Мост Жунцзян является частью высокоскоростного железнодорожного маршрута Сямынь-Шэньчжэнь, построенного в городе Цзеян провинции Гуандун, Китай. Это самый длинный мост в мире с основным пролетом 660 м между двумя гибкими стальными арками и жесткими балками.
Мост Жунцзян считается самым сложным длиннопролетным мостом, который когда-либо строился для сети высокоскоростных железных дорог. Это объясняется многочисленными строительными проблемами, масштабами проекта и необходимостью использования высокоспециализированных компонентов.
Модель моста Жунцзян
В этой статье мы рассмотрим конструктивные элементы моста Жунцзян, ключевые факторы, связанные с его проектированием, детали фундамента и процедуру строительства.
1. Структурные компоненты моста Жунцзян
Структурными компонентами моста Жунцзян являются главная балка, ферменные плиты и система настила. Главная балка состоит из четырех непрерывных пролетов стальных ферменных балок и двух элементов стальных арок. Подходные мосты состоят из предварительно напряженных бетонных балок длиной 32 м и построены на простых опорах. Стальная ферменная балка весит около 15 000 тонн, а одиночная балка – около 70 тонн.
В главном мосту использовалась сталь Q370-qE для всех стальных компонентов, толщина которых превышает 40 мм. Кроме того, сталь Q370-qD была использована для более тонких стальных компонентов, таких как несущие каркасы. Для свайных фундаментов, опор и оголовков свай был выбран бетон марок прочности C30, C35 и C40 соответственно.
1.1 Главная балка моста Жунцзян
Для строительства главной балки были приняты два компонента треугольной фермы N-типа с вертикальными стержнями. Главные фермы были разнесены на 15 м от центра до центра с расстоянием между узлами 11 м. Всего 20 и 10 узлов были предусмотрены в среднем и боковом пролете, соответственно.
Высота стальной фермы была ограничена 15 м и 30 м в среднем пролете и на опорах, соответственно. Стальные арки были установлены на главной балке, чтобы расширить диапазон основного моста. Стальная арка имела форму параболы для обеспечения большей гибкости основного моста.
Пролет и высота гибкой арки составляли 220 м и 44 м, соответственно. Таким образом, было достигнуто отношение высоты к пролету 1/5. Главная балка фермы состояла из трех элементов, названных нижней хордой, верхней хордой и диагональной хордой. Эти элементы были соединены с ферменными плитами высокопрочными болтами. Для ферм и соединительных стержней были приняты коробчатые и Н-образные сечения, соответственно.
Главный пролет моста Жунцзян
1.2 Пластины ферм
В большинстве частей моста Жунцзян были использованы пластины ферм. Одна из основных пластин была названа E-11, которая выбрана для подробного описания свойств пластины в данной статье. Пластина E-11 была установлена на стыке между гибкой аркой и стальной ферменной балкой.
Напряженное состояние пластины E-11 является сложным, так как к ней было подключено в общей сложности десять элементов. Вся опорная плита E11 состоит из пяти типов стальных пластин. Эти стальные пластины были названы N1, N2, N3, N4 и N5. Толщина N1 составляет 50 мм, N2 и N3 – 42 мм, а N4 и N5 – 40 мм.
1.3 Система настила моста Рунцзян
Устройство настила моста Жунцзян представляет собой балластную дорожку. Он был впервые предусмотрен для любой высокоскоростной железнодорожной сети в мире. Путь состоял из трех секций, а именно: балластного слоя, подушки и стального настила. Межосевое расстояние между двумя путями составляет 4,6 м, а ширина тротуара и балластного резервуара – 1,3 м и 9 м соответственно.
Между стальным настилом и балластным слоем была предусмотрена легкая подушка. Для создания максимально легкой подушки был использован слой CAP с высокой адгезией. Гидроизоляция подушки была выполнена с использованием системы MMA. Для легкого защитного слоя CAP с высокой адгезией был предусмотрен слой бетона из полипропиленовой сетки с волокнами C40 толщиной 38 мм и 12-миллиметровая прокладка AP с высокой адгезией.
Стальной настил был соединен с нижней хордой с расстоянием 11 м между поперечными балками для обеспечения большей жесткости. Соединение было выполнено таким образом, что на каждом главном поперечном соединении было предусмотрено три второстепенных соединения с шагом 2,75 м.
Для соединения поперечных балок было выбрано перевернутое Т-образное сечение. Также была создана ортотропная система мостового настила путем расположения U-образных и I-образных ребер на панели настила моста.
2. Критерии проектирования моста Жунцзян
Мост Жунцзян был спроектирован для высокоскоростной железнодорожной сети. Ниже описаны критерии проектирования, принятые для моста Жунцзян:
Для поглощения вибрации использовалась специальная стальная ферменная балка.
3. Детали фундамента моста Жунцзян
При строительстве моста Жунцзян был использован свайный фундамент. Всего было предусмотрено три типа стальных опорных пирсов, а именно: опоры для среднего пролета, опоры для бокового пролета и вспомогательные опоры. Проектная мощность опоры среднего пролета и опоры бокового пролета составляет 10 000 тонн и 7500 тонн соответственно. В то время как для опоры вспомогательного пирса проектная мощность составляет 1500 тонн.
Полый пирс был принят для строительства из-за его отличных характеристик при динамической нагрузке для высокоскоростных железных дорог. Максимальная высота мостового пирса составляет 45 м. Для свайного фундамента было принято круглое сечение, и были предусмотрены два типа свай диаметром 2 м и 2,8 м. Максимальная глубина свайного фундамента составляет 110 м.
4. Строительные процедуры
V-образные хорды жесткости были предусмотрены для главного моста, чтобы сформировать непрерывную стальную балку. Кроме того, для соединения других пролетов моста были использованы гибкие стальные арки. Однако соединение гибких стальных арок со стальной ферменной балкой оказалось сложной задачей.
Для преодоления проблем соединения была разработана схема возведения непрерывной стальной ферменной балки с гибкой аркой на разных уровнях и осуществления поэтапного закрытия. Таким образом, непрерывная стальная ферменная балка была построена до возведения гибких стальных арочных конструкций.
Для строительства стальной ферменной балки на четырех различных платформах были использованы четыре крана с выгрузкой. Краны были расположены таким образом, что один кран мог выполнить задачу до середины двух основных пролетов.
Гибкие стальные арки последовательно поднимались двумя кранами-вытяжками от внешнего края двух гибких ребер арок до узловой точки основного моста. На промежуточном пирсе было предусмотрено стыковое соединение для обозначения операции закрытия кранов. Строительство моста Rongjiang было завершено, следуя вышеуказанным этапам.
Строительство непрерывной стальной ферменной балки
Часто задаваемые вопросы
Какой самый длинный в мире мост с жесткой балкой и гибкой аркой?
Мост Жунцзян, инженерный проект высокоскоростной железнодорожной сети Сямэнь-Шэньчжэнь в Китае, является самым длинным в мире мостом с жесткой балкой и гибкой аркой.
Какова расчетная скорость движения поездов по мосту Жунцзян?
Расчетная скорость движения поездов по мосту Жунцзян составляет 250 км/ч.
Какой тип фундамента предусмотрен для моста Жунцзян?
Тип фундамента для моста Жунцзян – свайный, диаметр свай делится на два: 2,0 и 2,8 м. Максимальная глубина свай – 108 м.
Какая марка стали и бетона использовалась при строительстве моста Rongjiang?
Сталь марки Q370-qE была использована в основном мосту для всех стальных компонентов толщиной более 40 мм. Кроме того, сталь Q370-qD была использована для более тонких стальных компонентов, таких как несущие каркасы. Для свайных фундаментов, опор и оголовков свай был выбран бетон различных марок прочности, например, C30, C35 и C40 соответственно.
Как было выполнено соединение между гибкими стальными арками и стальной ферменной балкой моста Rongjiang?
Соединение было осуществлено путем возведения непрерывной стальной ферменной балки с гибкой аркой на разных уровнях и поэтапного закрытия. Таким образом, непрерывная стальная ферменная балка была построена до возведения гибких стальных арочных конструкций.
Причина роста транспортной системы Китая: конкретный пример
Великая Китайская стена: Строительство самого крупного в мире проекта из когда-либо предпринимавшихся
Мост Ченаб: Строительство самого высокого в мире железнодорожного моста
Читайте далее:- Проектирование кровельных ферм.
- Типы арочных конструкций по форме, материалу изготовления, качеству исполнения.
- Мост Ченаб: Строительство самого высокого в мире железнодорожного моста.
- Типы свай в зависимости от передачи нагрузки, функции, материала и грунта.
- Мост Хаурах: Строительство самого длинного консольного моста в Индии.
- Как выполнять кирпичную кладку в круглых и плоских арках? [PDF].
- Типы мостов по пролетам, материалам, конструкциям, функциям, полезности и т.д..