高   速  桥  梁  一、高速铁路桥梁特点 二、高速铁路桥梁设计原则 三、高速铁路桥梁施工 四、目前国内设备研制情况 一、高速铁路桥梁特点 高速铁路桥梁的特点总述：            高速铁路上的桥梁，除须满足一般铁路桥梁的要求外，还需满足一些特殊的要求，这是因为在高速列车运行条件下，结构的动力响应加剧，从而使列车运行的安全性、旅客乘坐的舒适度、荷载冲击、材料的疲劳、列车运行时的噪声、结构的耐久性等等问题都与普通铁路不同。所以，桥梁结构必须具有足够的强度和刚度，必须保证可靠的稳定性和保持桥上轨道的高平顺状态，使高速铁路的桥梁结构能够承受较大的动力作用，具备良好的动力特性。           高速列车的运营要求较高，能用于检查、维修的时间有限。因此，从总体上来说，高速铁路上的桥梁结构应构造简洁，规格和外形力求标准化，消除构造上的薄弱环节，使得便于施工、建造质量容易得到控制，达到少维修的目的。 一、高速铁路桥梁特点 　　特点：两“大”、两“严”、一“高” 两“大” 　　桥梁刚度“大”；施工难度“大”； 两“严”： 　　桥梁沉降控制“严”;桥梁徐变上拱控制“严”； 一“高”： 　　对桥梁结构的耐久性要求“高” 一、高速铁路桥梁特点           列车过桥时，不仅产生竖向振动而且产生横向振动，这都影响列车运行的安全性和旅客乘坐舒适性，对桥梁结构的竖向刚度和横向刚度应有一定的要求。对梁体的变形进行了一定的限制。 一、高速铁路桥梁特点 1、桥梁刚度”大”     对桥梁上部结构：                       《规范》规定：桥梁上部结构应优先采用预应力混凝土结构，亦可采用钢筋混凝土结构、钢结构和钢-混凝土结合结构。结构要有足够的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度，并保证结构的整体性。预应力混凝土梁部结构，宜选用双线整孔箱形截面梁。需要时可选用两个并置的单线箱形截面梁。                                    梁部结构在ZK活载静力作用下，跨度L＞80m的梁端竖向折角不应大于2‰。                               梁体的竖向挠度限值 一、高速铁路桥梁特点 对桥梁上部结构：           在列车横向摇摆力、离心力、风力和温度的作用下，梁体的水平挠度应小于或等于梁体计算跨度的1/4000。            在ZK活载、横向摇摆力、离心力、风力和温度的作用下，桥跨结构横向水平变形引起的梁端水平折角应不大于1.0‰。 一、高速铁路桥梁特点    对桥梁上部结构：            随着列车速度的提高，乘坐舒适度要求桥梁有较大的刚度，动力效应也要求高速铁路桥梁较之普通铁路线上的桥梁有更大的刚度（即较高的固有频率）。                    为了避免桥梁出现激烈的振动，保证高速列车运行的安全性和乘坐的舒适性，对桥梁的最小自振频率加以限制。                       研究结果表明，桥梁的竖向固有频率（自振频率）是促使桥梁动力系数出现峰值的根本原因。桥梁动力系数出现峰值，就意味着共振的发生，这就会造成道床松散，钢轨损伤，影响轨道结构的正常工作，也会引起混凝土开裂，结构疲劳，承载力降低，甚至危及桥梁的安全。            对于一定跨度的桥梁，可以采用不同的结构形式和不同的材料，并具有不同的固有频率，但都要满足强度和刚度的要求。所以，对于跨度一定的桥梁而言，其固有频率是有一定范围的，研究桥梁固有频率的变化对动力系数的影响也很有必要。 一、高速铁路桥梁特点  规范中要求：             L≤80m简支梁竖向自振频率不应低于下列限值：          　　　　 L≤40m 时　　no=120/L  　　40＜L≤80 m时  　no=23.58L-0.592         式中 no ————简支梁竖向自振频率限值（HZ）； 　　　 L ————　简支梁跨度（m）。                                          　　常用简支梁竖向自振频率限值   一、高速铁路桥梁特点 对桥梁下部结构：铺设焊接长钢轨的混凝土简支梁，桥梁下部结构的纵向水平刚度应满足下表所列数值的要求。                        纵 向 刚 度 限 值 一、高速铁路桥梁特点 2、桥梁施工难度“大”          由于高速铁路桥梁中常用跨度主要是32、24米箱形梁，自重分别达到850、620吨。因此采用预制（梁场的布置、台座、模板）、架设（起吊、运输、架设）、现场浇筑（支架法施工、造桥机施工、悬臂浇筑）等施工方法进行施工，具有一定的施工难度。 一、高速铁路桥梁特点 1、桥梁沉降控制“严”            墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列容许值：   墩台均匀沉降量：          对于有碴桥面桥梁：    30 mm          对于无碴桥面桥梁：    20 mm   外静定结构相邻墩台沉降量之差：         对于有碴桥面桥梁：Δ=0.5L（mm），并不大于  15 mm         对于无碴桥面桥梁：Δ=0.15L（mm），并不大于  5 mm          Δ—相邻墩台沉降量之差，单位mm。           L—相邻墩台间的梁跨长，单位m。                         对于外静不定结构，其相邻墩台均匀沉降量之差的容许值，除要满足外静定结构相邻墩台沉降量之差的要求外，还应根据沉降时对结构产生的附加应力的影响而定。 一、高速铁路桥梁特点 2、桥梁徐变上拱控制“严”；            目前，我国普通铁路上的部分预应力混凝土梁，徐变上拱问题比较突出，以跨度32m预应力混凝土梁为例，实测徐变上拱值约为6cm。             对于高速铁路中为保证轨道地高平顺状态，《规范》中对桥上线路铺设后的徐变上拱进行了严格地控制。即：轨道铺设后，有碴桥面梁的徐变上拱值要求不大于20mm；无碴桥面梁的徐变上拱值不大于10mm。 一、高速铁路桥梁特点 对桥梁使用寿命要求“高”           设计规范中提到“桥涵主要承重结构应按100年使用要求设计”。           国内外大量桥梁的使用经验说明，结构的耐久性对桥梁的安全使用和经济性起着决定的作用。经济合理的设计应当是：使建造费用与使用期内的检查维修费用之和达到最少。片面地追求较低的建造费用而忽视耐久性，往往会造成很大的经济损失。因此，高速铁路的桥梁结构设计中十分重视结构物的耐久性设计，统一考虑合理的结构布局和结构细节。 一、高速铁路桥梁特点 混凝土结构：采用高性能混凝土        抗冻融、抗碳化、抗渗、碱-骨料反应。  支座： 尽量做到： 少维修,少更换。             一般的讲，支座容易损坏或丧失其使用性能。高速铁路桥梁，由于长钢轨纵向力、制动力、列车动力作用和机车车辆横向摇摆力等动力影响较之普通铁路桥梁加剧，因而对支座的减振、消振性能就提出了新的要求。为满足减、消振性能的要求，除个别桥梁采用钢支座外，其余均采用盆式橡胶支座。以保证：          （1）水平纵向剪切刚度较小，能够使上部结构在水平方向得到柔性支承，避开振动的卓越周期，有效的降低结构的

高速铁路桥梁工程(张少锋).ppt