高速铁路桥梁

10
上部结构挠度
L/1600（L≤40m） L/1900（40m＜L≤80m）
围内不产生较大振动。
乘坐舒适度评定标准
乘坐舒适度
垂直加速度（m/s2）
很好
1.0
好
1.3
可接受
2.0
13
4. 需满足100年使用寿命
• 对客运专线桥梁首次提出在预定作用和预定的维修和使用条件下，
主要承力结构要有100年使用年限的耐久性要求。设计者应据此进 行耐久性设计。
5. 维修养护时间少
• 客运专线采用全封闭行车模式，维修时间有限。 • 行车密度大，桥梁比例大、数量多，维修工作量大。
高速铁路桥梁
1
讲座内容
一. 前言 二. 高速铁路桥梁特点 三. 主要设计原则及相关限值 四. 我国高速铁路桥梁结构型式
2
一、前 言
3
1. 桥梁是客运专线土建工程中重要组成部分，比例大、高架桥 及长桥多。
4
2. 客运专线桥梁的主要功能是为高速列车提供稳定、平顺的桥 上线路。
桥上线路与路基上、隧道中的线路不同，由于桥梁结构在列车 活载通过时产生变形和振动，并在风力、温度变化、日照、制 动、混凝土徐变等因素作用下产生各种变形，桥上线路平顺性 也随之发生变化。因此，每座桥梁都是对线路平顺的干扰点。 尤其是大跨度桥梁。
10
1. 结构动力效应大
• 桥梁在列车通过时的受力要比列车静置时大，其比值（1+μ） 称为
动力系数（冲击系数）。产生动力效应的主要因素： ① 移动荷载列的速度效应 ② 轨道不平顺造成车辆晃动
v μ=k·α+i=k 2n·L +i
α— 速度参数 i — 轨道不平顺的影响（常数项） k — 系数
v — 车速（m/s） n — 结构自振动频率（Hz） L — 跨度（m）
以限制桥上钢轨的附加应力，保证桥上无缝线路的稳定和行车安全。
12
3. 乘坐舒适度要求高
• 与普通铁路不同，客运专线要求高速运行列车过桥时有很好的乘坐
舒适度，舒适度的评价指标为车厢内的垂直振动加速度。
• 影响乘坐舒适度的主要因素有列车车辆的动力性能、车速、桥跨结
构的自振频率和桥上轨道的平顺性。
• 桥梁应具有较大的刚度、合适的自振频率，保证列车在设计速度范
静定结构相邻墩台 均匀沉降量差
≤10 L（mm）
说明
L—跨度
L—跨度，单位以米计
当L＜24m时，按24m计
18
源自文库
2. 刚度和变形控制限值
序号
项目
限值
说明
1
桥面竖向加速度
≤0.35g（0.5g）
有砟(无砟)(f≤20Hz)
2
上部结构扭转变形
≤1.5mm/3m
ZK活载作用下
≤2‰
有砟，梁与桥台之间
≤4‰
≤L/4000
6 墩台基础工后均匀沉降
≤30mm（20mm）
有砟（无砟）
7 相邻墩台基础工后沉降差
≤15mm（5mm）
有砟（无砟）
8 铺轨后梁体残余徐变上拱
≤20mm（10mm）
有砟（无砟）
19
2. 刚度和变形控制限值
序号
项目
限值 ≥100/L（Hz）(L=12、16、20、24m）
≥120/L（Hz）(L=32m）
京津城际铁路高架桥概貌
6
4. 全面采用无砟轨道是高速铁路发展趋势，桥上无砟轨道对桥梁的 变形控制提出更为严格的要求。
无砟轨道的优点 弹性均匀、轨道稳定、乘坐舒适度进一步改善 养护维修工作量减少 线路平、纵断面参数限制放宽，曲线半径减小，坡度增大
无砟轨道基本类型 轨道板工厂预制、现场铺设—日本板式轨道、德国博格型无砟轨道 现场就地灌筑— 德国雷达型无砟轨道（长枕埋入式、双块式）
14
三、主要设计原则及相关限值
15
设计原则
1. 设计活载图式 2. 结构刚度与变形控制限值 3. 车桥动力响应 4. 梁轨纵向力传递 5. 耐久性措施 6. 桥面布置 7. 支座与墩台 8. 无砟轨道桥梁设计
16
1. 设计活载图式
• 我国客运专线采用ZK活载图式（0.8UIC），我国新建时速200公里客货
7
5. 客运专线与普通铁路是两个时代的产物，客运专线设计、施工采 用新理念，其建设促进了我国铁路桥梁工程技术的发展。
普通铁路桥梁概貌
客运专线桥梁概貌 8
二、高速铁路桥梁特点
9
客运专线铁路桥梁的主要特点：
1. 结构动力效应大 2. 桥上无缝线路与桥梁共同作用 3. 乘坐舒适度要求高 4. 需满足100年使用寿命 5. 维修养护时间少
为了保证高速列车的行车安全和乘坐舒适，高速铁路桥梁除了 具备一般桥梁的功能外，首先要为列车高速通过提供高平顺、 稳定的桥上线路。
5
3. 客运专线桥梁可分为高架桥、谷架桥和跨越河流的一般桥梁。 混凝土和预应力混凝土结构具有刚度大、噪音小、温度变化 引起结构变形对线路影响少、养护工作量小、造价低等优势， 在客运专线桥梁设计中广泛采用。
说明 200~250km/h线路
9 简支梁竖向自振频率
≥120/L（Hz）(L=12、16、20m） ≥140/L（Hz）(L=24m） ≥150/L（Hz）(L=32m）
L/1400（L≤40m） L/1400（40m＜L≤80m）
L/1000（L＞80m）
350km/h线路
ZK静活载作用下 200~250km/h线路
共线铁路仍采用中-活载及相应的动力系数。
我国客运专线采用的 ZK 活载图式(0.8UIC) 17
2. 刚度和变形控制限值
• 我国普通铁路桥梁的规定
项目
混凝土梁，简支 钢板梁
钢桁梁
梁式桥跨梁体 竖向挠度
≤L/800
≤L/900
墩台顶纵、横向 弹性水平位移
≤5 L（mm）
静定结构墩台 均匀沉降量
≤20 L（mm）
11
2. 桥上无缝线路与桥梁共同作用
• 修建客运专线要求一次铺设跨区间无缝线路，以保证轨道的平顺和稳
定。桥上无缝线路可看作为不能移动的线上结构，而桥梁在列车荷载、 列车制动作用下和温度变化时要产生位移。当梁、轨体系产生相对位 移时，桥上钢轨会产生附加应力。
• 客运专线桥梁必须考虑梁轨共同作用。尽量减小桥梁的位移与变形，
有砟，梁与梁之间
3
梁端竖向转角变化
≤1.5‰（梁端悬出长度≤0.55m） 无砟，梁与桥台之间 ≤1.0‰（0.55＜长度≤0.75m） 无砟，梁与桥台之间
≤3.0‰（梁端悬出长度≤0.55m） 无砟，梁与梁之间
≤2.0‰（0.55＜长度≤0.75m） 无砟，梁与梁之间
4
梁端水平转角变化
≤1‰
5
梁体水平挠度