高速鐵路超長大橋梁設(shè)計研究

【摘要】高速鐵路是相對于普通鐵路運輸來說的一種新興的交通運輸，高速鐵路與普通鐵路的區(qū)別最重要的就是在速度上的區(qū)別，高速鐵路開始行駛的速度大概在250公里每小時，而且高速鐵路還具有載客量大、安全性高、耗能低、舒適等的特點。高速鐵路設(shè)計開發(fā)的過程中，主要工程就是在山川和江河上架橋梁，如果在實際的情況中有比較寬的河流，那么就會需要超長橋梁來完成高速鐵路的鋪設(shè)工作，本文主要針對高速鐵路超長大橋梁設(shè)計進行簡要分析。

【關(guān)鍵詞】 高速鐵路；超長；大橋梁；設(shè)計

1、高速鐵路橋梁設(shè)計的一般規(guī)定和原則

1.1高速鐵路橋涵設(shè)計注重結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計

在橋梁設(shè)計的過程中，從大量的橋梁使用過程中得出了一個結(jié)論，那就是橋梁結(jié)構(gòu)必須要有耐久性，所以為了能夠在高速鐵路設(shè)定的過程中能夠達到要求，需要對整體的研究設(shè)定一個規(guī)則，在完成經(jīng)濟建設(shè)的同時達到一定的耐久性要求。我國的第一條高速鐵路是京滬高速鐵路，較大的車流量和高標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)讓它成為了世界上一流水平的鐵路。高速橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性也是為了保證列車能夠順利的運行而不受外界條件的影響。在高速橋梁設(shè)計的過程中有一些規(guī)定，包括高速鐵路橋梁的洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)，對于水流比較湍急的一些橋梁應(yīng)該加大橋孔的孔徑，從而減少橋身的整體壓力。橋梁的承重設(shè)計結(jié)構(gòu)要達到可以使用100年的要求。在統(tǒng)一的合理結(jié)構(gòu)布局中，應(yīng)該強調(diào)結(jié)構(gòu)趨于比較容易進行檢測和維修的狀態(tài)。

1.2高速鐵路橋涵具有良好的動力性能

在高速鐵路進行運行的過程中，橋梁結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)加劇的情況下，會降低進程行駛的安全性，同時旅客的舒適度也會有所降低。這些情況的發(fā)生使得整個橋梁的設(shè)計趨向于有足夠的強度和剛度，為了使得整個橋梁能夠達到一定的強度和剛度，在橋梁設(shè)計的過程中需要其能夠承受足夠的動力作用。

1.3高速鐵路橋梁應(yīng)該優(yōu)先選擇預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)

預(yù)應(yīng)力混凝土的結(jié)構(gòu)是比其他的建設(shè)橋梁材料更加適合高速鐵路建設(shè)的一種材料，因為高速鐵路要求的剛度比較大、噪音比較低、受溫度影響比較小，這些特性預(yù)應(yīng)力混凝土都可以滿足，而且采用預(yù)應(yīng)力混凝土，在高速鐵路橋梁建設(shè)中還可以減少經(jīng)濟鐵路的橋梁養(yǎng)護工作。從經(jīng)濟方面來講也比較劃算，具有很強的經(jīng)濟性。在我國京滬高鐵中的高速鐵路橋梁中，總長為598km，整個工程中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)占總體的97%以上。

2、高速鐵路橋梁的設(shè)計特點

2.1高架橋梁所占的比例較大。

高架橋在高速鐵路中的應(yīng)用比較大，主要是由于高架橋在平原、軟土和人口稠密地區(qū)的使用所需要的。例如，北京的上海高速鐵路高架橋跨越80.5%的總比例長度的總長度，北京天津城際鐵路86.6%、廣州珠海城際鐵路是94%，48.5%，武漢廣州客運專線哈爾濱至大連客運專線74.3%等。

2.2簡支箱梁結(jié)構(gòu)形式被大量采用。

考慮到我國的建設(shè)規(guī)模、工期和高速鐵路的技術(shù)特點，對32m箱梁是用來確定跨度和全孔施工。預(yù)制結(jié)構(gòu)稱為壓載軌道和無碴軌道。此外，還有少量的T梁跨度12m和16M

2.3大跨度橋梁多

根據(jù)中國的道路狀況的特點，在客運專線，可達100米跨度以上很多的橋梁。據(jù)統(tǒng)計，在國內(nèi)建設(shè)以及擬建客運專線中，跨度為100m和200座橋梁多。

3、高速鐵路超長橋梁的設(shè)計

3.1高速鐵路橋梁中小型混凝土橋梁結(jié)構(gòu)

高速鐵路橋梁設(shè)計的過程中，最重要的橋梁設(shè)計就是橋梁上部結(jié)構(gòu)的承載列車荷載的設(shè)計。動車在高速鐵路中運行的時候，可能會產(chǎn)生較強的動力響應(yīng)，為了能夠保證列車行駛的安全性和乘客的舒適性，應(yīng)該將整體的上部結(jié)構(gòu)進行加強。上部結(jié)構(gòu)加強的主要方法就是增加其豎向和橫向的剛度以及相應(yīng)的抗扭剛度，通過這樣的設(shè)計改變，使得整個高速鐵路橋梁動力特性提高。在中小型混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，對于橋梁首先要選擇箱型的截面橋梁設(shè)計，因為這種橋梁具有較大的剛度，整體性也比較好，而且可以架設(shè)一次成功，沒有相應(yīng)的聯(lián)接工作，總體工程時期也比較短，非常適合橋梁建設(shè)。

3.2簡支梁

簡支梁就是對多孔等跨簡支的橋跨進行統(tǒng)一的布置，這些橋跨的外形比較一致，而且截面也相同，這種設(shè)計非常有利于日常的檢查養(yǎng)護和維修。采用簡支體系的橋梁，能夠克服地質(zhì)不良的地段，同時對于地基承載能力差的地段也同樣適用。但是等跨簡支梁工程量比較大，所以為了提高施工的速度，可以采用現(xiàn)代工廠生產(chǎn)的預(yù)制板。

3.3連續(xù)梁

連續(xù)梁的布置可以提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體性，從一定程度上也可以提高橋梁的整體剛度，同時這樣的設(shè)計對于橋上線路平順性有一定的促進作用?；诖耍瑢τ趧榆囆旭偟陌踩院统丝偷氖孢m性也是一個非常大的提升。從我國的第一條高速鐵路出發(fā)，其中也有使用連續(xù)梁，主要是因為在使用連續(xù)性橋梁的使用地段其地質(zhì)條件比較差，而且容易發(fā)生沉降，這樣的設(shè)計能夠很好的克服這一問題。

3.4其他橋梁

斜交剛構(gòu)連續(xù)和框構(gòu)橋在跨越道路等場合，其適應(yīng)性強，整體性好，可以根據(jù)需要采用。鋼筋混凝土結(jié)合梁或型鋼混凝土結(jié)構(gòu)跨越能力強，施工方便，并且由于結(jié)構(gòu)重量輕有顯著的抗震優(yōu)勢，故在跨越繁忙道路或抗震要求較高的場合適用。京滬高速橋梁設(shè)計中優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，根據(jù)立交、通航等的需要也采用了這種橋梁方式。高速鐵路有關(guān)荷載的內(nèi)容是在現(xiàn)行鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上，針對高速鐵路橋涵設(shè)計的特點，進行了必要的修訂和補充。設(shè)計計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)計規(guī)范的規(guī)定，只是根據(jù)高速行車和采用無縫線路的實際情況，在荷載項目上，增列了長鋼軌縱向水平力、長鋼軌斷軌力和高速行車引起的氣動力。

結(jié)語：

綜上所述，高速鐵路超長橋梁的設(shè)計是高速鐵路正常運行的必要問題，同時高速鐵路在建設(shè)的過程中也需要通過各種橋梁類型的使用來滿足實際高速鐵路橋梁的需求。通過本文對高速鐵路超長大橋梁設(shè)計相關(guān)問題的研究和探討，相信可以將我國的高速鐵路橋梁和高速鐵路發(fā)展的更好。未來的發(fā)展高速鐵路會占有很大的比例，通過本文的分析，可以給未來高速鐵路超長橋梁的建設(shè)積累經(jīng)驗。

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