高速铁路桥梁安全防护措施分析

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相对于路基地段而言, 列车通过桥梁时将引起桥 梁结构的振动, 桥梁的振动又反过来影响车辆的振动, 高速铁路列车与桥梁之间的动力耦合作用加剧, 车体 的横向冲击力也明显提高, 一旦发生脱轨, 列车会撞击 桥梁甚至冲入桥下, 后果十分严重。因此, 在高速铁路 桥梁上, 研究设置合理、可靠的列车安全防护措施是非 常必要的。
挡砟墙 (防护墙 ) 与桥面连为一体。对于有砟轨 道桥梁, 为保证大型养护机械作业, 墙体内侧距离线路 中心线最小距离为 2 20 m; 对于无砟轨道 桥梁, 在满 足建筑限界条件下, 以尽量靠近线路为原则, 墙体内侧 距离线路中心线最小距离为 1 9 m。
墙体宽度根据撞击力产生的弯矩进行设置。现行 标准设计中, 挡砟墙 ( 防护墙 ) 顶面宽度为 0 20 m, 底 面宽度为 0 25m。
向由西北到东南。线路经行 Jam arat与 M ina 地区, 南 倚山脉, 山势陡峻, 山脚下为朝觐交通要道、居民区、帐 篷区, 拆迁量较大。M uzdalifah和 A rafat区, 地势比较 平坦, 部分是低矮山区, 线路基本沿着既有公路而行。 1 2 当地气象、水文特征
本区属地中海气候, 夏季炎热干燥, 最高气温高达 60 ; 冬季最低气温 20 , 是雨量集中的 时节, 一年 降雨 1~ 2次, 每次 1~ 2 h, 地面积水深度短时间内可 达 40~ 60 cm。 1 3 主要施工范围及上部结构工程量
摘 要: 重点研究先张法 台座设 计及整 体预制 预应力 U 形梁。 重点解决在沙土地质条件 下框 架重力 式张 拉台座 的设 计与 施 工, 在高温干燥环境下 U 形梁混凝土浇筑质量的控制。科学 优 化的 U 形 梁生产 线空 间布置, 采 用多 台龙门 吊倒 运模板 及 移 梁, 多台泵车同时浇筑混凝土, 减少各道工序 的相互干 扰, 达 到 快速施工的目的。 关键词: 麦加地铁; 预应力混凝土; 先张梁; U 形梁; 施工 中图分类号: U 445 47 文献标识码: A 文章编号: 1004-2954( 2010) 06-0072-04
肖沁凯 高速铁路桥梁安全防护措施分析
桥梁
图 1 电缆槽防护
图 2 轨道间混 凝土挡块防护
条件下列车运行安全性需求, 对于厂修的列车, 在转向 架轴箱下方安装反 L型车辆导向装置, 保证列车脱轨 后导向装置钩住钢轨 (图 3) , 防止车辆偏离轨道中心 线过远。
图 3 反 L型车辆导向装置
2 3 4 瑞典 瑞典高速铁路列车安全防护措施, 主要是采用加高
中国Leabharlann 普速铁路 ( 有砟、无砟 )
高速铁路 ( 有砟、无砟 )
( 4) 继续加强对高速铁路脱轨荷载和安全防护设 施使用功能的研究, 对现行挡砟墙 ( 防护墙 ) 进行进一 步优化。 参考文献:
[ 1] TB 10002 1 2005, 铁路桥涵设计基本规范 [ S ]. [ 2] TB 10621 2010, 高速铁路设计规范 [ S] . [ 3] 中国 铁 道科 学 研究 院. 高速 铁路 桥 梁区 域 列车 运 营安 全 措 施
1 工程概况
1 1 工程地理位置及自然地形、地貌特征 本工程位于沙特麦加圣城内, 由 Jam arat开始, 经
由 M ina、M uzdalifah地区, 最终达到 A rafat山, 总体走
收稿日期: 2010-03-24 作者简介: 汪建文 ( 1976 ) , 男, 工程师, 2000 年毕业 于湖 北工 业大 学 交通土建专业。
桥梁
高速铁路桥梁安全防护措施分析
肖沁凯
( 中铁第四勘察设计院集团有限公司桥隧处, 武汉 430063)
摘 要: 分析高速铁路 桥梁 设置 列车安 全防 护措施 的必 要性, 总结国内外铁路桥梁主要防护措施的有关 情况, 介 绍我国高 速 铁路桥梁安全防护措施的实施方案, 并 对今后有关 研究工作 提 出了建议。 关键词: 高速铁路; 桥梁; 安全防护 中图分类号: U 238 文献标识码: B 文章编号: 1004-2954( 2010) 06-0070-02
标准设计中的挡砟墙 ( 防护墙 ) 的具体布置分别 如图 4和图 5所示。
3 我国高速铁路桥梁上的列车安全防护措施
3 1 防护措施的形式选择 针对高速铁路桥梁上的列车安全防护措施选型,
我国进行大量的前期研究工作。应该说, 最有代表性 的防护措施是设置护轨。但桥上设置护轨给线路维修 养护带来诸多不便, 会在一定程度上影响线路质量并 增加养护工作量。经综合比选, 确定采用加高加强挡 砟墙 ( 防护墙 ) 的方案。挡砟墙 (防护墙 ) 的高度应根
( 3) 我国高速铁路桥梁设置挡砟墙 ( 防护墙 )是一 种可行方案。
表 1 各国铁路桥梁上采 用的列车安全防护措施
国家
轨道结构
安全防护措施
护轨
挡砟墙 防护墙
电缆槽
不采取 任何措施
备注
德国 有砟、无砟
后 期在轨道间增 设混凝土挡块
法国 日本 瑞典
有砟 明桥面
无砟 有砟
后 期在车体上安 装阻止脱轨装置
挡砟墙的方式。挡砟墙墙顶面高出轨顶面约 0 50 m, 同 时可起到降低轮轨噪声对沿线环境影响的作用。 2 3 5 U IC 规范
国际铁路联盟 ( U IC ) 规范规定, 在有砟钢桥面或 有砟钢筋混凝土桥面上铺设线路时, 为了控制列车在 桥上脱轨的后果, 可以设置保护措施; 如果挡砟墙比轨 枕上缘高, 且足够坚固, 能起到控制车轮的作用时, 亦 可不另设防护措施。
2 列车安全防护措施的常用方式
2 1 列车脱轨工况及防护目的 列车运行的安全性主要是考虑运营过程中列车是
否存在脱轨问题。世界各国对于列车运行安全性进行 了长期、系统的理论研究和工程实践, 取得了令人满意 的成果和经验。从受力状况分析, 列车脱轨可以分为 两类: 一类是竖向轮重减载导致的脱轨; 另一类是轮轨
铁道标准设计 RA ILWAY ST AN DARD D ES IG N 2010 ( 6 )
图 4 我国高速铁路 ( 350 km / h)无砟轨道桥梁 防护墙示意 (单位: cm )
71
桥梁
麦加地铁 25 m U 形先张梁施工技术
汪建文
( 中铁十八局集团有限公司麦加地铁项目部, 天津 300222)
法国铁路为有砟轨道, 桥上的安全防护措施采用 护轨方式。单线桥上铺设 2条护轨, 多线桥上在每条 线路内侧各铺设 1条护轨。 2 3 3 日本
日本新干线除明桥面上铺设护轨外, 其他区段桥 梁不采用任何安全防护措施。近年来, 针对提高地震
铁道标准设 计 RA ILWAY ST AN DARD D ES IG N 2010 (6 )
1 设置列车安全防护措施的必要性
尽管高速铁路线下基础设施的稳定性、线路轨道 设备的平顺性以及列车装备的安全性较普速铁路大为 提高, 理论上高速铁路列车脱轨的概率远小于普速铁 路。但由于轨道、车辆及控制系统等存在的缺陷和地 震等自然灾害因素的影响, 高速铁路列车仍然存在脱 轨风险。
相对于普速列车而言, 高速列车发生脱轨事故, 势 必将给乘客人身安全和铁路运输设备造成更为严重的 危害。例如, 1998年德国高速铁路出现因车轮轮毂断 裂导致列车脱轨, 造成数百人 伤亡和数节车辆 损毁; 2004年日本上越新干线因地震导致的列车脱轨, 造成 40轴中 22轴脱轨和 1号车厢翻入排水沟。
德国相 关标准规定, 当桥上或桥 前曲线半径 < 300 m, 或轨面以上承力构件距线路中心 3 2 m、桥 长 > 20 m 的下承式结构时, 应设置安全措施; 不设置 安全措施的应进行脱轨检算。
对于采用无砟轨道的高速铁路, 以电缆槽墙体作 为列车安全防护措施 ( 图 1); 在脱轨事故发生后, 在轨 道间增设了混凝土挡块 ( 图 2), 防止列车脱轨后偏离 轨道中心过远。 2 3 2 法国
我国普速铁路桥梁采用在基本轨内侧铺设护轨的 方式, 将脱轨车轮限制在基本轨和护轨之间的轮缘槽。 护轨的设置 区段为: 特大 桥及大中桥; 曲 线半径
600 m或桥高 > 6 m, 长度 10m 的小桥; 跨越铁路、 重要公路、城市交通要道的立交桥。护轨的铺设方式 为: 双线桥各线均应铺设护轨; 三线及以上的桥, 当各 线的桥面分别设于分离式的桥跨结构上时, 各线均应 铺设护轨; 当各线铺于同一桥跨结构上时, 可仅对两外 侧线铺设护轨; 护轨顶面不应高出基本轨顶面 5 mm, 也不应低于基本轨顶面 25 mm。同时, 护轨伸出桥台 一定长度, 使脱轨车轮在进入桥梁前便导入轮缘槽内。 运营实践证明, 护轨能够发挥一定的防护作用。 2 3 国外铁路桥梁上的安全防护措施 2 3 1 德国
据最小曲线半径时, 墙顶高程不低于外轨顶面计算确 定, 目的在于脱轨情况下可使列车沿挡砟墙 ( 防撞墙 ) 向前滑行, 以防止列车倾覆或冲出桥面。有砟轨道桥 梁上称作挡砟墙兼具挡砟功能, 无砟轨道桥梁上称作 防护墙。 3 2 挡砟墙 (防护墙 )的结构设计 3 2 1 横向脱轨荷载的取值
挡砟墙 (防护墙 ) 的结构设计, 主要考虑列车脱轨 时的横向撞击力。轮对对钢轨的横向冲击力大小取决 于轮对横向加速度、车轮对轨道的冲击角和轮对瞬时 轴重。对于横向撞击力, 各国的取值不尽相同, 德国为 250 kN /m, 法国为 42 5 kN /m, 日本为 47 5 kN /m。
根据物理学动量定律, 以轮对在轨道上正常运行 的冲击角作为冲击防护墙的角度, 则轮对对防护墙的 横向冲击力为
Q = m v sin / t 式中, m 为轮对质量; v为列车运行速度; 为轮对冲击 角; t为横向冲撞力作用时间。由于列车脱轨时将发 生轨排横移、轨距扩大及线路失稳等现象, 列车冲击防 护墙的冲击角将会产生偏差, 同时横向冲撞力的作用 时间的大小, 对横向撞击力影响较大。因此根据我国 的具体情况, 从偏于安全考虑, 列车脱轨对挡砟墙 ( 防 护墙 ) 的撞击力取为 100 kN /m, 其作用点位置与轨顶 面平齐。 3 2 2 挡砟墙 (防护墙 )的构造与布置
图 5 我国高速铁路 ( 350 km / h)有砟轨道桥梁 挡砟墙示意 (单位: cm )
4 结语
( 1) 为提高列车运营的安全性, 各国铁路桥梁上 采用的列车安全防护措施, 都是在列车与轨道动力学 和轮轨相互作用分析与研究的基础上确定的, 是行之 有效的。主要安全防护措施汇总如表 1所示。
( 2) 考虑轨道、车辆、自然灾害等各种 情况, 高速 铁路列车存在脱轨的可能性, 设置列车安全防护措施 是必要的。
本项目为新建沙特麦加地铁工程, 其起讫里程为 DK0+ 000~ DK18+ 070, 总长 18 07 km。施工范围为 属于本合同段内所有的桥梁、路基、轨道、站场、牵引变 电站以及附属工程。全线先张预应力梁近 5 000片, 其 中正线 25m U 形梁 1 170多片, 其他梁为站台梁及各 车站步行梯用梁, 梁形较小。先张梁均采用一次性整 体先张预制法施工, 因此张拉台座的设计与施工成为
[ Z] . 北京: 2008. [ 4] 中铁工程设计咨询集团有 限公司. 客运 专线挡 砟墙 (防 撞墙 ) 设
置分析 [ Z] . 北京: 2008.
72
铁道标准设 计 RA ILWAY ST AN DARD D ES IG N 2010 (6 )
收稿日期: 2010-03-28 作者简介: 肖沁凯 ( 1964 ) , 男, 工程师。
70
间的横向力过大而引起的脱轨。前者多发生于列车低 速运行于小曲线半径的情况, 而后者则多发生于列车 高速运行时。
列车脱轨情况下, 车体将偏离轨道中心, 列车竖向 荷载偏向线路中心外侧。如果列车偏离轨道中心幅度 较大, 有可能撞击到桥梁或其附属设施, 进而冲出桥面 甚至造成次生灾害。设置桥上安全防护措施的目的, 是对脱轨列车进行导向和限位, 避免其在横向有超出 允许的位移。由于高速铁路列车的横向冲击力加大, 需要防护措施具备足够的抗撞击能力。 2 2 我国普速铁路桥梁上的安全防护措施
相关文档
最新文档