关于高铁桥梁设计要求的论述

关于高铁桥梁设计要求的论述

摘要：按照高速铁路的设计要求，在确保铁路桥梁施工的设计要求下，确保施工的安全，最终达到符合标准的铁路桥梁的交付。这些都需要在实际设计中，满足不同的设计要求，在局部范围内，进行实地测量，加强对铁路桥梁的维护性设计，进行有效安全施工是取得成功的基本。

关键词：列车荷载、速度指标、新型空间结构

高速铁路桥梁的总体设计要求

1、设计要求

线路平面连续梁、钢梁及较大跨度桥梁宜设在直线上困难条件可设在曲线上。正线线路平面平曲线半径、缓和曲线长度及相邻曲线间的夹直线均应满足线路的要求。

高速铁路桥梁技术标准设计行车速度350 -250、300-/200、250/-200、250-/160，最大半径12000/m，线路平曲线半径表m简支梁以直代曲连续梁桥梁中线为曲线。线路纵断面区间正线的最大坡度不宜大于20，困难区段也不大于30/，正线最小坡段长度及竖曲线半径应满足线路要求。设计行车速度350-300km//h，一般条件最小波段长2000m，困难条件最小坡段长900m，最小竖曲线半径25000m。

线路横断面桥梁直线、曲线梁上线间距相同轨道超高由轨道板底座调整桥面根据轨道结构形式设置六面排水或四面排水横坡。轨道的超高一般为170毫米。

结构耐久性桥梁结构主体结构的设计使用年限为100年，无砟轨道主体结构的设计使用年限应不小于60年。设计行车速度350-250km//h，最小线间距5.0m、活载模式高速铁路的列车荷载是高速铁路桥梁设计的最重要参数之一直接影响结构的安全度和建造成本。活载的图式影响参数线路上运行的机车车辆本身的参数如列车类型、轴距、轴重、编组以及车辆将来的发展运输模式单一的客运或客货共运速度指标不同结构体系的加载方式等。不同规范的核心问题在于活载模式的不同。

2、动力系数

京沪高速铁路采用的桥梁设计活载图式，并非单一的轻型高速模式，而是概括了轻型、重型并存，高中速混运的UIC 活载的模式，这是一种概化的活载图式，制定动力系数也必须与之相适应。

离心力折减系数的内容沿引自UIC 规范。离心力的计算公式，基本上是与普通铁路的现行《铁路桥涵设计规范》一致的。只是在公式中多了一个折减系数f。f 值的计算公式来源不详。但含义还是清楚的。因为UIC 活载图式包络了

最大运营速度V=80km/h 的特重列车、V=120km/h 的重型列车、V=250km/h 的长途客车和V=300km/h 的高速轻型客车。

当列车高速运行时，车辆的实际轴重要比UIC 荷载图式的荷载小很多，所以说当行车速度>120km/h 的离心力的折减，实质上是列车活载图式中垂直荷载的折减。

二、桥梁刚度的限值标准

1、固有频率刚度限值

一般为避免车桥共振, 梁的竖向自振频率取大于n0 = 1. 1Vmax /L 的计算值。考虑客运专线铁路车辆的动力作用较大,建议客运专线跨度12～40 m铁路简支梁的竖向自振频率限值采用n0 = 1.2Vmax /L ,按350 km /h的列车速度计算约为n0 = 120 /L (Hz)(L 以米计) 。

2、梁端转角限值

在ZK活载静力作用下,有砟轨道桥梁梁端竖向转角(θ1 +θ2 )不应大于4 ‰。无砟轨道桥梁梁端竖向转角(θ1 +θ2 )不应大于2 ‰。

3、扭转变形限值

计算桥梁扭转时采用考虑动力系数的ZK荷载。3 m长度的最大扭曲变形不超过下列限值：V ≤120 km /h, t≤4. 5 mm /3 m;120 km /h 200 km /h, t≤1. 5 mm /3 m。

3、预应力混凝土梁上拱控制值

徐变上拱限值为10 mm,当跨度大于50 m时,限值为L /5 000。无砟轨道的铺设应在梁体预应力张拉完成至少60天后进行。

三、改善结构的耐久性

高速铁路是极其重要的交通运输设施，桥梁结构物应尽量做到少维修或免维修。因此，设计时需要将改善结构物的耐久性作为设计原则，统一考虑合理的结构布局和构造细节，并在施工中加以严格控制，保证质量。另一方面，高速铁路运营繁忙，列车速度高、维修时间都放在夜间“天窗”时间进行，一般为4h，因此桥梁结构构造应易于检查和维修。

我国高速铁路桥梁建设的关键技术，大跨度桥梁设计建造技术、高速铁路桥梁通常宜采用小跨。但由于跨越大江、大河和深谷的需要，高速铁路大跨度桥梁

的修建也不可避免，而我国高速铁路大跨度桥上速度目标值与其他路段保持一

致，这也增加了大跨度桥梁的设计建造难度。主要设计建造技术包括 采用更高

强度等级钢材、应用新型空间结构、研制大跨重载桥梁专用装置、采用深水基础施工新工艺等。根据无缝线路桥梁设计建造技术，桥上无缝线路钢轨受力与路基上钢轨受力不同，桥梁自身变形和位移将使桥上钢轨承受额外的附加应力。为了保证桥上行车安全，设计应考虑梁轨共同作用引起的钢轨附加力，并采取措施将其限制在安全范围内。钢轨附加应力包括制动力、伸缩力和挠曲力。经过多年的专题研究，目前我国系统建立了无缝线路梁一轨作用的力学模型，通过相应的模型试验和实桥测试验证了分析模型和理论的可靠性，制定了相应的技术控制指标。

参考文献：

[1] 郑伟;;高速铁路箱梁架设梁面高程精度控制技术[J];中国高新技术企业;2011年15期

[2] 陈志军;高速铁路桥梁动力学问题分析及控制策略研究[D];华中科技大学;2006年

[3] 罗浩;高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥徐变变形对车—桥系统耦合振动的影响研究[D];中南大学;2011年