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拱形铁路桥
拱形铁路桥
ConcreteReinforced concreteRCSBeamReinforcement

拱形铁路桥

Jetetice

该钢筋混凝土拱形铁路桥设计用于跨越伏尔塔瓦河上的奥尔利克水坝。这是 SUDOP PRAHA 的近期项目,其复杂性不仅体现在此类桥梁典型的施工难度上,还因为其 156 米的跨度使其成为捷克共和国同类桥梁中跨度最长的一座。这一优雅的结构将成为整个山谷的标志性景观。 设计如此大规模的结构面临着若干典型挑战。这些挑战通过多种工具加以解决,IDEA StatiCa BIM 和 IDEA StatiCa RCS 也发挥了重要作用。

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关于项目

新桥因铁路线现代化改造而取代了已不能满足需求的既有钢桥。该桥位于捷克共和国 Jetetice 村附近,塔博尔–皮塞克铁路线 41.791 公里处。

设计结构为经典混凝土拱形上承式桥梁,又称腹拱桥。桥梁全长 316.3 米。12 跨混凝土桥面板由混凝土拱、桥墩和桥台支撑。拱的跨度为 156 米,矢高为 34.7 米。荷载从桥面板通过拱顶和立柱传递至嵌入地基的拱肋。


拱形结构是一种高效的结构形式,主要凭借其形状承受较大荷载。此外,如 Jetetice 拱形铁路桥的案例所示,当需要考虑地形特征(需跨越深谷和水障碍物)时,拱形结构是一种适宜的解决方案。 

拱采用临时斜拉索悬臂施工法建造。既有桥梁已得到保留,其作为现有地标的保留或可能的拆除尚待决定。

工程挑战

施工方法(采用临时斜拉索的悬臂施工法)需要大量施工阶段,本项目具体约为 130 个阶段。这直接关系到数据量,进而影响计算时间。这是此类规模项目的典型问题。

工程团队还需处理其他具有挑战性的任务,例如通过几何非线性计算验证斜拉索的有效性、通过线性屈曲分析解决细长桥墩的二阶问题,以及通过非线性计算评估附加内力。

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解决方案与成果

我们请负责该项目的设计师描述了工作流程。

小型团队首先通过设计拱的形状来确定桥梁的主要尺寸。这是一个迭代过程,直至初步设计通过。桥梁首先在有限元分析软件(MIDAS Civil)中进行全面分析和验证,包括所有结构阶段。随后,需要重点关注关键构件,进行钢筋设计和验算。这正是在流程中引入 IDEA StatiCa 的时机。

SUDOP PRAHA 使用 IDEA StatiCa 已逾十年,这使他们在使用各应用程序方面积累了丰富的专业经验。因此,团队能够轻松充分发挥该软件的优势。

我们使用 IDEA StatiCa 已有很长时间,深知该软件的能力边界以及如何与之配合使用。

Ing. Jakub Göringer, Ph.D.

Ing. Jakub Göringer, Ph.D.

负责任工程师

在有限元分析软件(MIDAS Civil)中完成所有阶段的分析后,团队选取了承载能力极限状态、正常使用极限状态的极端组合以及拱的关键截面。通过 BIM 链接,他们直接从 MIDAS 将所选部分导入 IDEA StatiCa BIM。内力无需再手动输入,同时仅需使用关键截面和极值进行钢筋设计。这将数据量和计算时间降至最低。

通常,此类项目会面临数据量大、计算时间长等问题。借助 IDEA StatiCa,我们能够在较短时间内完成截面的规范校核和钢筋设计。

Ing. Jakub Göringer, Ph.D.

Ing. Jakub Göringer, Ph.D.

负责工程师

IDEA StatiCa 的另一大优势在于其能够创建一般截面,否则这些截面将难以手算,尤其是其截面特性。以下为 IDEA StatiCa RCS 的输出结果,其中对拱箱和桥墩进行了规范校核。

此外,软件输出的结果以图形形式清晰呈现,团队因此对项目保持了良好的掌控,从而确保了设计的安全性。


关于 SUDOP PRAHA

SUDOP PRAHA a.s. 是一家项目、咨询及工程公司,专注于交通基础设施问题的综合解决方案,尤其是铁路施工、公路及高速公路施工以及城市大众交通系统。

SUDOP PRAHA 不仅为包括桥梁、隧道和工程设施、通信与安全系统、电气化及电力供应在内的结构提供综合技术解决方案,还解决交通控制与组织、交通及汽车技术、维修基地、物流、票价政策、运输经济与融资以及结构环境影响等问题。

该公司荣获 IDEA StatiCa Excellence Awards 2023 大型项目:混凝土类别奖项。

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