《京滬橋梁設(shè)計(jì)》課件

高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院二○○四年九月天津

整理ppt高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)整理ppt1一、概述

二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

六、寧滬段法方、日方咨詢情況

七、京滬高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)概況

整理ppt一、概述

二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

三、高速鐵路橋梁2一、概述

京滬高速鐵路的運(yùn)營(yíng)要求就是高速度、高舒適性和高安全性。為了滿足高速列車(chē)安全運(yùn)行和旅客乘坐舒適度的要求，高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)在一些原則性規(guī)定、設(shè)計(jì)活載、結(jié)構(gòu)變形限值、結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求和維修養(yǎng)護(hù)等方面都作了更加嚴(yán)格的規(guī)定。高速鐵路設(shè)計(jì)的重要依據(jù)之一就是《京滬高速設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》。整理ppt一、概述

京滬高速鐵路的運(yùn)營(yíng)要求就是高3一、概述

《京滬高速設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》是在十多年科學(xué)研究和設(shè)計(jì)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，以及對(duì)秦沈客運(yùn)專線設(shè)計(jì)施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上編制完成的。2003年9月，德、法、日三國(guó)對(duì)設(shè)計(jì)暫規(guī)進(jìn)行了咨詢，提出了修改建議。2004年4月，選取南京至上海的線路，就線路的總體性和各個(gè)專業(yè)的難點(diǎn)、疑點(diǎn)，請(qǐng)法、日兩國(guó)進(jìn)行了設(shè)計(jì)咨詢，進(jìn)一步對(duì)暫規(guī)指導(dǎo)下的設(shè)計(jì)進(jìn)行了驗(yàn)證。下面結(jié)合秦沈客運(yùn)專線的工程實(shí)踐、兩次國(guó)際咨詢和京滬線橋梁設(shè)計(jì)情況，重點(diǎn)對(duì)《京滬高速設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》（以下簡(jiǎn)稱《暫規(guī)》）中與普通鐵路不同的地方向大家做個(gè)介紹。

整理ppt一、概述

《京滬高速設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》是在十多4二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（一）高速鐵路橋涵注重結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)

大量橋梁的使用經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，結(jié)構(gòu)的耐久性對(duì)橋梁的安全使用和經(jīng)濟(jì)性起著決定的作用。經(jīng)濟(jì)合理性應(yīng)當(dāng)使建造費(fèi)用與使用期內(nèi)的檢查維修費(fèi)用之和達(dá)到最少。京滬高速鐵路是我國(guó)修建的第一條高速客運(yùn)專線，車(chē)流量大，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，將建成世界一流水平的鐵路，為保證列車(chē)正常運(yùn)行不受限制，高速鐵路的橋梁結(jié)構(gòu)具有足夠的耐久性是必要的保證。在設(shè)計(jì)《暫規(guī)》中特作了以下規(guī)定。整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（一）高速鐵路橋涵注重結(jié)構(gòu)5二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（一）高速鐵路橋涵注重結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)

（1）高速鐵路的橋梁的洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)，按我國(guó)鐵路干線最高級(jí)的Ⅰ級(jí)干線標(biāo)準(zhǔn)辦理。并對(duì)涵洞的設(shè)計(jì)頻率標(biāo)準(zhǔn)提高至1/100。此項(xiàng)規(guī)定對(duì)平原區(qū)涵洞影響較小，而對(duì)山丘區(qū)排洪涵洞，部分需要加大孔徑，或改為梁式橋。（2）在普通鐵路雖然對(duì)橋涵結(jié)構(gòu)耐久性提出了要求，但在《暫規(guī)》中明確提出橋梁主要承重結(jié)構(gòu)應(yīng)按100年使用要求設(shè)計(jì)。（3）統(tǒng)一考慮合理的結(jié)構(gòu)布局和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，強(qiáng)調(diào)要使結(jié)構(gòu)易于檢查維修以保證橋梁的安全使用。整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（一）高速鐵路橋涵注重結(jié)構(gòu)6二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（二）高速鐵路橋涵具備良好的動(dòng)力性能

在高速列車(chē)運(yùn)行條件下，橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)加劇，從而使列車(chē)運(yùn)行的安全性、旅客乘坐的舒適度、荷載沖擊、材料疲勞、列車(chē)運(yùn)行噪聲、結(jié)構(gòu)耐久性等等問(wèn)題都與普通鐵路不同。所以，橋梁結(jié)構(gòu)必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，必須保證可靠的穩(wěn)定性和保持橋上軌道的高平順狀態(tài)，使高速鐵路的橋梁結(jié)構(gòu)能夠承受較大的動(dòng)力作用，具備良好的動(dòng)力特性。為了使高速鐵路的橋梁結(jié)構(gòu)具有良好的動(dòng)力性能，《暫規(guī)》對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)剛度和基頻進(jìn)行嚴(yán)格控制。整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（二）高速鐵路橋涵具備良好7二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（三）高速鐵路橋優(yōu)先選用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)

與其他建橋材料相比，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，具有一系列適合高速鐵路要求的特性，如剛度大、噪音低，由溫度變化引起的結(jié)構(gòu)位移對(duì)線路結(jié)構(gòu)的影響小，運(yùn)營(yíng)期間養(yǎng)護(hù)工作量少等，而且造價(jià)也較為經(jīng)濟(jì)，所以《暫規(guī)》要求橋梁上部結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。在京滬高速設(shè)計(jì)中北京至上海共598km橋梁，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)約占97%以上。整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（三）高速鐵路橋優(yōu)先選用預(yù)8二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)構(gòu)的形式以箱形截面為主

1.中小跨混凝土梁部結(jié)構(gòu)橋梁的上部結(jié)構(gòu)直接承受列車(chē)荷載，由于高速列車(chē)運(yùn)行時(shí)動(dòng)力響應(yīng)加劇，為保證列車(chē)運(yùn)行安全和旅客乘坐舒適，加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的豎向剛度、橫向剛度和抗扭剛度，使其滿足剛度限值的要求，同時(shí)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，以提高結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，都是十分必要的。箱形截面梁，剛度大，整體性好，具有較好的動(dòng)力特性，架設(shè)(或制造)可一次到位，無(wú)工地聯(lián)接工作，工期較短，是中小跨混凝土梁部結(jié)構(gòu)的首選型式。它的主要缺點(diǎn)是自重大，橋面寬，預(yù)制架設(shè)需要重型設(shè)備等。整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)9二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)構(gòu)的形式以箱形截面為主

1.中小跨混凝土梁部結(jié)構(gòu)雙線單箱整體式結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)橫向剛度大，改善了旅客乘坐舒適度。從保證高速列車(chē)運(yùn)行乘坐舒適度的角度來(lái)看，聯(lián)成整體的雙線橋比單線橋優(yōu)越，故優(yōu)先采用。在秦沈客運(yùn)專線采用了雙線整孔箱梁和單線箱梁并置兩種情況。在秦沈線的試驗(yàn)中，24m、32m雙線整孔箱梁的實(shí)測(cè)撓跨比均在1/20000以上，而24m單線并置箱梁的實(shí)測(cè)撓跨比也達(dá)到了1/16783，其相應(yīng)ZK荷載撓跨比為1/5031~1/7717。并且實(shí)測(cè)中橫向振幅值也很小。

整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)10二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)構(gòu)的形式以箱形截面為主

1.中小跨混凝土梁部結(jié)構(gòu)

京滬高速有碴軌道32m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土雙線簡(jiǎn)支箱梁橫截面整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)11二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)構(gòu)的形式以箱形截面為主

1.中小跨混凝土梁部結(jié)構(gòu)

秦沈客運(yùn)專線有碴軌道32m預(yù)應(yīng)力混凝土節(jié)段拼架雙線簡(jiǎn)支箱梁橫截面整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)12二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)構(gòu)的形式以箱形截面為主

1.中小跨混凝土梁部結(jié)構(gòu)

秦沈客運(yùn)專線有碴軌道32m預(yù)應(yīng)力混凝土原位現(xiàn)澆雙線簡(jiǎn)支箱梁橫截面整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)13二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)構(gòu)的形式以箱形截面為主

1.中小跨混凝土梁部結(jié)構(gòu)

秦沈客運(yùn)專線有碴軌道32m單線并置預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁橫截面整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)14二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)構(gòu)的形式以箱形截面為主

京滬高速與秦沈客運(yùn)專線常用跨度梁參數(shù)比較

京滬高速橋型24m簡(jiǎn)支32m簡(jiǎn)支3×242×32梁高(m)2.432.22.4靜活載撓度(mm)3.345.672.86.5撓跨比1/70301/55521/81621/4878基頻(Hz)7.095.016.9254.671梁重（t）634.2870.41802.51667.4秦沈客運(yùn)專線橋型單線雙線單線雙線

梁高(m)222.72.6

靜活載撓度(mm)6.268.68.7

撓跨比1/38551/39831/37091/3667

梁重（kN）251.8510.8358.5722

整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)15二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)構(gòu)的形式以箱形截面為主

2.跨度16m及以下的橋梁對(duì)于跨度16m及以下的橋梁，可以采用鋼筋混凝土框架橋、斜交剛構(gòu)連續(xù)梁，這些結(jié)構(gòu)均能滿足高速行車(chē)的要求，可以根據(jù)工點(diǎn)的實(shí)際情況、施工條件等來(lái)選擇合理的結(jié)構(gòu)型式。整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結(jié)16二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

1.簡(jiǎn)支梁

高架線路上采用多孔等跨簡(jiǎn)支梁橋的橋跨外形一致、截面相同、構(gòu)造布置統(tǒng)一，便于結(jié)構(gòu)的日常檢查和養(yǎng)護(hù)維修。高架線路采用簡(jiǎn)支體系的梁橋，更能適應(yīng)地質(zhì)不良、地基承載力低的地段。等跨簡(jiǎn)支梁，工程量大，適宜于現(xiàn)場(chǎng)工廠化預(yù)制，逐孔架設(shè)，能顯著提高施工速度。整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型17二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

1.簡(jiǎn)支梁

秦沈客運(yùn)專線以后張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱形簡(jiǎn)支梁作為主導(dǎo)梁型。共采用簡(jiǎn)支箱梁2305孔，跨度為20~32m，分為單線簡(jiǎn)支箱梁和雙線簡(jiǎn)支箱梁。其施工方法，絕大部分為制梁場(chǎng)預(yù)制、架橋機(jī)架設(shè)，還有一些橋梁采用工地現(xiàn)澆或造橋機(jī)建造。在京滬高速鐵路的設(shè)計(jì)中仍以后張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱形簡(jiǎn)支梁為主。但主要采用24m、32m跨度。施工方法主要采用梁場(chǎng)預(yù)制、架橋機(jī)架設(shè)。整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型18二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

1.簡(jiǎn)支梁

秦沈客運(yùn)專線簡(jiǎn)支梁架設(shè)

整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型19二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

1.簡(jiǎn)支梁

秦沈客運(yùn)專線移動(dòng)造橋機(jī)

（階段拼裝）整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型20二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

1.簡(jiǎn)支梁

秦沈客運(yùn)專線移動(dòng)造橋機(jī)（現(xiàn)澆）

整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型21二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

2.連續(xù)梁

多孔等跨布置的連續(xù)梁，能夠提高梁部結(jié)構(gòu)整體性和剛度，并且對(duì)保持橋上線路的平順性更有利，從而提高橋上行車(chē)的舒適性和安全性。采用適當(dāng)?shù)氖┕し椒鼙ＷC橋梁的經(jīng)濟(jì)性和施工進(jìn)度。京滬高速鐵路24m、32m常用跨度的連續(xù)梁按相鄰墩臺(tái)不均勻沉降1cm作為設(shè)計(jì)條件。因此24m、32m常用跨度的連續(xù)梁對(duì)地基沉降較為敏感在京滬高速鐵路設(shè)計(jì)中，根據(jù)沿線地質(zhì)條件，在沉降控制有把握的地段適當(dāng)采用常用跨度的連續(xù)梁。

主要分布在北京、濟(jì)南至泰安和徐州至蚌埠附近。總計(jì)約50km。施工方法初步擬定原位現(xiàn)澆。整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型22二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

2.連續(xù)梁

秦沈客運(yùn)專線大跨連續(xù)梁

整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型23二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

3.其它梁型

斜交剛架和框構(gòu)橋在跨越道路等場(chǎng)合，其適應(yīng)性強(qiáng)，整體性好，可以采用。鋼混凝土結(jié)合梁或型鋼混凝土結(jié)構(gòu)跨越能力強(qiáng)，施工方便，并且由于結(jié)構(gòu)重量輕有顯著的抗震優(yōu)勢(shì)，故在跨越繁忙道路或抗震要求較高的場(chǎng)合適用。

整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型24二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

3.其它梁型

秦沈客運(yùn)專線結(jié)合梁橋

整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型25二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

3.其它梁型

秦沈客運(yùn)專線結(jié)合梁橋

整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型26二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

3.其它梁型

秦沈客運(yùn)專線連續(xù)剛構(gòu)橋

整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型27二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

京滬高速橋梁優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要也可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)和鋼—混凝土結(jié)合結(jié)構(gòu)。《暫規(guī)》國(guó)際咨詢中德、法、日均對(duì)優(yōu)先使用混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)予以認(rèn)同，德國(guó)還特別提出在復(fù)雜地下條件（沉降不易控制），簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)是合理的選擇。整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型28二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（六）高速鐵路梁型有關(guān)梁體斜交的規(guī)定

對(duì)于斜交橋梁由于梁體兩側(cè)撓度差異，將會(huì)影響高速列車(chē)的運(yùn)行安全和旅客乘坐的舒適度，一般不宜設(shè)置斜梁。在秦沈客運(yùn)專線和京滬線設(shè)計(jì)中，一般僅在跨越低等級(jí)道路時(shí)，根據(jù)斜交情況采用了斜交剛構(gòu)，并不配以相應(yīng)的斜交橋臺(tái)。同樣為避免臺(tái)后軌枕一頭支于橋臺(tái)另一頭支于路基會(huì)造成不均勻沉降，影響行車(chē)的平穩(wěn)性。在斜交橋臺(tái)后，修筑T型混凝土楔塊，使臺(tái)尾與線路中線垂直。整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（六）高速鐵路梁型有關(guān)梁體29二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（六）高速鐵路梁型有關(guān)梁體斜交的規(guī)定

秦沈客運(yùn)專線斜交連續(xù)剛構(gòu)橋

整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（六）高速鐵路梁型有關(guān)梁體30二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結(jié)構(gòu)的間距

橋涵結(jié)構(gòu)物與路基的結(jié)合部，由于路基與橋涵結(jié)構(gòu)物的剛度不同，以及路基與橋涵結(jié)構(gòu)物的沉降不一致，會(huì)造成高速行車(chē)的跳車(chē)現(xiàn)象。相對(duì)地涵洞由于洞頂有填土對(duì)高速行車(chē)的影響小一些。對(duì)于橋梁，兩橋橋臺(tái)之間的凈距離過(guò)近時(shí)，會(huì)造成短時(shí)間內(nèi)兩次跳車(chē)，對(duì)旅客乘車(chē)的舒適性產(chǎn)生影響。另外，由于兩橋后均要設(shè)置過(guò)渡段，距離過(guò)近，剩余的普通路基已不多，故與兩橋連起來(lái)相比，經(jīng)濟(jì)上已沒(méi)有多大差別。

整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結(jié)構(gòu)31二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結(jié)構(gòu)的間距

對(duì)于涵洞，由于高速鐵路路基的填筑要求很高，一般應(yīng)采用大型機(jī)械壓實(shí)。兩涵之間的凈距過(guò)小，會(huì)造成施工困難。根據(jù)以上分析，并參考秦沈客運(yùn)專線的設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，提出兩橋臺(tái)尾之間的距離不宜小于150m，兩涵之間以及橋臺(tái)尾與涵之間的凈距離不宜小于30m?！稌阂?guī)》國(guó)際咨詢中法、日均對(duì)以上限值予以認(rèn)同，但都提出涵洞之間可視具體情況，通過(guò)改變填料或取消過(guò)渡段，進(jìn)而壓縮涵洞間距。整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結(jié)構(gòu)32二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結(jié)構(gòu)的間距

秦沈客運(yùn)專線橋梁涵洞整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結(jié)構(gòu)33二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結(jié)構(gòu)的間距

秦沈客運(yùn)專線涵洞整理ppt二、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結(jié)構(gòu)34三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（一）荷載組合高速鐵路有關(guān)荷載的內(nèi)容是在現(xiàn)行鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上，針對(duì)高速鐵路橋涵設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，進(jìn)行必要的修訂和補(bǔ)充。設(shè)計(jì)計(jì)算方法仍然采用容許應(yīng)力法，荷載的分類及荷載的組合原則，仍然沿用鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，并根據(jù)高速行車(chē)和采用無(wú)縫線路的實(shí)際情況，在荷載項(xiàng)目上，增列了長(zhǎng)鋼軌縱向水平力、長(zhǎng)鋼軌斷軌力，以及由高速行車(chē)引起的氣動(dòng)力。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（一）荷載組合整理ppt35三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（一）荷載組合

1.伸縮力、撓曲力和斷軌力

橋梁因溫度變化而伸縮，因列車(chē)荷載作用而發(fā)生撓曲。橋梁的這種變形受到軌道結(jié)構(gòu)的約束。又因橋上無(wú)縫線路的連續(xù)性，致使梁變形時(shí)，鋼軌產(chǎn)生兩種縱向水平力，分別稱之為伸縮力和撓曲力，同時(shí)，兩種力也反作用于梁，并傳遞到支座和墩臺(tái)上。伸縮力和撓曲力都是主力，但二者在同一軌道上不會(huì)同時(shí)產(chǎn)生。橋上無(wú)縫線路的鋼軌，由于疲勞、縱向力過(guò)大或其他原因損傷而可能造成斷軌，從而產(chǎn)生斷軌力。在正常運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)條件下，發(fā)生斷軌的機(jī)率比較小，而斷軌力的值又比較大，所以，規(guī)定不論單線或雙線橋梁，只計(jì)算一軌的斷軌力，而且將其作為特殊荷載，稱為長(zhǎng)鋼軌斷軌力。在荷載組合上，只考慮它與主力相組合，不與其他附加力組合。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（一）荷載組合整理ppt36三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（一）荷載組合2.氣動(dòng)力氣動(dòng)力是指高速列車(chē)運(yùn)行時(shí)帶動(dòng)周?chē)諝怆S之運(yùn)動(dòng)，形成的列車(chē)風(fēng)在臨近列車(chē)的建筑物上產(chǎn)生的波動(dòng)壓力，它與列車(chē)形狀、速度、以及臨近建筑物距線路的距離、建筑物的高度等因素有關(guān)。列車(chē)風(fēng)壓力呈正、負(fù)壓力波形式。氣動(dòng)力屬主力。氣動(dòng)力的作用主要用于聲屏障的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)聲屏障而言，最不利的氣動(dòng)力為吸力。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（一）荷載組合整理ppt37三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（一）荷載組合

秦沈客運(yùn)專線氣動(dòng)力試驗(yàn)整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（一）荷載組合秦沈客運(yùn)專線氣動(dòng)力38三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（一）荷載組合除上述三項(xiàng)荷載外，其他荷載項(xiàng)目及有關(guān)荷載組合的規(guī)定，都與現(xiàn)行《鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》相同。與秦沈線所用的《時(shí)速200公里新建鐵路線橋隧站設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》（以下簡(jiǎn)稱《200暫規(guī)》）相比，多了氣動(dòng)力的規(guī)定?！稌阂?guī)》國(guó)際咨詢中日均對(duì)以上荷載項(xiàng)目予以認(rèn)同，但日本對(duì)荷載組合沒(méi)有規(guī)定，并提出船只撞擊力作用方向、和防護(hù)方法應(yīng)從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面綜合考慮決定。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（一）荷載組合整理ppt39三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式

1.概述

高速鐵路的豎向荷載設(shè)計(jì)圖式，是高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是最重要的參數(shù)之一。

橋梁是鐵路線上主要承重結(jié)構(gòu)，京滬高速鐵路橋梁長(zhǎng)度占全線很大比例，活載圖式制定的合理與否，直接影響到行車(chē)安全和工程造價(jià)，如果選定的活載圖式標(biāo)準(zhǔn)偏低，則會(huì)危及行車(chē)安全或影響運(yùn)輸能力，標(biāo)準(zhǔn)過(guò)高則會(huì)造成浪費(fèi)。所以說(shuō)，活載設(shè)計(jì)圖式的選定不單單是個(gè)技術(shù)問(wèn)題，更是一個(gè)經(jīng)濟(jì)政策的問(wèn)題，同時(shí)，也反映一個(gè)國(guó)家的技術(shù)發(fā)展水平和綜合國(guó)力。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式整理ppt40三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式

1.概述影響設(shè)計(jì)活載圖式的因素很多，活載的圖式和大小與線路上運(yùn)行的機(jī)車(chē)車(chē)輛本身的參數(shù)如列車(chē)類型、軸距、軸重、編組以及車(chē)輛的發(fā)展有密切的關(guān)系，還與運(yùn)輸模式（是單一的客運(yùn)還是客貨混運(yùn)）、速度指標(biāo)、不同結(jié)構(gòu)體系的加載方式等密切相關(guān)。所以說(shuō)，實(shí)際運(yùn)行的機(jī)車(chē)車(chē)輛本身的參數(shù)，并不等于活載圖式。這牽涉到“設(shè)計(jì)活載”和“運(yùn)營(yíng)活載”的概念差別。簡(jiǎn)言之，在考慮了以上諸多因素后確定的設(shè)計(jì)活載圖式在橋梁上產(chǎn)生的靜、動(dòng)效應(yīng)，應(yīng)大于各類實(shí)際運(yùn)行的機(jī)車(chē)車(chē)輛所產(chǎn)生的靜、動(dòng)效應(yīng)，同時(shí)考慮其發(fā)展以及其他難以預(yù)見(jiàn)的因素，還應(yīng)留有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度儲(chǔ)備。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式整理ppt41三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式

2.國(guó)外高速鐵路設(shè)計(jì)活載圖式概況及其特點(diǎn)國(guó)外高速鐵路活載圖式大體上分為兩種體系。其一是歐洲普遍采用的UIC活載；另一種是日本采用的高速列車(chē)專用荷載N、P荷載。歐洲各國(guó)普遍采用的UIC活載，它包絡(luò)了六種運(yùn)營(yíng)列車(chē)的活載圖式，能夠概括當(dāng)前和可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)在歐洲鐵路上出現(xiàn)的荷載。它包絡(luò)的運(yùn)營(yíng)列車(chē)，包括最大時(shí)速為80km的特重列車(chē)、最大時(shí)速為120km的重型貨車(chē)、最大時(shí)速為250km的長(zhǎng)途客車(chē)和最大時(shí)速為300km的高速輕型客車(chē)。日本高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)活載，非常接近日本實(shí)際的高速運(yùn)營(yíng)列車(chē)活載。標(biāo)準(zhǔn)P活載和UIC活載圖式中包含的時(shí)速300km的高速輕型高速列車(chē)活載的軸重、軸距相差不大。日本P活載各種跨度簡(jiǎn)支梁的跨中等效彎矩較UIC活載所概括的高速輕型運(yùn)營(yíng)列車(chē)活載對(duì)各種跨度簡(jiǎn)支梁的跨中等效彎矩略大。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式整理ppt42三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式3.京滬《暫規(guī)》確定高速鐵路活載圖式的基本思路京滬高速鐵路的設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為350km/h。早期運(yùn)營(yíng)時(shí)的運(yùn)營(yíng)組織，采用高中速混運(yùn)的模式，以高速為主，中速在200km/h以上。遠(yuǎn)期為純高速運(yùn)營(yíng)。為此，在制定高速鐵路活載圖式時(shí)，首先考慮基礎(chǔ)設(shè)施按350km/h的要求，同時(shí)也要考慮我國(guó)中速機(jī)車(chē)軸重較大的實(shí)際。由于UIC活載概括了現(xiàn)在歐洲的輕型和重型運(yùn)營(yíng)列車(chē)荷載，并留有列車(chē)發(fā)展的余地，這與我國(guó)京滬高速鐵路的目標(biāo)值和高中速混運(yùn)的模式是很接近的。另外還考慮必要時(shí)高速鐵路線可運(yùn)行貨物列車(chē)。通過(guò)綜合分析，確定采用UIC活載的模式來(lái)制定我國(guó)高速鐵路活載圖式。在“85”、“95”關(guān)于高速鐵路的前期研究中進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算分析比較。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式整理ppt43三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式4.京滬《暫規(guī)》確定高速鐵路活載圖式

根據(jù)靜力計(jì)算的結(jié)果，結(jié)論如下：如果我國(guó)直接把UIC活載作為高速鐵路的設(shè)計(jì)活載，它與運(yùn)營(yíng)活載的強(qiáng)度效應(yīng)比余量太大，常用跨度的簡(jiǎn)支梁最少為50%左右，中等跨度的連續(xù)梁最少在40%左右。如采用0.7UIC作為高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)活載，雖能包絡(luò)各種運(yùn)營(yíng)列車(chē)活載效應(yīng)，但余量較小。如采用0.6UIC作為高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)活載，能包絡(luò)中速、高速列車(chē)活載效應(yīng)，但特殊情況下要求運(yùn)營(yíng)貨物列車(chē)時(shí)，個(gè)別跨度經(jīng)檢算不能通過(guò)。

整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式整理ppt44三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式4.京滬《暫規(guī)》確定高速鐵路活載圖式

0.8UIC作為高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)活載，其靜、動(dòng)載效應(yīng)均大于中速列車(chē)和高速列車(chē)的靜、動(dòng)載效應(yīng)，并有一定余量，且設(shè)計(jì)活載與實(shí)際運(yùn)營(yíng)活載間的余量和既有鐵路設(shè)計(jì)活載（中一活載）與實(shí)際運(yùn)營(yíng)活載間的余量相當(dāng)。根據(jù)以上分析比較，推薦采用0.8UIC作為高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)活載，也就是《暫規(guī)》條文上列出的ZK活載圖式（一）。如圖1整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式整理ppt45三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式

4.京滬《暫規(guī)》確定高速鐵路活載圖式

圖1ZK標(biāo)準(zhǔn)活載圖整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式圖1Z46三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式

4.京滬《暫規(guī)》確定高速鐵路活載圖式

對(duì)于跨度或影響線加載長(zhǎng)度等于或小于6.0m的結(jié)構(gòu)，需要采用UIC標(biāo)準(zhǔn)活載才能滿足特殊情況下運(yùn)營(yíng)貨物列車(chē)的要求，故將UIC標(biāo)準(zhǔn)活載中的集中力部分作為跨度或影響線加載長(zhǎng)度等于或小于6.0m的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)活載，即《暫規(guī)》條文上列出的ZK活載圖式（二）。如圖2。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式整理ppt47三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式4.京滬《暫規(guī)》確定高速鐵路活載圖式

圖2特種活載圖式整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式圖2特48三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式

5.設(shè)計(jì)活載對(duì)高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的影響高速《暫規(guī)》編制的主導(dǎo)思想是，靜力計(jì)算控制結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的活載圖式能夠包住在高速線上可能運(yùn)營(yíng)的各種列車(chē)（包括高速列車(chē)、中速列車(chē)、輕載貨物列車(chē)和養(yǎng)修機(jī)械），動(dòng)力計(jì)算的行車(chē)安全度、旅客乘座舒適度指標(biāo)和結(jié)構(gòu)的剛度、變形、變位要滿足實(shí)際高速行車(chē)的要求。《暫規(guī)》采用的動(dòng)力計(jì)算的行車(chē)安全度、旅客乘座舒適度指標(biāo)不低于國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)。由于《暫規(guī)》采用的ZK活載為0.8UIC，相應(yīng)動(dòng)力系數(shù)、離心力、梁部結(jié)構(gòu)的豎、橫向撓跨比及其它的變形、變位限值等均進(jìn)行了換算，意圖使之與采用UIC活載達(dá)到相當(dāng)?shù)乃?。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式整理ppt49三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式

5.設(shè)計(jì)活載對(duì)高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的影響高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)主要包括三方面的內(nèi)容：強(qiáng)度設(shè)計(jì)、動(dòng)力檢算和結(jié)構(gòu)的剛度、變形、變位檢算。京滬高速鐵路橋梁恒、活載和施工荷載控制橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)。動(dòng)力仿真檢算和結(jié)構(gòu)的剛度、變形、變位檢算控制結(jié)構(gòu)的尺寸。實(shí)際上京滬高速鐵路常用跨度橋梁結(jié)構(gòu)的主要尺寸由動(dòng)力仿真計(jì)算確定，已不受活載圖式的影響。而特殊大跨度橋梁（如黃河、長(zhǎng)江橋）將受活載圖式的很大影響，但特殊大跨度橋梁不包括在高速《暫規(guī)》之內(nèi)。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式整理ppt50三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式

5.設(shè)計(jì)活載對(duì)高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的影響

《暫規(guī)》國(guó)際咨詢中法、德建議采用UIC活載（法方認(rèn)為，使用完全的UIC活載可以保證橋梁、施工及運(yùn)營(yíng)的安全；德方認(rèn)為UIC可以補(bǔ)償設(shè)計(jì)中對(duì)維護(hù)的忽略、防止不可預(yù)見(jiàn)的施工問(wèn)題（可能是趕工造成的）、異常條件下運(yùn)行開(kāi)行重載列車(chē)、補(bǔ)償過(guò)多列車(chē)無(wú)規(guī)律運(yùn)行造成的動(dòng)態(tài)響應(yīng)）；日方認(rèn)為應(yīng)進(jìn)一步確定高速鐵路運(yùn)行的車(chē)型。通過(guò)《暫規(guī)》的國(guó)際咨詢，對(duì)部分由于對(duì)國(guó)外情況不了解造成的不合理?xiàng)l文修改后，按ZK活載設(shè)計(jì)的橋梁是能夠滿足高速行車(chē)的要求的。但是不能滿足重載貨物列車(chē)運(yùn)營(yíng)的要求。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（二）豎向荷載設(shè)計(jì)圖式整理ppt51三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（三）動(dòng)力系數(shù)

京滬高速鐵路采用的橋梁設(shè)計(jì)活載圖式，并非單一的輕型高速模式，而是概括了輕型、重型并存，高中速混運(yùn)的UIC活載的模式，這是一種概化的活載圖式，制定動(dòng)力系數(shù)也必須與之相適應(yīng)。我們現(xiàn)在采用的高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)活載圖式是0.8UIC圖式（即《暫規(guī)》規(guī)定的ZK活載圖式）。根據(jù)UIC規(guī)范的規(guī)定，通過(guò)把UIC活載圖式乘以分級(jí)系數(shù)，可使線路得到較重或較輕的假定活載，但應(yīng)當(dāng)對(duì)它們采用相同的φ值?；钶d效應(yīng)的全部數(shù)值(φM，φQ等)都要逐級(jí)增加或減少10%。。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（三）動(dòng)力系數(shù)整理ppt52三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（三）動(dòng)力系數(shù)采用0.8UIC活載時(shí)，對(duì)應(yīng)于0.8UIC活載的靜效應(yīng)M‘、Q’的動(dòng)力系數(shù)φ1‘、φ2’，應(yīng)該是整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（三）動(dòng)力系數(shù)整理ppt53三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（三）動(dòng)力系數(shù)

關(guān)于連續(xù)梁和涵洞的動(dòng)力系數(shù)，以及其他有關(guān)規(guī)定，也就是從UIC規(guī)范沿引而來(lái)的?！稌阂?guī)》國(guó)際咨詢中法、德建議采用與UIC活載一致的動(dòng)力系數(shù)；日方認(rèn)為應(yīng)針對(duì)實(shí)際運(yùn)行的車(chē)型確定動(dòng)力系數(shù)。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（三）動(dòng)力系數(shù)整理ppt54三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（四）離心力折減系數(shù)

離心力折減系數(shù)的內(nèi)容沿引自UIC規(guī)范。離心力的計(jì)算公式，基本上是與普通鐵路的現(xiàn)行《鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》一致的。只是在公式中多了一個(gè)折減系數(shù)f。f值的計(jì)算公式來(lái)源不詳。但含義還是清楚的。因?yàn)閁IC活載圖式包絡(luò)了最大運(yùn)營(yíng)速度V=80km/h的特重列車(chē)、V=120km/h的重型列車(chē)、V=250km/h的長(zhǎng)途客車(chē)和V=300km/h的高速輕型客車(chē)。當(dāng)列車(chē)高速運(yùn)行時(shí)，車(chē)輛的實(shí)際軸重要比UIC荷載圖式的荷載小很多，所以說(shuō)當(dāng)行車(chē)速度>120km/h的離心力的折減，實(shí)質(zhì)上是列車(chē)活載圖式中垂直荷載的折減。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（四）離心力折減系數(shù)整理ppt55三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（四）離心力折減系數(shù)

《暫規(guī)》國(guó)際咨詢中法、德建議采用與UIC活載一致的折減系數(shù)；日方認(rèn)為應(yīng)針對(duì)實(shí)際運(yùn)行的車(chē)型確定動(dòng)力系數(shù)。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（四）離心力折減系數(shù)整理ppt56三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（五）橫向搖擺力

橫向搖擺力參照外國(guó)的相關(guān)規(guī)范采用。國(guó)際鐵路聯(lián)盟（UIC）規(guī)范、德國(guó)《鐵路橋梁及其他工程結(jié)構(gòu)物規(guī)范》（VEI）DS804及英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS5400均規(guī)定，列車(chē)的橫向搖擺力為100KN，這是一個(gè)集中力，在與線路成直角方向（向左或向右）水平作用于軌道頂面，作用位置以能在所考慮的構(gòu)件中產(chǎn)生最大效應(yīng)來(lái)考慮。DS804明確規(guī)定，列車(chē)的橫向搖擺力與UIC活載圖式的現(xiàn)有等級(jí)無(wú)關(guān)。當(dāng)為連續(xù)的道碴橋面時(shí)，橫向搖擺力可沿線路方向均勻分布在L=4.0m的長(zhǎng)度上。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（五）橫向搖擺力整理ppt57三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（五）橫向搖擺力

《暫規(guī)》國(guó)際咨詢中法方對(duì)橫向搖擺力荷載予以認(rèn)同；日方認(rèn)為應(yīng)采用集中輪中的20%作為橫向搖擺力荷載。

整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（五）橫向搖擺力整理ppt58三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（六）脫軌荷載

有的國(guó)家考慮了列車(chē)掉道后的安全措施，以防止列車(chē)傾覆。如：德國(guó)高速鐵路橋梁利用道碴槽兩側(cè)的電纜槽阻擋掉道列車(chē)墜落橋下；瑞典高速鐵路橋梁采用加高的擋碴墻代替護(hù)軌。京滬高速鐵路橋梁所占比例很大，為防止列車(chē)墜落橋下，所以采用了高擋碴墻的道床型式，但掉道的可能性仍是存在的，所以，本條參考德國(guó)《鐵路橋梁及其他工程結(jié)構(gòu)物規(guī)范》（VEI）DS804，列入了列車(chē)脫軌荷載的條文。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（六）脫軌荷載整理ppt59三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（六）脫軌荷載

脫軌荷載的第一種情況的線荷載，大致相當(dāng)于實(shí)際運(yùn)行列車(chē)脫軌后產(chǎn)生的荷載，在此情況下結(jié)構(gòu)物的主要部分，如橋面板和主梁等，不應(yīng)產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，鋼筋應(yīng)力應(yīng)在屈服點(diǎn)以內(nèi)，混凝土不形成寬裂縫。脫軌荷載的第二種情況的線荷載，相當(dāng)于列車(chē)脫軌，雖沒(méi)有墜落橋下，但已作用于橋面邊緣，在此情況下，須確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（六）脫軌荷載整理ppt60三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（七）汽車(chē)撞擊力

京滬高速鐵路沿線跨越了很多重要的公路和高速公路。對(duì)設(shè)在公路上或緊鄰公路邊緣的橋墩，當(dāng)其可能受到汽車(chē)撞擊時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)置堅(jiān)固可靠的防護(hù)工程。如采用攔板、防沖架、防撞墻等措施以防止橋墩被撞，當(dāng)無(wú)法設(shè)置防護(hù)工程時(shí)，必須考慮汽車(chē)對(duì)橋墩的撞擊力。此力屬特殊荷載，不與其他附加荷載同時(shí)考慮，只與主力相組合。汽車(chē)撞擊力的大小和作力點(diǎn)，是參考德國(guó)《鐵路橋梁及其他工程結(jié)構(gòu)物規(guī)范》的有關(guān)內(nèi)容擬定的。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（七）汽車(chē)撞擊力整理ppt61三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（八）其他荷載上述荷載除了氣動(dòng)力（氣動(dòng)力的作用主要用于聲屏障的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）以外的其他荷載（豎向活載、離心力、脫軌荷載、橫向搖擺力、汽車(chē)撞擊力等），在普通鐵路里都有相應(yīng)規(guī)定，只是在高速鐵路上根據(jù)其特點(diǎn)作了進(jìn)一步規(guī)定。其他荷載如土壓力、水浮力、風(fēng)力、地震力等，以及材料密度、混凝土預(yù)加力、混凝土收縮的影響、溫度變化作用等，均按現(xiàn)行的鐵路橋規(guī)、地震規(guī)范等相關(guān)規(guī)范辦理。整理ppt三、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載

（八）其他荷載整理ppt62四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

1.高速列車(chē)安全性和舒適性的動(dòng)力響應(yīng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

列車(chē)過(guò)橋時(shí)，不僅產(chǎn)生豎向振動(dòng)而且產(chǎn)生橫向振動(dòng)，這都影響列車(chē)運(yùn)行的安全性和旅客乘坐舒適性。（1）安全評(píng)判指標(biāo)列車(chē)運(yùn)行的安全性主要涉及車(chē)輛在橋上是否會(huì)出現(xiàn)脫軌的問(wèn)題。對(duì)于這一問(wèn)題，車(chē)輛力學(xué)上，是用脫軌系數(shù)Q/P、輪重豎向減載率△P/P及輪軌橫向水平力等幾個(gè)參數(shù)來(lái)限定。參照國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料，經(jīng)過(guò)分析研究后確定，京滬高速鐵路行車(chē)安全性的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)定為：整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體63四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

1.高速列車(chē)安全性和舒適性的動(dòng)力響應(yīng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)（1）安全評(píng)判指標(biāo)脫軌系數(shù)：Q/P≤0.8；輪重豎向減載率：△P/P≤0.6輪對(duì)橫向水平力：Q≤80KN整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體64四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

1.高速列車(chē)安全性和舒適性的動(dòng)力響應(yīng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)（2）舒適度指標(biāo)評(píng)判指標(biāo)

除了行車(chē)安全性問(wèn)題外，乘坐舒適性問(wèn)題也是判定橋梁豎向和橫向剛度是否合適的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。Sperling評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要用于評(píng)定車(chē)輛運(yùn)行的穩(wěn)定性，將其與疲勞時(shí)間評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)比較，W=3.0（客車(chē)合格）的標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)于疲勞時(shí)間5.6小時(shí)，也就是說(shuō)按W=3.0的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)限制車(chē)輛的振動(dòng)，其舒適度是較高的。其評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為：斯佩林（Sperling）舒適度指標(biāo)

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體65四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

1.高速列車(chē)安全性和舒適性的動(dòng)力響應(yīng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)（2）舒適度指標(biāo)評(píng)判指標(biāo)

＜2.5優(yōu)；2.5～2.75良；2.75～3.0合格。整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體66四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

1.高速列車(chē)安全性和舒適性的動(dòng)力響應(yīng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)（3）橋梁振幅（半峰值）限值標(biāo)準(zhǔn)上面談的是車(chē)輛運(yùn)行舒適性與安全性，僅涉及到車(chē)輛的振動(dòng)，若車(chē)輛與橋梁振動(dòng)的耦合性不太強(qiáng)，則僅考慮車(chē)輛的振動(dòng)并不一定能控制橋梁的振動(dòng)大小。過(guò)大的橋梁振動(dòng)會(huì)使橋上線路的保持（維護(hù)）困難，使橋梁疲勞強(qiáng)度降低。因此對(duì)橋梁的振幅大小有提出限值要求的必要。整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體67四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

1.高速列車(chē)安全性和舒適性的動(dòng)力響應(yīng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)（3）橋梁振幅（半峰值）限值標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)橋梁檢定規(guī)范采用了限制橫向振幅及振動(dòng)頻率的要求，由于未有更詳細(xì)的研究資料和新的研究成果，故參照橋梁檢定規(guī)范，提出橋梁振幅（半峰值）限值標(biāo)準(zhǔn)為：對(duì)混凝土橋(L橋梁跨度，單位為m)

。整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體68四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

2.高速鐵路梁體變形的要求

我們?cè)跇蛄涸O(shè)計(jì)時(shí)，不可能都作動(dòng)力響應(yīng)分析來(lái)判斷其剛度是否符合要求。研究單位經(jīng)過(guò)綜合分析國(guó)內(nèi)外橋梁規(guī)范關(guān)于橋梁剛度的限制規(guī)定，決定采用豎向及橫向撓跨比作為衡量剛度大小標(biāo)準(zhǔn)。整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體69四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

2.高速鐵路梁體變形的要求

（1）L≤80m的中小跨度橋梁

L≤80m的中小跨度橋梁豎向剛度的限制的確定方法是，計(jì)算高速列車(chē)以各種速度通過(guò)各種標(biāo)準(zhǔn)跨度的簡(jiǎn)支梁時(shí)的車(chē)輛與橋梁的空間耦合振動(dòng)響應(yīng)，通過(guò)分析響應(yīng)的時(shí)程記錄曲線，獲得各種計(jì)算工況下的車(chē)輛最大振動(dòng)加速度、軸重減載率、脫軌系數(shù)、橋梁橫向振幅及橋梁撓度放大系數(shù)（動(dòng)力系數(shù)）等數(shù)據(jù)，通過(guò)研究不同豎向及橫向剛度時(shí)車(chē)輛及橋梁的振動(dòng)狀態(tài)，從而確定出高速鐵路橋梁的合理剛度限值標(biāo)準(zhǔn)來(lái)。整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體70四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

2.高速鐵路梁體變形的要求

（1）L≤80m的中小跨度橋梁通過(guò)大量的計(jì)算分析得出以下結(jié)論：1)對(duì)于單跨橋梁16m～24m梁的豎向撓跨比不應(yīng)大于1/1500（ZK活載），且設(shè)計(jì)的梁體固有頻率宜大于4.5HZ；對(duì)32m及以上跨度的豎向撓跨比不應(yīng)大于1/1000，上述兩種跨度范圍的多跨等跨簡(jiǎn)支梁的豎向撓跨比分別為1/800和1/1300。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體71四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

2.高速鐵路梁體變形的要求

（1）L≤80m的中小跨度橋梁《暫規(guī)》中實(shí)際采用值如下表：

梁體的豎向撓度限值

跨度L≤24m24m<L≤80mL>80m項(xiàng)目單

跨L/1300L/1000L/1000多

跨L/1800L/1500L/1000整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體72四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

2.高速鐵路梁體變形的要求

（1）L≤80m的中小跨度橋梁

2)L≤80m的中小跨橋梁的橫向剛度，一般來(lái)說(shuō)橫向撓跨比不大于1/4000，行車(chē)安全性與舒適性及梁橫向振幅都在允許范圍內(nèi)，能滿足行車(chē)安全性與舒適性的要求。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體73四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

2.高速鐵路梁體變形的要求

（1）L≤80m的中小跨度橋梁

3)橋墩的耦合計(jì)算結(jié)果認(rèn)為：下部結(jié)構(gòu)橫向剛度的減小，將增大上部結(jié)構(gòu)的振幅。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體74四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

2.高速鐵路梁體變形的要求

（2）L>80m的中小跨度橋梁對(duì)于L＞80m的大跨度橋梁，豎向撓跨比的限值要求則是參考UIC規(guī)范的規(guī)定，撓跨比不大于1／800。鑒于我們的設(shè)計(jì)活載ZK活載與UIC荷載接近，故建議撓跨比限值原則上按UIC規(guī)定取值，因ZK活載相當(dāng)于0.8UIC荷載，故將撓度限制取為1／1000。對(duì)于橫向撓跨比允許值，也采用UIC規(guī)范的規(guī)定為1/4000。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體75四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

2.高速鐵路梁體變形的要求

（3）其他規(guī)定

至于梁端水平折角和橋梁扭轉(zhuǎn)變形引起的軌面變形允許值的規(guī)定，也是參照UIC規(guī)范列入的。如下：1)梁部結(jié)構(gòu)，在ZK活載靜力作用下，跨度L＞80m的梁端豎向折角不應(yīng)大于2‰。2)在ZK活載、橫向搖擺力、離心力、風(fēng)力和溫度的作用下，橋跨結(jié)構(gòu)橫向水平變形引起的梁端水平折角應(yīng)不大于1.0‰。3)活載作用下梁體扭轉(zhuǎn)引起的軌面不平順限值為：以一段3m長(zhǎng)的線路為基準(zhǔn)，ZK活載作用下，一線兩根鋼軌的豎向相對(duì)變形量不大于1.5mm；實(shí)際運(yùn)營(yíng)列車(chē)作用下，一線兩根鋼軌的豎向相對(duì)變形量不大于1.2mm。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體76四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

2.高速鐵路梁體變形的要求

（3）其他規(guī)定

3)活載作用下梁體扭轉(zhuǎn)引起的軌面不平順限值為：以一段3m長(zhǎng)的線路為基準(zhǔn)，ZK活載作用下，一線兩根鋼軌的豎向相對(duì)變形量不大于1.5mm；實(shí)際運(yùn)營(yíng)列車(chē)作用下，一線兩根鋼軌的豎向相對(duì)變形量不大于1.2mm。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體77四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉(zhuǎn)

2.高速鐵路梁體變形的要求

《暫規(guī)》國(guó)際咨詢中法方建議按活載UIC，調(diào)整相應(yīng)的限值。德國(guó)建議水平撓度，多跨時(shí)變形橋面曲率半徑不大于17500m，對(duì)簡(jiǎn)支梁不大于R，R=L2/（8δh），其中L為跨長(zhǎng)，δh最大水平撓度；相鄰梁跨端部之間的相對(duì)橫向位移不超過(guò)1.5mm。日方豎向撓度是按照P荷載+沖擊時(shí)的撓度，行車(chē)速度按300km/h

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體78四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體的豎向自振頻率

橋梁的豎向固有頻率（自振頻率）是促使橋梁動(dòng)力系數(shù)出現(xiàn)峰值的根本原因。橋梁動(dòng)力系數(shù)出現(xiàn)峰值，就意味著共振的發(fā)生，意味著激烈的振動(dòng)，這就會(huì)造成道床松散，鋼軌損傷，影響軌道結(jié)構(gòu)的正常工作，也會(huì)引起混凝土開(kāi)裂，結(jié)構(gòu)疲勞，承載力降低，甚至危及橋梁的安全。對(duì)于一定跨度的橋梁，可以采用不同的結(jié)構(gòu)形式和不同的材料，并具有不同的固有頻率，但都要滿足強(qiáng)度和剛度的要求。所以，對(duì)于跨度一定的橋梁而言，其固有頻率是有一定范圍的，研究橋梁固有頻率的變化對(duì)動(dòng)力系數(shù)的影響是很有必要的。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體79四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體的豎向自振頻率

研究單位計(jì)算了各國(guó)高速列車(chē)活載作用在8～80m的不同固有頻率的簡(jiǎn)支梁上的最大動(dòng)力系數(shù)。結(jié)果表明，對(duì)于同一跨度的橋梁，當(dāng)其固有頻率小于某一定值時(shí)動(dòng)力系數(shù)急劇增大。隨著橋跨固有頻率的提高，動(dòng)力系數(shù)的總趨勢(shì)是減小，但不是單調(diào)減小。由于橋梁剛度與橋梁固有頻率的平方成正比，可以認(rèn)為動(dòng)力系數(shù)隨著橋梁剛度的增加而減小。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體80四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體的豎向自振頻率隨著列車(chē)速度的提高，乘坐舒適度要求橋梁有較大的剛度，動(dòng)力效應(yīng)也要求高速鐵路橋梁較之普通鐵路線上的橋梁有更大的剛度（即較高的固有頻率）。UIC規(guī)范對(duì)鐵路橋梁有一個(gè)最低固有頻率限值。

綜上所述，為了避免橋梁出現(xiàn)激烈的振動(dòng)，保證高速列車(chē)運(yùn)行的安全性和乘坐的舒適性，對(duì)橋梁的最小自振頻率加以限制是十分必要的。考慮到我國(guó)高速鐵路活載圖式采用UIC活載體系，原《暫規(guī)》編制時(shí)參考UIC規(guī)范列出了簡(jiǎn)支梁豎向自振頻率的最低限值。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體81四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體的豎向自振頻率秦沈客運(yùn)專線通過(guò)動(dòng)力仿真分析計(jì)算的設(shè)計(jì)成果，各種跨度簡(jiǎn)支梁的最小豎向自振頻率見(jiàn)下表秦沈客運(yùn)專線簡(jiǎn)支梁最小豎向自振頻率表

跨度（m）1216202432簡(jiǎn)支梁豎向自振（HZ）9.717.025.795.323.71整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體82四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體的豎向自振頻率京滬高速鐵路的設(shè)計(jì)速度高于秦沈客運(yùn)專線，故梁的豎向自振頻率標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)有所提高。一般為避免車(chē)橋諧振，梁的豎向自振頻率應(yīng)大于n0=1.1Vmax/L的計(jì)算值。考慮高速鐵路車(chē)輛的動(dòng)力作用較大，故建議京滬高速鐵路簡(jiǎn)支梁跨度12m~40m梁的豎向自振頻率限值采用n0=1.2Vmax/L，按350km/h的列車(chē)速度計(jì)算約為n0=120/L（Hz）（L—以m計(jì)）。40＜L≤80m時(shí)no=23.58L-0.592(Hz)。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體83四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（二）車(chē)橋耦合動(dòng)力響應(yīng)分析的要求

常用簡(jiǎn)支梁豎向自振頻率限值

《暫規(guī)》國(guó)際咨詢中法方認(rèn)為以上規(guī)定是按照有碴軌道，在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)進(jìn)行車(chē)橋耦合計(jì)算。按照《暫規(guī)》中計(jì)算的自振頻率基本介于德方自振頻率計(jì)算的上限、下限之間，德方還認(rèn)為梁跨大于100m，通常需要進(jìn)行動(dòng)力分析。日方對(duì)自振頻率沒(méi)有限制。

跨度(m)16202432404856自振頻率限值(Hz)7.5653.7532.382.18整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（二）車(chē)橋84四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（三）車(chē)橋耦合動(dòng)力響應(yīng)分析的要求

橋梁結(jié)構(gòu)豎向自振頻率是促使動(dòng)力系數(shù)出現(xiàn)峰值的根本原因，自振頻率過(guò)低會(huì)引起激烈振動(dòng)，將會(huì)影響行車(chē)的安全性和乘坐的舒適性?？紤]到影響自振頻率的因素較多，同時(shí)，參考?xì)W洲規(guī)范規(guī)定所有高速鐵路橋梁都必須進(jìn)行動(dòng)力仿真分析，為安全計(jì)，故條文要求本線所有橋梁，都要進(jìn)行車(chē)橋耦合動(dòng)力響應(yīng)分析，直接用行車(chē)安全性和乘坐舒適性的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。根據(jù)歐洲規(guī)范，橋梁動(dòng)力仿真計(jì)算的最高速度應(yīng)取1.2倍的設(shè)計(jì)速度，對(duì)于本線建議取420km/h。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（三）車(chē)橋85四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁下部結(jié)構(gòu)剛度

鋪設(shè)焊接長(zhǎng)鋼軌的橋梁的下部結(jié)構(gòu)，其縱向水平剛度取決于兩方面的因素，一是橋上軌道強(qiáng)度和穩(wěn)定性；二是在制動(dòng)力作用下梁軌相對(duì)位移的大小。橋上鋼軌除承受長(zhǎng)鋼軌鎖定時(shí)的溫度應(yīng)力和列車(chē)通過(guò)時(shí)的動(dòng)彎應(yīng)力外，還要承受由于列車(chē)制動(dòng)和梁體伸縮變形所引起的附加應(yīng)力，而這個(gè)附加應(yīng)力值的大小是與橋梁的跨度及其下部結(jié)構(gòu)的剛度密切相關(guān)的。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁86四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁下部結(jié)構(gòu)剛度

另外在制動(dòng)力作用下梁軌之間必然產(chǎn)生相對(duì)位移，經(jīng)研究和參考國(guó)外規(guī)范。為保持橋上軌道的橫向阻力，保證軌道的穩(wěn)定，梁軌之間的相對(duì)位移應(yīng)控制在4mm以下，這又是與橋梁的跨度及其下部結(jié)構(gòu)的剛度密切相關(guān)的。因此為了保證橋上軌道結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以及滿足梁軌相對(duì)位移限值的要求，必須對(duì)不同跨度的橋梁下部的剛度加以限制。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁87四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁下部結(jié)構(gòu)剛度

對(duì)常用跨度不同縱向水平剛度的橋梁，分析其鋼軌附加應(yīng)力和梁軌快速移動(dòng)相對(duì)位移量，得出如下結(jié)論：下部結(jié)構(gòu)達(dá)到一定的縱向水平剛度不設(shè)縱向傳力裝置就能保證鋼軌的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，且下部結(jié)構(gòu)縱向水平剛度由鋼軌允許附加應(yīng)力控制。《暫規(guī)》給出了不同跨度的下部結(jié)構(gòu)的縱向水平剛度限值。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁88四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁下部結(jié)構(gòu)剛度

下部結(jié)構(gòu)縱向水平剛度（雙線）

下部結(jié)構(gòu)跨度(m)最小水平剛度（KN/cm）附

注橋墩L≤12120不設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器16200不設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器20240不設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器橋墩24300不設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器32400不設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器40700不設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器481000不設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器橋臺(tái)3000不設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁89四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)工后沉降量限值的規(guī)定

墩臺(tái)基礎(chǔ)工后沉降量限值的規(guī)定，是在現(xiàn)行《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.5-99）第3.2.2條的基礎(chǔ)上，結(jié)合高速鐵路的實(shí)際情況擬定的。對(duì)墩臺(tái)基礎(chǔ)工后沉降及工后沉降差給予一定的限制，是為了保證墩臺(tái)發(fā)生沉降后，橋頭和橋上線路坡度的改變不致影響列車(chē)的正常運(yùn)行，即使要進(jìn)行線路高程調(diào)整，其調(diào)整工作量不致太大，不會(huì)引起橋面改建和橋梁結(jié)構(gòu)加固。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁90四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)工后沉降量限值的規(guī)定

墩臺(tái)基礎(chǔ)的沉降，僅按恒載計(jì)算。《暫規(guī)》第4.3.3條規(guī)定，對(duì)于有碴軌道，橋臺(tái)臺(tái)尾過(guò)渡段路堤的工后沉降量不大于30mm，為使與臺(tái)后過(guò)渡的工后允許沉降量取得一致，橋墩臺(tái)的均勻沉降量的限值也定為30mm。至于相鄰墩臺(tái)沉降量之差的容許值，我們是這樣考慮的：若參照現(xiàn)行鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的辦法，其限值可取均勻沉降量限值之半，即15mm；

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁91四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)工后沉降量限值的規(guī)定

參考《臺(tái)灣高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》DD-2-5“橋梁和高架橋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”的規(guī)定，兩相鄰橋墩之間的不均勻沉降不能超過(guò)20mm，這與按現(xiàn)行鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的辦法求得的限值，也比較接近。最終采用限值15mm。對(duì)于無(wú)碴軌道為保持軌面高程，對(duì)沉降的控制要求更嚴(yán)格。根據(jù)一般軌道扣件的可調(diào)量?jī)H20mm的情況，確定無(wú)碴軌道橋梁的工后總沉降不能超過(guò)20mm，相鄰墩臺(tái)的不均勻沉降量不能超過(guò)5mm。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁92四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)工后沉降量限值的規(guī)定

對(duì)于外靜不定結(jié)構(gòu)，仍按現(xiàn)行橋規(guī)，相鄰墩臺(tái)沉降量之差的容許值，根據(jù)沉降時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加應(yīng)力的影響而定。關(guān)于涵洞的沉降量的規(guī)定，也是對(duì)應(yīng)于路堤對(duì)沉降的要求提出的。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁93四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)工后沉降量限值的規(guī)定

《暫規(guī)》國(guó)際咨詢中法方高速鐵路的沉降按施工過(guò)程中發(fā)生來(lái)考慮，而不是在軌道調(diào)整后發(fā)生來(lái)考慮。由于原《暫規(guī)》無(wú)碴軌道墩臺(tái)平均沉降：20mm，相鄰墩臺(tái)之間沉降差異20mm。德方建議將其改為20/5mm。日方對(duì)于沉降的控制也是盡量在施工中予以消除。并給出新干線線路允許的垂直折彎θ=3/1000（L≥30m），建議按照豎曲線（Rsh=25000m）以上的曲率考慮結(jié)構(gòu)物的沉陷。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁94五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求

1.有碴軌道和無(wú)碴軌道的選擇

橋上有碴軌道和無(wú)碴軌道各有利弊。橋上有碴軌道有利于改善行車(chē)舒適度和降低噪聲，有利于橋上線路高程的調(diào)整，有利于鋪設(shè)渡線，有利于養(yǎng)路機(jī)械的連續(xù)作業(yè)，不足之處是橋梁的二期恒載大，維修工作量大等；橋上無(wú)碴軌道性能均勻、穩(wěn)定，養(yǎng)護(hù)維修工作量很少，橋梁上二期恒載較有碴軌道小很多，有利于橋梁的設(shè)計(jì)，不足之處是一次性投資較大。

整理ppt五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求95五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求

1.有碴軌道和無(wú)碴軌道的選擇日本新干線大量采用了無(wú)碴軌道，建造和鋪設(shè)日益標(biāo)準(zhǔn)化，其工程造價(jià)日益降低，據(jù)有關(guān)資料介紹與有碴軌道相比，工程造價(jià)已從高30%降到僅高10%左右。德、法等國(guó)通過(guò)多年實(shí)踐已經(jīng)體會(huì)到有碴軌道的養(yǎng)護(hù)維修工作量太大，現(xiàn)已越來(lái)越多地采用無(wú)碴軌道。

整理ppt五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求96五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求

1.有碴軌道和無(wú)碴軌道的選擇橋上軌道型式有碴無(wú)碴均可采用，鑒于無(wú)碴軌道線路對(duì)工后沉降的要求極為嚴(yán)格，在地質(zhì)條件較差的地段實(shí)際發(fā)生的沉降個(gè)別會(huì)超過(guò)計(jì)算值。因此在地質(zhì)較好、沉降易于控制的橋梁工點(diǎn)可采用無(wú)碴軌道設(shè)計(jì)，橋上無(wú)碴軌道宜與路基、隧道一并成段設(shè)置。在京滬高速鐵路無(wú)碴軌道的設(shè)置尚在比選階段，將會(huì)選擇濟(jì)南至泰安、徐州至蚌埠之間地質(zhì)條件較好的地段設(shè)置。

整理ppt五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求97五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求

2.橋面寬度

國(guó)外高速鐵路橋梁的橋面布置，均比普通鐵路橋梁寬松，以適應(yīng)高速行車(chē)的需要。在構(gòu)造上十分注意改善結(jié)構(gòu)的耐久性和使結(jié)構(gòu)便于檢查、養(yǎng)護(hù)及更換，盡可能達(dá)到少維修，易養(yǎng)護(hù)，減少使用期內(nèi)養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用的目的。分析各國(guó)高速鐵路橋面布置的有關(guān)數(shù)據(jù)，我國(guó)高速鐵路風(fēng)壓帶寬采用1.2m，按我國(guó)高速鐵路《暫規(guī)》規(guī)定，線間距5.0m，車(chē)輛限界寬3.4m、建筑限界寬4.88m，則直線橋面寬B按以下兩式計(jì)算，取大值。

整理ppt五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求98五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求

2.橋面寬度

B≥線間距+車(chē)輛寬+（風(fēng)壓帶＋作業(yè)通道寬）×2＝5.0+3.4+(1.2+1.0)×2=12.8mB≥線間距+建筑限界寬+作業(yè)通道寬×2＝5.0+4.88+1.0×2=11.88m。橋面內(nèi)側(cè)凈寬不應(yīng)小于12.8m。為便于橋上線路養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)，各國(guó)高速鐵路均不設(shè)護(hù)輪軌。

整理ppt五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求99五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求

2.橋面寬度我國(guó)高速鐵路橋面也不采用護(hù)軌，而采用加高擋碴墻的措施，以防止列車(chē)傾覆。道碴槽的道碴厚度，則是根據(jù)軌道專業(yè)的要求擬定的。道碴槽的寬度為滿足道床清篩的要求而定。觸網(wǎng)支柱在橋上的位置是根據(jù)接觸網(wǎng)專業(yè)的技術(shù)要求和曲線內(nèi)側(cè)限界加寬要求確定的。為滿足橋上行走橋梁檢修小車(chē)的要求，觸網(wǎng)支柱外側(cè)至護(hù)欄內(nèi)側(cè)只少需要0.80m的寬度。綜合以上因素，確定京滬高速鐵路橋面凈寬采用13.4m。直曲線上采用相同的布置。

整理ppt五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求100五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求

整理ppt五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求101五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求

3.加強(qiáng)排水、防水措施保證結(jié)構(gòu)耐久性

結(jié)構(gòu)耐久性對(duì)于高速鐵路的安全運(yùn)營(yíng)和經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用。以往一般認(rèn)為混凝土橋梁，尤其是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁有著足夠的耐久性，不需要養(yǎng)護(hù)、維修。但是隨著時(shí)間的推移，不少橋梁先后出現(xiàn)病害與劣化。通過(guò)對(duì)橋梁的病害分析，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，原因是結(jié)構(gòu)構(gòu)造上存在缺陷。橋梁的防排水問(wèn)題，就是很重要的一方面。

整理ppt五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求102五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求

3.加強(qiáng)排水、防水措施保證結(jié)構(gòu)耐久性

排水措施必須保證在橋面行車(chē)道的結(jié)構(gòu)表面排水順暢一般考慮縱橫向設(shè)置排水坡，坡度不小于2%，并布置排水孔、排水溝等，其容量必須與降水量相配合。還需注意在結(jié)構(gòu)的縫隙處，須設(shè)置防止落碴和防止漏水的措施。

整理ppt五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求103五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求

3.加強(qiáng)排水、防水措施保證結(jié)構(gòu)耐久性

排水措施必須保證在橋面行車(chē)道的結(jié)構(gòu)表面防水措施是為防止結(jié)構(gòu)表面向結(jié)構(gòu)內(nèi)部滲水及漏水。保護(hù)層的設(shè)置是為了確保防水層有效使用，因其處于道碴與防水層之間，必須致密，耐磨，耐沖擊，并具有一定的延性，采用纖維混凝土較為合適。

整理ppt五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求104五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求

秦沈客運(yùn)線無(wú)碴軌道橋面整理ppt五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求105五、高速鐵路橋涵結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求

（一）橋面布置的構(gòu)造要求

秦沈客