[发明专利]一种高速铁路无砟轨道斜拉桥钢桁结合主梁结构

说明书

本发明公开了一种高速铁路无砟轨道斜拉桥钢桁结合主梁结构，包括：主桁和横向联结系，所述主桁设置在两侧，所述横向联结系设置在所述主桁之间，设置在所述主桁的上部；结合桥面，包括钢横梁和混凝土桥面板，所述钢横梁固定在所述主桁的下部，所述混凝土桥面板设置在所述钢横梁的顶面上，用于铺设无砟轨道板；斜拉索锚固结构，设置在所述主桁结构的顶面上。本发明采用钢桁梁与混凝土桥面板结合的主梁结构形式，结构刚度大，有利于提高轨道结构平顺性，保证高速列车的安全性和行车舒适性；混凝土桥面板与铁路轨道板底座板结合性能好，结构耐久性好，养护工作大幅减少；同时桥面板采用混凝土结构，主梁用钢量较省，经济效益较好。

技术领域

本发明涉及桥梁主梁技术领域，具体涉及一种高速铁路无砟轨道斜拉桥钢桁结合主梁结构。

背景技术

无砟轨道是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构，又称无渣轨道，是当今世界先进的轨道技术。无砟轨道采用自身稳定性较好的混凝土或沥青道床代替有砟道床来传递行车时的动、静载荷。

无砟轨道对于施工和设计具有较高的要求。梁端转角和桥面变形产生的轨面不平顺性的控制是实现铺设无砟轨道的关键技术要求。《铁路桥涵设计规范》规定，采用无砟轨道的桥梁结构梁端竖向转角应在1‰以内，轨面的不平顺要求在3m长的基准，一线两根钢轨的竖向变形量差值不大于1.5mm。对于大跨度的铁路钢桁梁桥，目前常用的铁路桥面系结构有纵横梁结构和正交异性钢板桥面结构。纵横梁结构桥面系为分散结构，纵梁和横梁之间采用栓接。纵梁沿桥梁纵向不是连续的结构，仅适合速度120Km/h的桥梁结构。采用无砟轨道的桥梁通常设计行车速度值通常在200Km/h以上，因此纵横梁结构不适用于无砟轨道桥。正交异性钢板桥面的桥面板与主桁上弦焊接(或栓接)，可参与桁梁整体受力，减小弦杆截面。但桥面板截面重心和弦杆重心不一致，在轴力作用下，会在截面中产生附加的弯矩，使弦杆和桥面板产生附加的应力，降低了截面的承载能力。同时桥面板自身的抗弯刚度较弱，在荷载作用下，桥面板会产生较大的桥面局部变形，增大了梁端转角和轨面不平顺值。

为此，中国发明专利CN103225263A提供了一种铁路无砟轨道钢桁梁正交异性钢箱桥面板，在桥面板的钢箱顶板、钢箱底板上焊接纵向通长的U形加劲肋，钢箱顶板和钢箱底板之间设置纵向通长的板式加劲肋、钢箱横隔板，钢箱顶板和钢箱底板与主桁弦杆焊接或栓接，箱型铁路桥面的钢箱横隔板与主桁弦杆隔板用高强度螺栓进行连接。该发明在钢箱顶板、钢箱底板设置了纵向通长的板式加劲肋、钢箱横隔板，将钢箱桥面的顶、底板连接为整体的钢箱结构，在一定程度上减小主桁弦杆的截面尺寸和板厚，降低主桁弦杆的制造安装难度；钢箱和主桁截面重心基本一致，在轴向力作用时，截面产生的附加弯矩小，截面上下缘受力均匀；箱桁组合结构刚度大，可在一定程度上减小桥梁端的转角，适合无砟轨道桥梁使用。

但上述铁路无砟轨道钢桁梁正交异性钢箱桥面板具有以下缺点：

(1)钢箱梁用于大跨度无砟轨道斜拉桥，存在刚度偏低、需采取其他结构措施提高结构刚度，以保障高速铁路无砟轨道的行车要求；

(2)正交异性钢桥面顶板与轨道底座板通过剪力件连接，结合性能稍差，轨道底座板的收缩受钢桥面的约束而易开裂；且钢桥面本身存在疲劳开裂的高风险，养护工作量大。

有鉴于此，急需对现有的高速铁路无砟轨道斜拉桥面结构进行改进，以提高无砟轨道斜拉桥面结构的刚度、降低其疲劳开裂的风险。

发明内容

针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提供一种高速铁路无砟轨道斜拉桥结合主梁结构，以解决现有的钢桁梁或钢箱梁无砟轨道斜拉桥存在的刚度低、钢桥面顶面与轨道底座板结构性能差、容易开裂的问题。

为此，本发明提供的一种高速铁路无砟轨道斜拉桥钢桁结合主梁结构，包括：

主桁和横向联结系，所述主桁设置在两侧，所述横向联结系设置在所述主桁之间，设置在所述主桁的上部；