京沪高速铁路桥梁概况.docx

1、京沪高速铁路桥梁概况京沪高速铁路桥梁概况高速办 王兴铎内容摘要：本文从京沪高速铁路桥梁的特点、设计和施工三方 而对京沪铁路桥梁的前期研究及现状做简要介绍。、京沪高速铁路桥梁的特点高速铁路具有安全、高速、舒适的巨大优势，这也对基础设施 提出了更高的要求，要求线下结构具有良好的平顺性。桥梁作为重 要的基础设施和线下结构的重要组成部分，能否满足安全、高速、 舒适的要求，对高速铁路全线具有举足轻重的作用。桥梁结构如何顺应高速铁路的要求，与既有线铁路桥梁相比有 那些特点。概括起来说就是：一小、二大、三重、四多。1、一小，就是变形小。为保证高速铁路线路的平顺性，必须要求高速铁路桥梁的变形 要小。引起桥梁变

2、形的主要因素有：梁体自重、二期恒载、列车活 载、施加预应力及温度应力等。受这些内外部因素的影响桥梁结构 势必要产生变形，但我们对这些变形一定要加以限制，具体的要求 如下：（1）梁体的竖向挠度的要求在ZK活载（ZK活载详见第二节）作用下梁体的竖向挠度应不 小于表1所示的限值。表1 京沪高速铁路梁体竖向挠度限值（L为桥梁跨度）LW24M24MVLW40M40MCL单跨L/1300L/1000L/1000多跨L/1800L/1500L/1200实际设计为：在设计荷载作用下1/30001/4000,在运营 荷载作用下1/7000l/8000o（2） 梁端竖向折角不应大于2%0；水平折角不应大于1%。（

3、3） 拱桥和刚架桥的竖向挠度，除考虑ZK活载的静力作用外, 尚应计入温度变形的影响。此时梁体竖向挠度，按下列情况之不利 者取值，并满足本条所列限值的要求。1） ZK活载静力作用下产生的挠度值与0.5倍温度引起的挠 度值之和；2） 0. 63倍ZK活载静力作用下产生的挠度值与全部温度引起 的挠度值之和；（4） 在列车摇摆力、离心力、风力和温度的作用下，梁体横向 的水平挠度应小于或等于梁体计算跨度的1/4000,为竖向的l/2o（5） ZK活载作用下，梁体允许最大扭转角应为1%。（6） 预应力混凝土梁的徐变上拱值应严格控制。线路铺设后， 有渣桥面梁的徐变上拱值不宜大于20MM,无渣桥面梁的徐变上拱

4、值 不应大于10MM。上拱度的控制方法：a施加预应力的方法，b预应 力的设置，c张拉完成后静停2个月。（7） 墩台基础的沉降量应按恒载计算，对于外静定结构，其拱 后沉降量不应超过下列容许值：（墩顶位移：纵向5L1/2mm,横向 4L1 mm,并且不大于5mm）对于有渣桥面桥梁：墩台均匀沉降量 50mm相邻墩台沉降量之差20mm对于无渣桥面桥梁：墩台均匀沉降量 20mm相邻墩台沉降量之差20mm2、二大，就是刚度大。为减少梁体变形，提高线路的平顺性，就要增大梁体刚度。解 决增大梁体刚度的有效的办法，就是加大梁体高度，表2是国外高 速铁路桥梁高度的一般情况（多为l/llL）o表2 国外高速铁路预应

5、力混凝土桥梁高度概况国名跨度（M）梁高（M）高跨比截面形式意大利232. 51/9.2箱梁德国422342.41/10.41/9.58箱梁西班牙402. 31/10. 45片式法国505. 71/8. 77槽形梁日本29.22. 651/114片式34.22. 651/12. 16片式韩国25402.53.51/101/11.4箱梁 箱梁台湾省303. 081/9.74箱梁表3是我国秦沈客运专线大量使用的预应力混凝土简支梁的梁 高情况。表3我国秦沈线预应力混凝土桥梁高度概况线别跨度（M）梁高（M）高跨比截面形式双线322.61/12. 3箱梁单线322.71/11.9箱梁双线2421/12箱梁

6、单线2421/12箱梁双线201.81/11.1箱梁单线201.81/11.1箱梁表4是我国京沪高速铁路目前考虑的桥梁高度情况（梁高可能 进一步提高到1/11L）表4 我国京沪高速铁路桥梁高度情况结构型式跨度（M）梁高（M）高跨比截面形式简支梁242.41/10箱梁简支梁322.81/11.4箱梁连续梁242.21/10. 9箱梁连续梁322.41/13. 3箱梁连续梁4031/13. 3箱梁从表24可以看出，高速铁路桥梁的高度是比较高的，高跨比 一般在1/91/12,桥梁高度主要受刚度要求控制。3、三重，就是梁体重。由于京沪高速铁路的线间距是5M,这就要求桥面宽度较既有线 和秦沈线要宽，京沪

7、高速铁路桥梁的桥面宽度为13. IMo桥梁高度 又比较高，因此，京沪高速铁路桥梁是比较重的，目前设计的桥梁 重量是：24M双线箱梁重约570吨；32M双线箱梁重约800吨。特别提醒注意的是：1） 这些梁重有可能变化，若采用架桥机施工，架桥机能力应有 一定的富裕。2） 梁重误差不超过5%。3） 京沪高速的32m梁高将为3m,重为820t,加上5%的误差， 梁重应按870t考虑。4） 梁的外形尺寸L=32. 6m,支座中心距31. Im。5） 箱梁进人维修：从空心墩处进入或从桥台梁端处进入。6）京沪高速铁路桥无护轮轨。4、四多，就是桥梁多。京沪高速铁路全线约1300公里，桥梁500多公里，占全线4

8、0% 以上。1） 随着地价的不断升高，桥梁将越来越多。2） 城市减少拆迁，利于环保，桥梁将越来越多。3） 地基处理造价与桥梁的造价相近，同时考虑地基处理工期较 长，桥梁将增多。4） 京沪铁路最长桥梁约40km,桥长10km以上的很多。二、京沪高速铁路桥梁设计在设计方而京沪高速铁路桥梁与普通铁路桥梁有许多不同之 处，主要有：1、设计荷载不同普通铁路桥梁设计荷载采用中-活载，大家对这些都很清楚，京 沪高速铁路桥梁设计荷载采用ZK （中国客运专线）活载，活载图式 见图1、图2oQCC WC -00 rOCKN3乙KN/n 5KM/r图1 ZK标准活载图式（一）0 小 次G 心KN/ 1.6/Zl.S

9、r /图2 ZK标准活载图式（二）京沪高速铁路桥梁设计采用ZK活载的理由有两个：一是在活 载图式上向国际通用图式一UIC标准活载图式靠拢；二是在活载强 度上要适应我国京沪高速铁路运营列车活载的具体情况。经过课题 研究，我国京沪高速铁路桥梁设计荷载采用ZK标准活载。2、桥面布置不同京沪高速铁路的桥上轨道结构形式有两种：一是有渣轨道；二 是无渣轨道，图3是京沪高速铁路设计暂行规定中给出的有渣 轨道桥面布置图，无渣轨道桥面与此类似。图4是目前设计的24M、 32M连续箱梁的轮廓图。京沪高速铁路桥梁桥面布置图（有砂）有接触网柱（直线区段）无接触网柱接触网处悬臂板局部加强H图3京沪高速铁路桥面布置图注：

10、在曲线地段，挡磴墙的髙度不小于外轨顶标髙约l0m,在梁上预埋钢筋， 箱梁架设后立模现浇，梁的有效髙度=梁高+挡瞪墙髙，不小于3.5m,应按此 高度考虑架桥机。24m跨度系列跨中处 支点处跨中处 渐跨度系列 支点处图4连续箱梁总体结构尺寸简图3、设计要求不同一动态设计高速铁路桥梁设计，要进行车一线一桥耦合动力响应计算，使 之满足规定的动力设计指标，即所说的桥梁动态设计，这是高速铁 路桥梁与普通铁路桥梁在设计上的一个主要不同。高速铁路桥梁动 态设计要满足的动态指标包括：脱轨系数：Q/PW0.8轮对竖向减载系数：P/PW0.6轮轨横向水平力：QW80KN车体竖向振动加速度：W0.13g （半幅）车体

11、横向振动加速度：W0.10g （半幅）斯佩林舒适度指标：W2.5 优2.5 2.75 良2.753.0 合格混凝土桥梁的横向振幅伴峰值）:A=L/16.5（MM）其中L为桥梁 跨度，单位为M。桥梁设计还要满足表5所示的竖向自振频率要求。表5常用简直梁竖向自振频率限值跨度（M）16202432404856自振频率限值7.5653. 7532. 382. 18三、京沪高速铁路桥梁的施工制定桥梁施工计划，首先要清楚京沪高速铁路桥梁的类型，从 前一阶段的设计情况来看，京沪高速铁路桥梁的类型统计大体上如 表6o表6 京沪高速铁路桥梁概况北京一徐州徐州一上海正线全长667. 79km639km桥梁全长26

12、7. 1km (40%)280. 4km (43. 9%)特大桥116-227. 7km85. 10%103-247. 6km88. 30%大中桥291-14. 2km5. 30%319-32. 8km11.60%梁型统计16m T 梁662. 4m0. 20%简支箱梁24、 32、 40m169. 2km166. 8km常用跨度连续梁55402. 5m连续梁3856. 4m结合梁 4652. 4m大跨连续梁 13324m刚构 合计长:77. 235km86844m 连续梁4924m 结合梁3282m大跨 连续梁11301m刚构 合计长:106.4km特殊结构桥梁64+96+64连续梁63+1

13、16+63低塔斜拉桥80+128+80低塔斜拉桥120 刚纸拱96 提蓝拱0. 5%70+120+70连续梁40+80+40V型刚构 30+70+120+30斜拉桥0. 5%从上表可以看出：特殊结构的大跨度桥梁很少，尤其是跨度在120M以上的桥梁很少，绝大多数是常用跨度的桥梁。在这部分桥 梁中，跨度主要集中在24M、32M和40M,结构型式有两种：简 直梁和连续梁，所占比例大体相当。代表性的简直梁是24M、32M 双线整孔箱梁；代表性的连续梁是2X24M、3X24M、4X24M、 5X24M、2X32M、3X32M、4X32M、2X40M 等。在考 虑梁施工方法是只要针对这两种结构形式。1、简直梁的施工方法，主要是架桥机的方法。值得注意的是, 研制架桥机时，要充分考虑京沪高速铁路桥梁的特点。2、连续梁的施工方法，主要是桥位制梁的方法。有满布脚手法、 移动模架法和移动支架法（节段拼装，干接）。