京滬高速鐵路橋梁概況

高速辦王興鐸內(nèi)容摘要：本文從京滬高速鐵路橋梁的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)和施工三方而對(duì)京滬鐵路橋梁的前期研究及現(xiàn)狀做簡(jiǎn)要介紹。、京滬高速鐵路橋梁的特點(diǎn)高速鐵路具有安全、高速、舒適的巨大優(yōu)勢(shì)，這也對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的要求，要求線下結(jié)構(gòu)具有良好的平順性。橋梁作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施和線下結(jié)構(gòu)的重要組成部分，能否滿足安全、高速、舒適的要求，對(duì)高速鐵路全線具有舉足輕重的作用。橋梁結(jié)構(gòu)如何順應(yīng)高速鐵路的要求，與既有線鐵路橋梁相比有那些特點(diǎn)。概括起來說就是：一小、二大、三重、四多。1、一小，就是變形小。為保證高速鐵路線路的平順性，必須要求高速鐵路橋梁的變形要小。引起橋梁變形的主要因素有：梁體自重、二期恒載、列車活載、施加預(yù)應(yīng)力及溫度應(yīng)力等。受這些內(nèi)外部因素的影響橋梁結(jié)構(gòu)勢(shì)必要產(chǎn)生變形，但我們對(duì)這些變形一定要加以限制，具體的要求如下：（1）梁體的豎向撓度的要求在ZK活載（ZK活載詳見第二節(jié)）作用下梁體的豎向撓度應(yīng)不小于表1所示的限值。表1 京滬高速鐵路梁體豎向撓度限值（L為橋梁跨度）LW24M24MVLW40M40MCL單跨L/1300L/1000L/1000多跨L/1800L/1500L/1200實(shí)際設(shè)計(jì)為：在設(shè)計(jì)荷載作用下1/3000——1/4000,在運(yùn)營(yíng)荷載作用下(2)梁端豎向折角不應(yīng)大于2%0；水平折角不應(yīng)大于1%。。(3) 拱橋和剛架橋的豎向撓度，除考慮ZK活載的靜力作用外，尚應(yīng)計(jì)入溫度變形的影響。此時(shí)梁體豎向撓度，按下列情況之不利者取值，并滿足本條所列限值的要求。1)ZK活載靜力作用下產(chǎn)生的撓度值與0.5倍溫度引起的撓度值之和;2)0.63倍ZK活載靜力作用下產(chǎn)生的撓度值與全部溫度引起的撓度值之和;在列車搖擺力、離心力、風(fēng)力和溫度的作用下，梁體橫向的水平撓度應(yīng)小于或等于梁體計(jì)算跨度的1/4000,為豎向的l/2oZK活載作用下，梁體允許最大扭轉(zhuǎn)角應(yīng)為1%。。預(yù)應(yīng)力混凝土梁的徐變上拱值應(yīng)嚴(yán)格控制。線路鋪設(shè)后，有渣橋面梁的徐變上拱值不宜大于20MM，無渣橋面梁的徐變上拱值不應(yīng)大于10MM。上拱度的控制方法：2施加預(yù)應(yīng)力的方法，b預(yù)應(yīng)力的設(shè)置，c張拉完成后靜停2個(gè)月。(7)墩臺(tái)基礎(chǔ)的沉降量應(yīng)按恒載計(jì)算，對(duì)于外靜定結(jié)構(gòu)，其拱后沉降量不應(yīng)超過下列容許值：(墩頂位移：縱向5L1/2mm，橫向4Li'mm，并且不大于5mm)對(duì)于有渣橋面橋梁：墩臺(tái)均勻沉降量50mm相鄰墩臺(tái)沉降量之差20mm對(duì)于無渣橋面橋梁：墩臺(tái)均勻沉降量 20mm相鄰墩臺(tái)沉降量之差20mm2、二大，就是剛度大。□□□□為減少梁體變形，提高線路的平順性，就要增大梁體剛度。解決增大梁體剛□□□□為減少梁體變形，提高線路的平順性，就要增大梁體剛度。解決增大梁體剛度的有效的辦法，就是加大梁體高度，表2是國(guó)外高速鐵路橋梁高度的一般情況（多為l/UL）o表2 國(guó)外高速鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁高度概況國(guó)名跨度(M)梁高(M)局跨比截而形式意大利232.51/9.2箱梁德國(guó)422342.41/10.41/9.58箱梁西班牙402.31/10.45片式法國(guó)505.71/8.77槽形梁日本29.234.22.652.651/111/12.14片式6片式韓國(guó)2.3402.53.51/101/11.4箱梁箱梁臺(tái)灣省303.081/9.74箱梁表3是我國(guó)秦沈客運(yùn)專線大量使用的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的梁局情況。表3我國(guó)秦沈線預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁高度概況線別跨度（M）梁高（M）局跨比截面形式雙線322.61/12.3箱梁?jiǎn)尉€322.71/11.9箱梁雙線2421/12箱梁?jiǎn)尉€2421/12箱梁雙線201.81/11.1箱梁?jiǎn)尉€201.81/11.1箱梁表4是我國(guó)京滬高速鐵路目前考慮的橋梁高度情況（梁高可能進(jìn)一步提高到1/11L）表4我國(guó)京滬高速鐵路橋梁高度情況結(jié)構(gòu)型式跨度Z）梁高（M）局跨比截面形式簡(jiǎn)支梁242.41/10箱梁簡(jiǎn)支梁322.81/11.4箱梁連續(xù)梁242.21/10.9箱梁連續(xù)梁322.41/13.3箱梁連續(xù)梁4031/13.3箱梁從表2?4可以看出，高速鐵路橋梁的高度是比較高的，高跨比一般在1/9?1/12,橋梁高度主要受剛度要求控制。3、三重，就是梁體重。由于京滬高速鐵路的線間距是5M,這就要求橋面寬度較既有線和秦沈線要寬，京滬高速鐵路橋梁的橋面寬度為13.IMo橋梁高度又比較高，因此，京滬高速鐵路橋梁是比較重的，目前設(shè)計(jì)的橋梁重量是：24M雙線箱梁重約570噸；32M雙線箱梁重約800噸。特別提醒注意的是:1）這些梁重有可能變化，若采用架橋機(jī)施工，架橋機(jī)能力應(yīng)有一定的富裕。2)梁重誤差不超過5%。3)京滬高速的32m梁高將為3m,重為820t,一定的富裕。2)梁重誤差不超過5%。3)京滬高速的32m梁高將為3m,重為820t,加上5%的誤差，梁重應(yīng)按870t考慮。4)梁的外形尺寸L二32.6m,支座中心距31.Im。5)箱梁進(jìn)人維修：從空心墩處進(jìn)入或從橋臺(tái)梁端處進(jìn)入。6)京滬高速鐵路橋無護(hù)輪軌。4、四多，就是橋梁多。京滬高速鐵路全線約1300公里，橋梁500多公里，占全線40%以上。1)隨著地價(jià)的不斷升高，橋梁將越來越多。2)城市減少拆遷，利于環(huán)保，橋梁將越來越多。1)隨著地價(jià)的不斷升高，橋梁將越來越多。2)城市減少拆遷，利于環(huán)保，橋梁將越來越多。3)□□增多。3)□□增多。地基處理造價(jià)與橋梁的造價(jià)相近，同時(shí)考慮地基處理工期較長(zhǎng)，橋梁將4)京滬鐵路最長(zhǎng)橋梁約40km,橋長(zhǎng)10km以上的很多。4)二、京滬高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)方而京滬高速鐵路橋梁與普通鐵路橋梁有許多不同之處，主要有:1、設(shè)計(jì)荷載不同普通鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載采用中-活載，大家對(duì)這些都很清楚，京滬高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載采用ZK(中國(guó)客運(yùn)專線)活載，活載圖式見圖1、圖2o

64KN/n364KN/n3乙K\l/m1-6—7圖1ZK標(biāo)準(zhǔn)活載圖式（一）”?ErbCEbOErbCEbO圖2ZK標(biāo)準(zhǔn)活載圖式（二）京滬高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)采用ZK活載的理由有兩個(gè)：一是在活載圖式上向國(guó)際通用圖式一UIC標(biāo)準(zhǔn)活載圖式靠攏；二是在活載強(qiáng)度上要適應(yīng)我國(guó)京滬高速鐵路運(yùn)營(yíng)列車活載的具體情況。經(jīng)過課題研究，我國(guó)京滬高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載采用ZK標(biāo)準(zhǔn)活載。2、橋面布置不同京滬高速鐵路的橋上軌道結(jié)構(gòu)形式有兩種：一是有渣軌道；二是無渣軌道，圖3是《京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》中給出的有渣軌道橋面布置圖，無渣軌道橋面與此類似。圖4是目前設(shè)計(jì)的24M、32M連續(xù)箱梁的輪廓圖。接觸網(wǎng)柱欄桿遮板接觸網(wǎng)處懸臂板局部加強(qiáng)H瀉水管匕000/即以如路中心線線路中心軌枕道砂莎K層及圖3京滬高速鐵路橋面布置圖注：在曲線地段，擋磴墻的高度不小于外軌頂標(biāo)高約1.0m,在梁上預(yù)埋鋼筋，箱梁架設(shè)后立模現(xiàn)

澆，梁的有效高度二梁高+擋磴墻高，不小于3.5m,應(yīng)按此高度考慮架橋機(jī)。24m跨度系列跨中處支點(diǎn)處跨中處i跨中處-1±32m跨度系列Fl IT 上7 11匚圖#連續(xù)箱梁總體結(jié)構(gòu)尺寸簡(jiǎn)圖Ou支點(diǎn)處?鼻? ^N—th4-A）么斥二3、設(shè)計(jì)要求不同一動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)，要進(jìn)行車一線一橋耦合動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算，使之滿足規(guī)定的動(dòng)力設(shè)計(jì)指標(biāo)，即所說的橋梁動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，這是高速鐵路橋梁與普通鐵路橋梁在設(shè)計(jì)上的一個(gè)主要不同。高速鐵路橋梁動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)要滿足的動(dòng)態(tài)指標(biāo)包括：脫軌系數(shù)：Q/PW0.8輪對(duì)豎向減載系數(shù)：AP/PWOb輪軌橫向水平力：QW80KN車體豎向振動(dòng)加速度：wo-13g （半幅）車體橫向振動(dòng)加速度：wo-10g （半幅）斯佩林舒適度指標(biāo)：W2.5優(yōu)2.5?2.75良2.75?3.0合格混凝土橋梁的橫向振幅（半峰值）:混凝土橋梁的橫向振幅（半峰值）:A=L/16.5（MM）其中L為橋梁跨度，單位為M。橋梁設(shè)計(jì)還要滿足表5所示的豎向自振頻率要求。表5常用簡(jiǎn)直梁豎向自振頻率限值跨度（M）16202432404856自振頻率限值L京滬高速7.5:鐵路橋!6梁的施工5E 3.7532.382.18制定橋梁施工計(jì)劃，首先要清楚京滬高速鐵路橋梁的類型，從前一階段的設(shè)計(jì)情況來看，京滬高速鐵路橋梁的類型統(tǒng)計(jì)大體上如表6o

表6京滬高速鐵路橋梁概況北京一徐州徐州一上海正線全長(zhǎng)667.79km639km橋梁全長(zhǎng)267.lkm(40%)280.4km(43.9%)特大橋116-227.7km85.10%103-247.6km8&30%大中橋291-14.2km5.30%319-32.8km11.60%梁型統(tǒng)計(jì)16mT梁662.4m0.20%簡(jiǎn)支箱梁24、32、40m169.2km166.8km常用跨度連續(xù)梁55402.5m連續(xù)梁3856.4m結(jié)合梁4652.4m大跨連續(xù)梁13324m剛構(gòu)合計(jì)長(zhǎng)：77-235km86844m連續(xù)梁4924m結(jié)合梁328加大跨連續(xù)梁11301m剛構(gòu)合計(jì)長(zhǎng)：106.4km特殊結(jié)構(gòu)橋梁64+96+64連續(xù)梁63+116+63低塔斜拉橋80+128+80低塔斜拉橋120 剛紙拱96 提藍(lán)拱<0.5%70+120+70連續(xù)梁40+80+40V型剛構(gòu)30+70+120+30斜拉橋<0.5%從上表可以看出：特殊結(jié)構(gòu)的大跨度橋梁很少，尤其是跨度在120M以上的橋梁很少，絕大多數(shù)是常用跨度的橋梁。在這部分橋梁

中，跨度主要集中在24M、32M和40M,結(jié)構(gòu)型式有兩種：簡(jiǎn)直梁和

連續(xù)梁，所占比例大體相當(dāng)。代表性的簡(jiǎn)直梁是24M、32M雙線整

孔箱梁；代表性的連續(xù)梁是2X24M、3X