文档介绍：客运专线铁路车流量大,技术标准高,为保证列车正常运行不受限制,桥涵的洪水频率标准,按我国铁路干线最高等级的Ⅰ级干线标准办理。
客运专线上的桥梁设计,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,这是因为在列车高速运行条件下,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、材料疲劳、列车运行噪声、结构耐久性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,使客运专线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。再一方面,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,客运专线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。
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。经济合理性应当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,客运专线铁路的桥梁结构,设计中应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,强调要使结构易于检查维修以保证桥梁的安全使用。从而满足结构设计使用年限100年的要求。
国家和铁道部都颁布了较多的关于工程材料的规范和规定,国内由于地域比较辽阔,特别针对特殊气候条件如高原高寒地区也都根据当地情况制定了特定的规定。在设计中应重视材料的合理选用及设计,这是保证结构具有长期耐久性的根本。
各国已建成的高速铁路中,预应力混凝土桥梁的数量占有绝对优势,这是因为与其他混凝土建桥材料相比,预应力结构具有一系列适合高速铁路要求的特性,如刚度大、噪音低,由温度变化引起的结构位移对线路结构的影响小,运营期间养护工作量少等,而且造价也较为经济,所以本
设计规范要求桥梁上部结构应优先采用预应力混凝土结构。
桥梁的上部结构直接承受列车荷载,由于高速列车运行时动力响应加剧,为保证列车运行安全和旅客乘坐舒适,加强上部结构的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度,使其满足刚度限值的要求,以提高结构的动力特性,都是十分必要的。
高架线路上采用多孔等跨简支梁桥的型式,具有以下优点:
等跨简支体系的桥跨外形一致、截面相同、构造布置统一,使桥跨密集的高架线路在运营中的管理工作大为简化,也便于结构的日常检查和养护维修。
高架线路采用简支体系的梁桥,更能适应地质不良、地基承载力低的地段。
等跨简支梁,工程量大,适宜于现场工厂化预制,逐孔架设,能显著提高施工速度。
多孔等跨布置的连续梁,能够提高梁部结构整体性和刚度,并且对保持桥上线路的平顺性更有利,从而提高桥上行车的舒适性和安全性。采用适当的施工方法能保证桥梁的经济性和施工进度。
钢筋混凝土刚架结构,是一种空间静不定结构,整体性好,具有较好的刚度和抗震性能,日本高速铁路高架桥多采用这种结构型式,有一定的使用经验。故当技术经济条件相宜时,也可采用这种结构型式。
斜交刚架和框构桥在跨越道路等场合,其适应性强,整体性好,可以采用。钢混凝土结合梁或型钢混凝土结构跨越能力强,施工方便,并且由于结构重量轻,有显著的抗震优势,故在跨越繁忙道路或抗震要求较高的场合适用。
根据以上分析,本规范建议优先采用预应力混凝土结构,根据需要也可采用钢筋混凝土结构,钢结构和钢—混凝土结合结构。
我国既有铁路线上的混凝土连续梁,无论是单线桥或双线桥,无一例外的全部都是采用箱形截面构造。这是因为箱形截面整体性强,抗扭刚度大,是当代混凝土桥特别是大跨度混凝土桥的主要形式。用于客运专线铁路上,其动力特性更显得优越。但是,对于跨度
40m以下的混凝土简支箱梁,应考虑梁体运输、架设问题。目前,我国既有铁路,除个别工点外,基本上是采用T形截面构造。这种截面形式的混凝土梁,分片预制,分片架设后将横隔板桥面联成整体,若用于客运专线铁路上,为保证桥跨的整体性,架设后必须通过现浇混凝土将桥面、隔板联成整体并施加横向预应力。
)给出跨度32m预应力混凝土整体箱梁和分片T梁两种截面形式,在梁高相同条件下的截面刚度(以I表示)的计算结果,从图中可以看出,两者的竖向刚度,彼此相差不大,而箱形截面的横向刚度和抗扭刚度明显大于T形截面。
)是对跨度16m梁的计算结果,从图中可以看出,两种截面形式的混凝土梁的竖向刚度和扭转刚度是比较接近的,说明对于16m这样较小跨度的混凝土梁,采用T形截面也是可行的。
跨度32m梁
跨度16m梁
截面刚度比较图
总之,箱形截面梁,刚度大,整体性好,具有较好的动力特性