高速鐵路橋梁講義課件

高速鐵路橋梁

高速鐵路橋梁1

GonglianDAI

CentralSouthUniversity1、高速鐵路和橋梁特點2、高速鐵路橋梁活載標(biāo)準(zhǔn)3、高速鐵路橋梁變形檢算標(biāo)準(zhǔn)4、高速鐵路橋梁動力檢算標(biāo)準(zhǔn)5、高速鐵路橋梁的基本類型6、高速鐵路橋梁橋面系及附屬設(shè)施GonglianDAI21、高速鐵路和橋梁特點

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根據(jù)UIC（國際鐵道聯(lián)盟）的定義，高速鐵路是指運營速度達時速200公里的鐵路系統(tǒng)。中國《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》定義，新建鐵路旅客列車最高行車速達到時速250公里及以上的鐵路。設(shè)計速度、運營速度、旅行速度、技術(shù)速度、試驗速度1、高速鐵路和橋梁特點CentralSouth3高速鐵路系統(tǒng)包括土建工程、牽引供電、列車運行控制、高速動車、運營調(diào)度、客運服務(wù)六個子系統(tǒng)。高速鐵路系統(tǒng)包括土建工程、牽引供電、列車運行控制、高速動車、4

國外高速鐵路

1964年，日本修建了世界上第一條高速鐵路——東海道新干線，開通時列車運營速度為時速210公里，（現(xiàn)已提速至?xí)r速270公里）開啟了世界高速鐵路建設(shè)的序幕。世界各國第一條高速鐵路運營時間

世界各國高速鐵路運營里程（至2011年7月）國外高速鐵路世界各國第一條高速鐵5能耗占地CO2排放能耗占地C6國外及中國臺灣高速鐵路橋梁工程概況表國外及中國臺灣高速鐵路橋梁工程概況表7高速鐵路橋梁講義課件8高速鐵路橋梁講義課件9高速鐵路橋梁講義課件10高速鐵路橋梁講義課件11國家高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃國家高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃12中國大陸已運營高速鐵路橋梁工程概況表中國大陸已運營高速鐵路橋梁工程概況表13中國大陸在建高速鐵路橋梁工程概況表中國大陸在建高速鐵路橋梁工程概況表14高速鐵路橋梁講義課件15高速鐵路橋梁講義課件16中國內(nèi)陸高速鐵路橋梁所占比例（%）國外及中國臺灣高速鐵路橋梁所占最大比例（%）中國內(nèi)陸高速鐵路橋梁所占比例（%）國外及中國臺灣高速鐵路橋梁17高速鐵路土建工程的突出特點表現(xiàn)在：1）橋梁是高速鐵路土建工程中重要組成部分橋梁是高速鐵路土建工程中重要組成部分，比例大、高架橋及長橋多，同時也是控制建設(shè)周期和保證安全舒適運營的關(guān)鍵。高速鐵路土建工程的突出特點表現(xiàn)在：182）高速鐵路橋梁的定位是為高速列車提供穩(wěn)定、平順的橋上線路

橋梁的功能不再僅僅提供跨越功能，而是為高速列車提供穩(wěn)定、平順的線路。橋上線路與路基上、隧道中的線路不同，除了基礎(chǔ)沉降外，橋梁結(jié)構(gòu)在列車活載通過時產(chǎn)生變形和振動；風(fēng)力、溫度變化、日照、制動、混凝土徐變等因素作用下產(chǎn)生各種變形，橋上線路平順性也隨之發(fā)生變化。因此，每座橋梁都是對線路平順的干擾點。尤其是大跨度橋梁。為了保證高速列車的行車安全和乘坐舒適，高速鐵路橋梁除了具備一般橋梁的功能外，首先要為列車高速通過提供高平順、穩(wěn)定的橋上線路，橋梁是線路的基礎(chǔ)，車—線—橋共同作用是其突出特點。2）高速鐵路橋梁的定位是為高速列車提供穩(wěn)定、平順的橋上線路193）無砟軌道在高速鐵路中廣泛應(yīng)用橋上軌道結(jié)構(gòu)分有砟和無砟軌道，其中無砟軌道對橋梁變形要求更加嚴(yán)格。無砟軌道的優(yōu)點彈性均勻、軌道穩(wěn)定，養(yǎng)護維修工作量減少，線路平、縱斷面參數(shù)限制放寬，曲線半徑減小，坡度增大。無砟軌道基本類型軌道板工廠預(yù)制、現(xiàn)場鋪設(shè)—日本板式軌道、德國博格型無砟軌道現(xiàn)場就地灌筑—德國雷達型無砟軌道（長枕埋入式、雙塊式）高速鐵路橋梁講義課件20高速鐵路橋梁講義課件21高速鐵路橋梁講義課件224）橋上無縫線路與橋梁共同作用修建高速鐵路要求一次鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路，以保證軌道的平順和穩(wěn)定。橋上無縫線路可看作為不能移動的線上結(jié)構(gòu)，而橋梁在列車荷載、列車制動作用下和溫度變化時要產(chǎn)生位移。當(dāng)梁、軌體系產(chǎn)生相對位移時，橋上鋼軌會產(chǎn)生附加應(yīng)力。高速鐵路橋梁必須考慮梁軌共同作用。盡量減小橋梁的位移與變形，以限制橋上鋼軌的附加應(yīng)力，保證橋上無縫線路的穩(wěn)定和行車安全。4）橋上無縫線路與橋梁共同作用235）橋梁優(yōu)勢是利于橋下交通、節(jié)約土地、控制變形在平原及人口密集區(qū)高速鐵路若采用高架橋的形式通過，可以合理利用空間，節(jié)約土地資源；在軟土地區(qū)及其他地質(zhì)條件較差的地區(qū)，修建橋梁作為軌道的下部基礎(chǔ)可以利用橋梁剛度大變形小的特點，來保證軌道的平順性，以滿足高速行車的需要。因此，橋梁在高速鐵路中所占的比例較大。5）橋梁優(yōu)勢是利于橋下交通、節(jié)約土地、控制變形242.1、高速鐵路橋梁的總體設(shè)計要求1）線路平面

連續(xù)梁、鋼梁及較大跨度橋梁宜設(shè)在直線上，困難條件可設(shè)在曲線上。正線線路平面平曲線半徑、緩和曲線長度及相鄰曲線間的夾直線，均應(yīng)滿足線路的要求。

2、高速鐵路橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)線路平曲線半徑表（m）2.1、高速鐵路橋梁的總體設(shè)計要求2、高速鐵路橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)25簡支梁以直代曲，連續(xù)梁橋梁中線為曲線。2）線路縱斷面區(qū)間正線的最大坡度不宜大于20/1000，困難區(qū)段也不大于30/1000，正線最小坡段長度及豎曲線半徑應(yīng)滿足線路要求。

正線最小坡長及最小豎曲線半徑簡支梁以直代曲，連續(xù)梁橋梁中線為曲線。正線最小坡長及最小豎曲263）線路橫斷面橋梁直線、曲線梁上線間距相同，軌道超高由軌道板底座調(diào)整，橋面根據(jù)軌道結(jié)構(gòu)形式設(shè)置六面排水或四面排水橫坡。

軌道的超高一般為170毫米4）結(jié)構(gòu)耐久性橋梁結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限為100年，無砟軌道主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限應(yīng)不小于60年。3）線路橫斷面27高速鐵路橋梁講義課件282.2、活載模式高速鐵路的列車荷載，是高速鐵路橋梁設(shè)計的最重要參數(shù)之一，直接影響結(jié)構(gòu)的安全度和建造成本?；钶d的圖式影響參數(shù)：線路上運行的機車車輛本身的參數(shù)如列車類型、軸距、軸重、編組以及車輛將來的發(fā)展；運輸模式（單一的客運或客貨共運）；速度指標(biāo)不同結(jié)構(gòu)體系的加載方式等。不同規(guī)范的核心問題在于活載模式的不同。2.2、活載模式高速鐵路的列車荷載，是高速鐵路橋梁設(shè)計的最29（1）、歐洲高速鐵路設(shè)計活載

歐洲高速鐵路采用統(tǒng)一的UIC活載。包絡(luò)的運營列車包括：最大時速為80km的特重列車、最大時速為120km的重型貨車、最大時速為250km的長途客車和最大時速為300km的高速輕型客車，共有6種車輛模式，相應(yīng)的動力系數(shù)僅與跨度有關(guān)。（1）、歐洲高速鐵路設(shè)計活載30UIC活載圖式涵蓋的6種運營列車UIC活載圖式涵蓋的6種運營列車31（2）、日本高速鐵路設(shè)計活載日本高速鐵路采用的高速列車專用荷載N、P荷載。日本活載模式是單一的輕型高速列車體系，N、P荷載模式非常接近日本實際的高速運營列車活載。日本標(biāo)準(zhǔn)P活載和UIC活載圖式中包含的時速300km的高速輕型高速列車活載的軸重、軸距相差不大。（2）、日本高速鐵路設(shè)計活載32日本N、P活載圖示日本N、P活載圖示33

（3）中國高速鐵路設(shè)計活載中國高速鐵路采取客運專線和客貨共線鐵路并存的運營模式。客運專線專用于旅客快速運輸，設(shè)計時速300—350km/h，如武廣、鄭西客運專線等；對客運專線橋梁，最終確立了基于UIC活載模式的ZK活載模式，相當(dāng)于0.8UIC設(shè)計活載客貨共線鐵路同時承擔(dān)客運和貨運任務(wù)，設(shè)計時速200~250km/h，如溫福鐵路、福廈鐵路等。（3）中國高速鐵路設(shè)計活載34

對客貨共線高速鐵路橋梁設(shè)計活載為ZK活載，同時采用中活載進行檢算強度及應(yīng)力，ZK荷載檢算變形?？箯潖姸瓤辜魪姸瓤古姸?/p>

正應(yīng)力剪應(yīng)力主拉應(yīng)力結(jié)構(gòu)的平順性非常重要!!!抗彎強度抗剪強度抗扭強度正應(yīng)力剪應(yīng)力主拉應(yīng)力352.3活載動力系數(shù)（1）UIC活載動力系數(shù)UIC活載動力系數(shù)基本采用德國橋梁荷載規(guī)范中的活載系數(shù)。對于特殊保養(yǎng)的鐵路：1.00≤φ2≤1.67對于正常養(yǎng)護的鐵路：1.00≤φ3≤2.0

2.3活載動力系數(shù)36UIC活載動力系數(shù)（2）日本鐵路活載動力系數(shù)UIC活載動力系數(shù)（2）日本鐵路活載動力系數(shù)37（3）中國橋梁活載動力系數(shù)

橋跨結(jié)構(gòu)：1+μ=1+（1.44/（Lφ0.5-0.2）-0.18）式中：Lφ——加載長度（m），其中Lφ＜3.61m時按3.61m；簡支梁時為梁的跨度；n跨連續(xù)梁時取平均跨度乘以下列系數(shù)：n=21.20n=31.30n=41.40n≥51.50當(dāng)計算Lφ小于最大跨度時，取最大跨度。（1+μ）計算值小于1.0時取1.0。

（3）中國橋梁活載動力系數(shù)38高速鐵路橋梁講義課件393.1、豎向撓度（1）德國規(guī)范

3、變形檢算標(biāo)準(zhǔn)（2）中國規(guī)范

德國規(guī)范不同跨度和速度條件下梁體撓跨比限值中國高速鐵路不同跨度和速度條件下梁體撓跨比限值3.1、豎向撓度3、變形檢算標(biāo)準(zhǔn)（2）中國規(guī)范403.2、梁端轉(zhuǎn)角

為什么要設(shè)梁端轉(zhuǎn)角？要保證高速鐵路線路的平順和軌道的安全，必須對上部結(jié)構(gòu)梁端轉(zhuǎn)角進行控制設(shè)計。

梁端豎向轉(zhuǎn)角的影響3.2、梁端轉(zhuǎn)角梁端豎向轉(zhuǎn)角的影響41（1）德國規(guī)范

單線橋：θ=6.5x10-3rad在上部結(jié)構(gòu)與路基的過渡處θ1+θ2=10x10-3rad兩段上部結(jié)構(gòu)之間雙線橋：θ=6.5x10-3rad在上部結(jié)構(gòu)與路基的過渡處

θ1+θ2=10x10-3rad兩段上部結(jié)構(gòu)之間（2）中國規(guī)范

高速鐵路橋梁講義課件423.3、橫向變形（1）德國規(guī)范

上部結(jié)構(gòu)水平方向的角度變化不允許超過下表中的限值，水平方向彎曲曲線的半徑也不應(yīng)小于下表規(guī)定的數(shù)值。（2）中國規(guī)范

a）在列車橫向搖擺力、離心力、風(fēng)力和溫度的作用下，梁體的水平撓度不應(yīng)大于L/1400。

b）在ZK活載、橫向搖擺力、離心力、風(fēng)力和溫度的作用下，墩頂?shù)臋M向水平位移引起的橋面處梁端水平轉(zhuǎn)角應(yīng)不大于1‰弧度。

3.3、橫向變形433.4、扭轉(zhuǎn)變形（1）德國規(guī)范

V≤120km/h，t≤4.5mm；120＜V≤20km/h，t≤3.0mm；V＞200km/h，t≤1.5mm。（2）中國規(guī)范

ZK靜活載作用下梁體扭轉(zhuǎn)引起的軌面不平順值，t不應(yīng)大于1.5mm。

S3.4、扭轉(zhuǎn)變形S443.5、工后徐變徐變上拱會影響梁上軌面的平整度，對高速行車的安全性和乘坐的舒適性不利，必須加以嚴(yán)格限制。（1）德國規(guī)范

無砟軌道鋪設(shè)后，徐變上拱度不應(yīng)大于L/5000。設(shè)計活載與徐變上拱度疊加后，應(yīng)滿足有關(guān)豎向撓度的限值要求。（2）中國規(guī)范有砟橋面橋梁，不應(yīng)超過20mm。無砟橋面橋梁，L≤50m，不應(yīng)大于10mm；L＞50m，不應(yīng)大于L/5000且不大于20mm。

3.5、工后徐變453.6、基礎(chǔ)沉降

中國規(guī)范關(guān)于靜定結(jié)構(gòu)墩臺基礎(chǔ)工后沉降限值3.6、基礎(chǔ)沉降中國規(guī)范關(guān)于靜定結(jié)構(gòu)墩臺基礎(chǔ)工后46高速鐵路有砟軌道無縫線路固定區(qū)的混凝土簡支梁，墩臺頂部縱向水平線剛度應(yīng)符合下表限值要求.3.7墩臺縱向線剛度限值

中國規(guī)范墩臺頂縱向水平線剛度限值3.7墩臺縱向線剛度限值中國規(guī)范墩臺頂縱向水平474.1、自振頻率選擇合理的自振頻率，避免與列車通過時的激振頻率接近。（1）德國規(guī)范:nL≤nB≤nU

4、動力檢算標(biāo)準(zhǔn)豎向自振頻率限值000000LuLUIC圖式要求的結(jié)構(gòu)自振頻率范圍4.1、自振頻率4、動力檢算標(biāo)準(zhǔn)豎向自振頻率限值0000048（2）中國規(guī)范

簡支梁豎向自振頻率限值4.1、自振頻率（2）中國規(guī)范簡支梁豎向自振頻率限值4.1、自振頻率494.2、豎向振動加速度（1）德國規(guī)范無砟軌道橋梁豎向振動加速度應(yīng)小于0.5g。

（2）中國規(guī)范

橋梁豎向振動加速度限值4.2、豎向振動加速度（2）中國規(guī)范橋梁豎向振動加速度限值504.3、舒適度評價標(biāo)準(zhǔn)（1）德國規(guī)范為滿足列車行駛舒適度的要求，機車豎向振動加速度應(yīng)小于0.2g，車輛豎向振動加速度應(yīng)小于0.1g。

（2）中國規(guī)范平穩(wěn)性指標(biāo)

W＜2.5（優(yōu)）2.5≤W＜2.75（良）2.75≤W＜3.0（合格）

4.3、舒適度評價標(biāo)準(zhǔn)（2）中國規(guī)范51525.高速鐵路橋梁基本結(jié)構(gòu)型式（1）預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁橋：常用跨度橋梁以等跨布置的32m雙線整孔預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁*為主型結(jié)構(gòu)，少量配跨采用24m簡支箱梁。施工方法主要采用沿線設(shè)置預(yù)制梁廠進行箱梁預(yù)制，運梁車、架橋機運輸架設(shè)。部分采用移動模架、膺架法橋位灌筑。*我國新建高速鐵路橋梁中90%以上為32m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁結(jié)構(gòu)。525.高速鐵路橋梁基本結(jié)構(gòu)型式（1）預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁5253合寧線后張法簡支箱梁合寧線先張法簡支箱梁53合寧線后張法簡支箱梁合寧線先張法簡支箱梁5354（2）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋跨越公路、站場、河流等跨度較大的橋梁主要采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，根據(jù)結(jié)構(gòu)跨度布置、類型和工期要求，多采用懸臂、膺架法施工。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁類型54（2）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁類型5455施工中的哈大高速鐵路營海特大橋工程167#~170#墩連續(xù)梁（跨盤營高速公路）55施工中的哈大高速鐵路營海特大橋工程167#~170#墩連5556（3）其它大跨度及特殊橋梁結(jié)構(gòu)：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)、各種拱結(jié)構(gòu)、斜拉橋及梁-拱組合結(jié)構(gòu)等。為保證列車的安全和乘坐舒適，對大跨度橋梁的豎向剛度提出了嚴(yán)格的限制。武廣高速鐵路武漢天興洲長江大橋主橋采用98+196+504+196+98m的雙塔三索面斜拉橋56（3）其它大跨度及特殊橋梁結(jié)構(gòu)：武廣高速鐵路武漢天興洲長5657京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋(108m+192m+336m+336m+192m+108m)六跨連續(xù)鋼桁拱橋57京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋57586.橋面布置除線路結(jié)構(gòu)外，橋面主要設(shè)施有：防、排水系統(tǒng)（防水層、保護層、泄水管、伸縮縫）電纜槽及蓋板（檢查通道）遮板、欄桿或聲屏障擋砟墻或防護墻接觸網(wǎng)支柱長橋橋面每隔2~3km設(shè)置應(yīng)急出口586.橋面布置除線路結(jié)構(gòu)外，橋面主要設(shè)施有：5859用擋砟墻（防撞墻）替代護軌，便于線路維修養(yǎng)護。有砟軌道橋梁，擋砟墻內(nèi)側(cè)至線路中心線距離2.2m，便于大型養(yǎng)路機械養(yǎng)修線路。直曲線梁的橋面等寬，接觸網(wǎng)支柱設(shè)在橋面，線路中心至立柱內(nèi)側(cè)凈距不小于3.0m。橋面總寬按檢查通道是否行走橋梁檢查車而定。時速350km高速鐵路橋梁（無砟）頂寬分別為13.4m和12.0m。采用優(yōu)質(zhì)防水層和伸縮縫，確保橋面污水不直接在梁體上流淌。59用擋砟墻（防撞墻）替代護軌，便于線路維修養(yǎng)護。5960有砟橋面無砟橋面60有砟橋面無砟橋面6061時速350km無砟橋梁橋面布置61時速350km無砟橋梁橋面布置61

謝謝謝謝62高速鐵路橋梁

高速鐵路橋梁63

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根據(jù)UIC（國際鐵道聯(lián)盟）的定義，高速鐵路是指運營速度達時速200公里的鐵路系統(tǒng)。中國《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》定義，新建鐵路旅客列車最高行車速達到時速250公里及以上的鐵路。設(shè)計速度、運營速度、旅行速度、技術(shù)速度、試驗速度1、高速鐵路和橋梁特點CentralSouth65高速鐵路系統(tǒng)包括土建工程、牽引供電、列車運行控制、高速動車、運營調(diào)度、客運服務(wù)六個子系統(tǒng)。高速鐵路系統(tǒng)包括土建工程、牽引供電、列車運行控制、高速動車、66

國外高速鐵路

1964年，日本修建了世界上第一條高速鐵路——東海道新干線，開通時列車運營速度為時速210公里，（現(xiàn)已提速至?xí)r速270公里）開啟了世界高速鐵路建設(shè)的序幕。世界各國第一條高速鐵路運營時間

世界各國高速鐵路運營里程（至2011年7月）國外高速鐵路世界各國第一條高速鐵67能耗占地CO2排放能耗占地C68國外及中國臺灣高速鐵路橋梁工程概況表國外及中國臺灣高速鐵路橋梁工程概況表69高速鐵路橋梁講義課件70高速鐵路橋梁講義課件71高速鐵路橋梁講義課件72高速鐵路橋梁講義課件73國家高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃國家高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃74中國大陸已運營高速鐵路橋梁工程概況表中國大陸已運營高速鐵路橋梁工程概況表75中國大陸在建高速鐵路橋梁工程概況表中國大陸在建高速鐵路橋梁工程概況表76高速鐵路橋梁講義課件77高速鐵路橋梁講義課件78中國內(nèi)陸高速鐵路橋梁所占比例（%）國外及中國臺灣高速鐵路橋梁所占最大比例（%）中國內(nèi)陸高速鐵路橋梁所占比例（%）國外及中國臺灣高速鐵路橋梁79高速鐵路土建工程的突出特點表現(xiàn)在：1）橋梁是高速鐵路土建工程中重要組成部分橋梁是高速鐵路土建工程中重要組成部分，比例大、高架橋及長橋多，同時也是控制建設(shè)周期和保證安全舒適運營的關(guān)鍵。高速鐵路土建工程的突出特點表現(xiàn)在：802）高速鐵路橋梁的定位是為高速列車提供穩(wěn)定、平順的橋上線路

橋梁的功能不再僅僅提供跨越功能，而是為高速列車提供穩(wěn)定、平順的線路。橋上線路與路基上、隧道中的線路不同，除了基礎(chǔ)沉降外，橋梁結(jié)構(gòu)在列車活載通過時產(chǎn)生變形和振動；風(fēng)力、溫度變化、日照、制動、混凝土徐變等因素作用下產(chǎn)生各種變形，橋上線路平順性也隨之發(fā)生變化。因此，每座橋梁都是對線路平順的干擾點。尤其是大跨度橋梁。為了保證高速列車的行車安全和乘坐舒適，高速鐵路橋梁除了具備一般橋梁的功能外，首先要為列車高速通過提供高平順、穩(wěn)定的橋上線路，橋梁是線路的基礎(chǔ)，車—線—橋共同作用是其突出特點。2）高速鐵路橋梁的定位是為高速列車提供穩(wěn)定、平順的橋上線路813）無砟軌道在高速鐵路中廣泛應(yīng)用橋上軌道結(jié)構(gòu)分有砟和無砟軌道，其中無砟軌道對橋梁變形要求更加嚴(yán)格。無砟軌道的優(yōu)點彈性均勻、軌道穩(wěn)定，養(yǎng)護維修工作量減少，線路平、縱斷面參數(shù)限制放寬，曲線半徑減小，坡度增大。無砟軌道基本類型軌道板工廠預(yù)制、現(xiàn)場鋪設(shè)—日本板式軌道、德國博格型無砟軌道現(xiàn)場就地灌筑—德國雷達型無砟軌道（長枕埋入式、雙塊式）高速鐵路橋梁講義課件82高速鐵路橋梁講義課件83高速鐵路橋梁講義課件844）橋上無縫線路與橋梁共同作用修建高速鐵路要求一次鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路，以保證軌道的平順和穩(wěn)定。橋上無縫線路可看作為不能移動的線上結(jié)構(gòu)，而橋梁在列車荷載、列車制動作用下和溫度變化時要產(chǎn)生位移。當(dāng)梁、軌體系產(chǎn)生相對位移時，橋上鋼軌會產(chǎn)生附加應(yīng)力。高速鐵路橋梁必須考慮梁軌共同作用。盡量減小橋梁的位移與變形，以限制橋上鋼軌的附加應(yīng)力，保證橋上無縫線路的穩(wěn)定和行車安全。4）橋上無縫線路與橋梁共同作用855）橋梁優(yōu)勢是利于橋下交通、節(jié)約土地、控制變形在平原及人口密集區(qū)高速鐵路若采用高架橋的形式通過，可以合理利用空間，節(jié)約土地資源；在軟土地區(qū)及其他地質(zhì)條件較差的地區(qū)，修建橋梁作為軌道的下部基礎(chǔ)可以利用橋梁剛度大變形小的特點，來保證軌道的平順性，以滿足高速行車的需要。因此，橋梁在高速鐵路中所占的比例較大。5）橋梁優(yōu)勢是利于橋下交通、節(jié)約土地、控制變形862.1、高速鐵路橋梁的總體設(shè)計要求1）線路平面

連續(xù)梁、鋼梁及較大跨度橋梁宜設(shè)在直線上，困難條件可設(shè)在曲線上。正線線路平面平曲線半徑、緩和曲線長度及相鄰曲線間的夾直線，均應(yīng)滿足線路的要求。

2、高速鐵路橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)線路平曲線半徑表（m）2.1、高速鐵路橋梁的總體設(shè)計要求2、高速鐵路橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)87簡支梁以直代曲，連續(xù)梁橋梁中線為曲線。2）線路縱斷面區(qū)間正線的最大坡度不宜大于20/1000，困難區(qū)段也不大于30/1000，正線最小坡段長度及豎曲線半徑應(yīng)滿足線路要求。

正線最小坡長及最小豎曲線半徑簡支梁以直代曲，連續(xù)梁橋梁中線為曲線。正線最小坡長及最小豎曲883）線路橫斷面橋梁直線、曲線梁上線間距相同，軌道超高由軌道板底座調(diào)整，橋面根據(jù)軌道結(jié)構(gòu)形式設(shè)置六面排水或四面排水橫坡。

軌道的超高一般為170毫米4）結(jié)構(gòu)耐久性橋梁結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限為100年，無砟軌道主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限應(yīng)不小于60年。3）線路橫斷面89高速鐵路橋梁講義課件902.2、活載模式高速鐵路的列車荷載，是高速鐵路橋梁設(shè)計的最重要參數(shù)之一，直接影響結(jié)構(gòu)的安全度和建造成本。活載的圖式影響參數(shù)：線路上運行的機車車輛本身的參數(shù)如列車類型、軸距、軸重、編組以及車輛將來的發(fā)展；運輸模式（單一的客運或客貨共運）；速度指標(biāo)不同結(jié)構(gòu)體系的加載方式等。不同規(guī)范的核心問題在于活載模式的不同。2.2、活載模式高速鐵路的列車荷載，是高速鐵路橋梁設(shè)計的最91（1）、歐洲高速鐵路設(shè)計活載

歐洲高速鐵路采用統(tǒng)一的UIC活載。包絡(luò)的運營列車包括：最大時速為80km的特重列車、最大時速為120km的重型貨車、最大時速為250km的長途客車和最大時速為300km的高速輕型客車，共有6種車輛模式，相應(yīng)的動力系數(shù)僅與跨度有關(guān)。（1）、歐洲高速鐵路設(shè)計活載92UIC活載圖式涵蓋的6種運營列車UIC活載圖式涵蓋的6種運營列車93（2）、日本高速鐵路設(shè)計活載日本高速鐵路采用的高速列車專用荷載N、P荷載。日本活載模式是單一的輕型高速列車體系，N、P荷載模式非常接近日本實際的高速運營列車活載。日本標(biāo)準(zhǔn)P活載和UIC活載圖式中包含的時速300km的高速輕型高速列車活載的軸重、軸距相差不大。（2）、日本高速鐵路設(shè)計活載94日本N、P活載圖示日本N、P活載圖示95

（3）中國高速鐵路設(shè)計活載中國高速鐵路采取客運專線和客貨共線鐵路并存的運營模式?？瓦\專線專用于旅客快速運輸，設(shè)計時速300—350km/h，如武廣、鄭西客運專線等；對客運專線橋梁，最終確立了基于UIC活載模式的ZK活載模式，相當(dāng)于0.8UIC設(shè)計活載客貨共線鐵路同時承擔(dān)客運和貨運任務(wù)，設(shè)計時速200~250km/h，如溫福鐵路、福廈鐵路等。（3）中國高速鐵路設(shè)計活載96

對客貨共線高速鐵路橋梁設(shè)計活載為ZK活載，同時采用中活載進行檢算強度及應(yīng)力，ZK荷載檢算變形?？箯潖姸瓤辜魪姸瓤古姸?/p>

正應(yīng)力剪應(yīng)力主拉應(yīng)力結(jié)構(gòu)的平順性非常重要!!!抗彎強度抗剪強度抗扭強度正應(yīng)力剪應(yīng)力主拉應(yīng)力972.3活載動力系數(shù)（1）UIC活載動力系數(shù)UIC活載動力系數(shù)基本采用德國橋梁荷載規(guī)范中的活載系數(shù)。對于特殊保養(yǎng)的鐵路：1.00≤φ2≤1.67對于正常養(yǎng)護的鐵路：1.00≤φ3≤2.0

2.3活載動力系數(shù)98UIC活載動力系數(shù)（2）日本鐵路活載動力系數(shù)UIC活載動力系數(shù)（2）日本鐵路活載動力系數(shù)99（3）中國橋梁活載動力系數(shù)

橋跨結(jié)構(gòu)：1+μ=1+（1.44/（Lφ0.5-0.2）-0.18）式中：Lφ——加載長度（m），其中Lφ＜3.61m時按3.61m；簡支梁時為梁的跨度；n跨連續(xù)梁時取平均跨度乘以下列系數(shù)：n=21.20n=31.30n=41.40n≥51.50當(dāng)計算Lφ小于最大跨度時，取最大跨度。（1+μ）計算值小于1.0時取1.0。

（3）中國橋梁活載動力系數(shù)100高速鐵路橋梁講義課件1013.1、豎向撓度（1）德國規(guī)范

3、變形檢算標(biāo)準(zhǔn)（2）中國規(guī)范

德國規(guī)范不同跨度和速度條件下梁體撓跨比限值中國高速鐵路不同跨度和速度條件下梁體撓跨比限值3.1、豎向撓度3、變形檢算標(biāo)準(zhǔn)（2）中國規(guī)范1023.2、梁端轉(zhuǎn)角

為什么要設(shè)梁端轉(zhuǎn)角？要保證高速鐵路線路的平順和軌道的安全，必須對上部結(jié)構(gòu)梁端轉(zhuǎn)角進行控制設(shè)計。

梁端豎向轉(zhuǎn)角的影響3.2、梁端轉(zhuǎn)角梁端豎向轉(zhuǎn)角的影響103（1）德國規(guī)范

單線橋：θ=6.5x10-3rad在上部結(jié)構(gòu)與路基的過渡處θ1+θ2=10x10-3rad兩段上部結(jié)構(gòu)之間雙線橋：θ=6.5x10-3rad在上部結(jié)構(gòu)與路基的過渡處

θ1+θ2=10x10-3rad兩段上部結(jié)構(gòu)之間（2）中國規(guī)范

高速鐵路橋梁講義課件1043.3、橫向變形（1）德國規(guī)范

上部結(jié)構(gòu)水平方向的角度變化不允許超過下表中的限值，水平方向彎曲曲線的半徑也不應(yīng)小于下表規(guī)定的數(shù)值。（2）中國規(guī)范

a）在列車橫向搖擺力、離心力、風(fēng)力和溫度的作用下，梁體的水平撓度不應(yīng)大于L/1400。

b）在ZK活載、橫向搖擺力、離心力、風(fēng)力和溫度的作用下，墩頂?shù)臋M向水平位移引起的橋面處梁端水平轉(zhuǎn)角應(yīng)不大于1‰弧度。

3.3、橫向變形1053.4、扭轉(zhuǎn)變形（1）德國規(guī)范

V≤120km/h，t≤4.5mm；120＜V≤20km/h，t≤3.0mm；V＞200km/h，t≤1.5mm。（2）中國規(guī)范

ZK靜活載作用下梁體扭轉(zhuǎn)引起的軌面不平順值，t不應(yīng)大于1.5mm。

S3.4、扭轉(zhuǎn)變形S1063.5、工后徐變徐變上拱會影響梁上軌面的平整度，對高速行車的安全性和乘坐的舒適性不利，必須加以嚴(yán)格限制。（1）德國規(guī)范

無砟軌道鋪設(shè)后，徐變上拱度不應(yīng)大于L/5000。設(shè)計活載與徐變上拱度疊加后，應(yīng)滿足有關(guān)豎向撓度的限值要求。（2）中國規(guī)范有砟橋面橋梁，不應(yīng)超過20mm。無砟橋面橋梁，L≤50m，不應(yīng)大于10mm；L＞50m，不應(yīng)大于L/5000且不大于20mm。

3.5、工后徐變1073.6、基礎(chǔ)沉降

中國規(guī)范關(guān)于靜定結(jié)構(gòu)墩臺基礎(chǔ)工后沉降限值3.6、基礎(chǔ)沉降中國規(guī)范關(guān)于靜定結(jié)構(gòu)墩臺基礎(chǔ)工后108高速鐵路有砟軌道無縫線路固定區(qū)的混凝土簡支梁，墩臺頂部縱向水平線剛度應(yīng)符合下表限值要求.3.7墩臺縱向線剛度限值

中國規(guī)范墩臺頂縱向水平線剛度限值3.7墩臺縱向線剛度限值中國規(guī)范墩臺頂縱向水平1094.1、自振頻率選擇合理的自振頻率，避免與列車通過時的激振頻率接近。（1）德國規(guī)范:nL≤nB≤nU

4、動力檢算標(biāo)準(zhǔn)豎向自振頻率限值000000LuLUIC圖式要求的結(jié)構(gòu)自振頻率范圍4.1、自振頻率4、動力檢算標(biāo)準(zhǔn)豎向自振頻率限值00000110（2）中國規(guī)范

簡支梁豎向自振頻率限值4.1、自振頻率（2）中國規(guī)范簡支梁豎向自振頻率限值4.1、自振頻率1114.2、豎向振動加速度（1）德國規(guī)范無砟軌道橋梁豎向振動加速度應(yīng)小于0.5g。

（2）中國規(guī)范