時速160～200 km 磁浮交通橋梁結構豎向剛度及溫度變形適應性研究

劉 奇 鐘建輝 李 輝

(中鐵工程設計咨詢集團有限公司,北京 100055)

磁懸浮交通具有低噪聲、無振動、安全性高、爬坡能力好、轉彎半徑小等優點[1-2],是一種具有廣闊應用前景的新型軌道交通方式[3]。 我國地域廣、人口多,對軌道交通需求量大,為磁懸浮交通發展提供重大機遇[4-5]。 目前,我國已有多條磁懸浮工程進入商業化運營階段[6],如2002 年開通的上海磁懸浮列車專線[7]、2016 年開通的長沙磁懸浮快線[8]、2017 年開通的北京地鐵S1 線等[9]。

已有許多學者對磁懸浮城市軌道交通工程開展相關研究,楊平等采用理論分析與現場試驗結合的方法,對中低速磁浮軌道梁剛度進行研究[10];余華利用車橋耦合振動分析結果選擇合理剛度[11];陶興通過對比各國規范中剛度限值,推薦中低速磁浮的剛度限值[12]。然而,目前針對時速160～200 km 磁懸浮交通系統的剛度及變形控制指標研究工作尚處于起步階段,暫無可參考的規范和工程實例。

以下結合時速160～200 km 的磁浮交通系統的具體要求,開展橋梁結構剛度和變形控制指標的研究。

1 磁浮軌道梁剛度及變形指標

軌道梁結構剛度不僅影響磁懸浮列車的運營平穩度、乘客舒適度,還會極大影響工程建設造價。 結構剛度大則乘坐舒適,但工程造價較高;結構剛度小可降低工程造價,但結構振幅大,乘坐體驗差[13-14]。 針對時速160～200 km 的磁懸浮交通軌道梁,設計工程中需結合變形指標及工程經濟性綜合考慮。

1.1 結構剛度及變形影響因素分析

軌道梁剛度限值應考慮疲勞強度降低的不利影響,結構剛度過小會導致結構振動幅度大,疲勞強度大幅降低,進而增加后期橋梁養護維修的工作量;也應考慮橋梁豎向撓度增大引起的結構次應力,以及避免結構出現較大不平順所引起的乘客不舒適。……