载力不足。
2)刚构墩内力刚构墩采用钢筋混凝土结构，配筋控制截面为墩顶、墩底截面。
表1为不同计算模型在恒载作用下刚构墩墩底内力。
表1 刚构墩墩底截面恒载内力(x，y，z分别代表纵、横、竖向)模型类别位置Fx/kN Fy/kN Fz/kN Mx/(kN·m) My/(kN·m) Mz/(kN·m)直线单梁边墩墩底－15 535.8 0 130 459.1 0 －397 863.1 0中墩墩底 876.9 0 139 884.6 0 44 364.1 0曲线单梁边墩墩底－14 502.4 －687.4 123 109.1 8 965.1 －426 404.7 3 818.6中墩墩底 765.5 1 943.7 135 604.2 －67 660.4 35 470.3 －620.9曲线梁格边墩墩底－14 948.9 25.7 126 740.2 －42 998.5 －463 330.6 －2 276.7中墩墩底 738.7 1 716.8 136 255.4 －89 489.7 18 701.4 －563.8从表1中可以看出刚构墩墩底截面上曲线梁有较大的横向弯矩Mx，对于纵向弯矩My，边墩曲线梁较直线梁大，而中墩则略小，曲线梁有扭转效应(Mz)但数值不大，对于竖向压力，则直线梁较曲线梁略大。
3)梁体内力对于纵向弯矩直、曲线梁在恒载作用下沿梁轴线变化规律一致，负弯矩均在刚构边墩墩顶处达到最大。
但最大负弯矩直线梁比曲线梁大10%左右，而中跨跨中弯矩图则基本重合，边跨跨中直线梁略大，如图5所示。
活载弯矩包络图直、曲线梁变化规律相同，数值差别不大。
故纵向预应力设计按直线梁考虑偏安全。
图5 恒载作用下梁体弯矩对于扭矩，直线梁在恒载作用下无扭矩，而曲线梁在恒载作用下扭矩图在纵向呈反对称形态，在支点处最大，中跨跨中为0，见图6。
图7为直、曲线梁在中活载作用下扭矩最大值(正方向)包络图，从图中可以看出，活载作用下直、曲线梁扭矩最大值变化规律基本一致，但直线梁扭矩较曲线梁大，支点处直线梁约为曲线梁的1.5倍。
恒载+活载作用下，直、曲线梁轴力相差不大，剪力则支点处直线梁较曲线梁大。
可见对于一般的曲线梁，纵向按直线梁计算是可以满足要求且偏于安全的。
图6 曲线梁恒载作用下梁体扭矩4)梁体变形图7 中活载作用下梁体扭矩分别对直、曲线梁在荷载作用下的竖向、横向及转角等位移分量进行了对比。
活载作用下，直、曲线梁竖向最大位移形状及数值基本相当，最大值均出现于中跨跨中，数值约为跨度的1/3 400。
对于恒载位移，其最大值均出现在边跨约1/4跨处，直线梁略大。
曲线梁在恒、活载作用下，均有横向位移及转角。
5)预应力损失分别对直、曲线梁的各项预应力损失进行了对比。
对于管道摩阻损失，曲线梁由于钢束平弯影响，其损失值比直线梁大，但差值很小，在10 MPa以内;锚具变形及预应力钢束松弛损失，直、曲线梁几乎无差别;弹性压缩及混凝土收缩徐变引起的预应力损失，直线梁大于曲线梁。
扣除各项损失后，除顶板合龙束外，其他钢束的有效预应力曲线梁均略大于直线梁。
由此可见，对于一般的曲线梁，纵向按直线梁计算是可以满足要求的，且偏于安全。
3.2.3 动力特性［10］对直、曲线梁建立梁单元模型，考虑实际桩基础刚度，将桥面二期恒载转化为质量，采用迭代法算得主桥前5阶振型如表2。
可以看出，直、曲线梁自振周期差别不大，曲线梁略大，振型形状类似。
表2 主桥前5阶振型?4 结语曲线梁桥受力复杂，虽然理论研究较多，但多不便于实际应用，不像直线桥易于理解。
且不同的有限元软件计算结果也有较大差异，实际设计中对于较大半径的曲线梁一般按直线梁设计，从以上分析及以往类似工程经验，一般可以满足要求且偏于保守。
但对于半径过小的曲线梁，其影响因素较多。
有研究表明，圆心角＞30°的曲线梁非线性效应明显。
另外，对于曲线梁的温度效应及地震影响分析，由于曲线桥自身结构的复杂性，目前的研究还不够完善，对于曲线桥的深入认识，还有待进一步的研究。
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