《京滬橋梁設計》課件

高速鐵路橋梁設計鐵道第三勘察設計院二○○四年九月天津

整理ppt高速鐵路橋梁設計整理ppt1一、概述

二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

三、高速鐵路橋梁設計荷載

四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

五、高速鐵路橋涵結構構造要求

六、寧滬段法方、日方咨詢情況

七、京滬高速鐵路橋梁設計概況

整理ppt一、概述

二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

三、高速鐵路橋梁2一、概述

京滬高速鐵路的運營要求就是高速度、高舒適性和高安全性。為了滿足高速列車安全運行和旅客乘坐舒適度的要求，高速鐵路橋梁設計在一些原則性規(guī)定、設計活載、結構變形限值、結構構造要求和維修養(yǎng)護等方面都作了更加嚴格的規(guī)定。高速鐵路設計的重要依據(jù)之一就是《京滬高速設計暫行規(guī)定》。整理ppt一、概述

京滬高速鐵路的運營要求就是高3一、概述

《京滬高速設計暫行規(guī)定》是在十多年科學研究和設計實踐的基礎上，以及對秦沈客運專線設計施工實踐經(jīng)驗總結的基礎上編制完成的。2003年9月，德、法、日三國對設計暫規(guī)進行了咨詢，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專業(yè)的難點、疑點，請法、日兩國進行了設計咨詢，進一步對暫規(guī)指導下的設計進行了驗證。下面結合秦沈客運專線的工程實踐、兩次國際咨詢和京滬線橋梁設計情況，重點對《京滬高速設計暫行規(guī)定》（以下簡稱《暫規(guī)》）中與普通鐵路不同的地方向大家做個介紹。

整理ppt一、概述

《京滬高速設計暫行規(guī)定》是在十多4二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（一）高速鐵路橋涵注重結構的耐久性設計

大量橋梁的使用經(jīng)驗說明，結構的耐久性對橋梁的安全使用和經(jīng)濟性起著決定的作用。經(jīng)濟合理性應當使建造費用與使用期內的檢查維修費用之和達到最少。京滬高速鐵路是我國修建的第一條高速客運專線，車流量大，技術標準高，將建成世界一流水平的鐵路，為保證列車正常運行不受限制，高速鐵路的橋梁結構具有足夠的耐久性是必要的保證。在設計《暫規(guī)》中特作了以下規(guī)定。整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（一）高速鐵路橋涵注重結構5二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（一）高速鐵路橋涵注重結構的耐久性設計

（1）高速鐵路的橋梁的洪水頻率標準，按我國鐵路干線最高級的Ⅰ級干線標準辦理。并對涵洞的設計頻率標準提高至1/100。此項規(guī)定對平原區(qū)涵洞影響較小，而對山丘區(qū)排洪涵洞，部分需要加大孔徑，或改為梁式橋。（2）在普通鐵路雖然對橋涵結構耐久性提出了要求，但在《暫規(guī)》中明確提出橋梁主要承重結構應按100年使用要求設計。（3）統(tǒng)一考慮合理的結構布局和結構細節(jié)，強調要使結構易于檢查維修以保證橋梁的安全使用。整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（一）高速鐵路橋涵注重結構6二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（二）高速鐵路橋涵具備良好的動力性能

在高速列車運行條件下，橋梁結構的動力響應加劇，從而使列車運行的安全性、旅客乘坐的舒適度、荷載沖擊、材料疲勞、列車運行噪聲、結構耐久性等等問題都與普通鐵路不同。所以，橋梁結構必須具有足夠的強度和剛度，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構能夠承受較大的動力作用，具備良好的動力特性。為了使高速鐵路的橋梁結構具有良好的動力性能，《暫規(guī)》對橋梁結構剛度和基頻進行嚴格控制。整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（二）高速鐵路橋涵具備良好7二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（三）高速鐵路橋優(yōu)先選用預應力混凝土結構

與其他建橋材料相比，預應力混凝土結構，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構位移對線路結構的影響小，運營期間養(yǎng)護工作量少等，而且造價也較為經(jīng)濟，所以《暫規(guī)》要求橋梁上部結構應優(yōu)先采用預應力混凝土結構。在京滬高速設計中北京至上海共598km橋梁，預應力混凝土結構約占97%以上。整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（三）高速鐵路橋優(yōu)先選用預8二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結構的形式以箱形截面為主

1.中小跨混凝土梁部結構橋梁的上部結構直接承受列車荷載，由于高速列車運行時動力響應加劇，為保證列車運行安全和旅客乘坐舒適，加強上部結構的豎向剛度、橫向剛度和抗扭剛度，使其滿足剛度限值的要求，同時加強結構的整體性，以提高結構的動力特性，都是十分必要的。箱形截面梁，剛度大，整體性好，具有較好的動力特性，架設(或制造)可一次到位，無工地聯(lián)接工作，工期較短，是中小跨混凝土梁部結構的首選型式。它的主要缺點是自重大，橋面寬，預制架設需要重型設備等。整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結9二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結構的形式以箱形截面為主

1.中小跨混凝土梁部結構雙線單箱整體式結構，由于結構橫向剛度大，改善了旅客乘坐舒適度。從保證高速列車運行乘坐舒適度的角度來看，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。在秦沈線的試驗中，24m、32m雙線整孔箱梁的實測撓跨比均在1/20000以上，而24m單線并置箱梁的實測撓跨比也達到了1/16783，其相應ZK荷載撓跨比為1/5031~1/7717。并且實測中橫向振幅值也很小。

整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結10二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結構的形式以箱形截面為主

1.中小跨混凝土梁部結構

京滬高速有碴軌道32m后張法預應力混凝土雙線簡支箱梁橫截面整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結11二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結構的形式以箱形截面為主

1.中小跨混凝土梁部結構

秦沈客運專線有碴軌道32m預應力混凝土節(jié)段拼架雙線簡支箱梁橫截面整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結12二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結構的形式以箱形截面為主

1.中小跨混凝土梁部結構

秦沈客運專線有碴軌道32m預應力混凝土原位現(xiàn)澆雙線簡支箱梁橫截面整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結13二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結構的形式以箱形截面為主

1.中小跨混凝土梁部結構

秦沈客運專線有碴軌道32m單線并置預應力混凝土簡支箱梁橫截面整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結14二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結構的形式以箱形截面為主

京滬高速與秦沈客運專線常用跨度梁參數(shù)比較

京滬高速橋型24m簡支32m簡支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、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結15二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結構的形式以箱形截面為主

2.跨度16m及以下的橋梁對于跨度16m及以下的橋梁，可以采用鋼筋混凝土框架橋、斜交剛構連續(xù)梁，這些結構均能滿足高速行車的要求，可以根據(jù)工點的實際情況、施工條件等來選擇合理的結構型式。整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（四）高速鐵路混凝土梁部結16二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

1.簡支梁

高架線路上采用多孔等跨簡支梁橋的橋跨外形一致、截面相同、構造布置統(tǒng)一，便于結構的日常檢查和養(yǎng)護維修。高架線路采用簡支體系的梁橋，更能適應地質不良、地基承載力低的地段。等跨簡支梁，工程量大，適宜于現(xiàn)場工廠化預制，逐孔架設，能顯著提高施工速度。整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型17二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

1.簡支梁

秦沈客運專線以后張法預應力混凝土箱形簡支梁作為主導梁型。共采用簡支箱梁2305孔，跨度為20~32m，分為單線簡支箱梁和雙線簡支箱梁。其施工方法，絕大部分為制梁場預制、架橋機架設，還有一些橋梁采用工地現(xiàn)澆或造橋機建造。在京滬高速鐵路的設計中仍以后張法預應力混凝土箱形簡支梁為主。但主要采用24m、32m跨度。施工方法主要采用梁場預制、架橋機架設。整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型18二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

1.簡支梁

秦沈客運專線簡支梁架設

整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型19二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

1.簡支梁

秦沈客運專線移動造橋機

（階段拼裝）整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型20二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

1.簡支梁

秦沈客運專線移動造橋機（現(xiàn)澆）

整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型21二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（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，能夠提高梁部結構整體性和剛度，并且對保持橋上線路的平順性更有利，從而提高橋上行車的舒適性和安全性。采用適當?shù)氖┕し椒鼙ＷC橋梁的經(jīng)濟性和施工進度。京滬高速鐵路24m、32m常用跨度的連續(xù)梁按相鄰墩臺不均勻沉降1cm作為設計條件。因此24m、32m常用跨度的連續(xù)梁對地基沉降較為敏感在京滬高速鐵路設計中，根據(jù)沿線地質條件，在沉降控制有把握的地段適當采用常用跨度的連續(xù)梁。

主要分布在北京、濟南至泰安和徐州至蚌埠附近?？傆嫾s50km。施工方法初步擬定原位現(xiàn)澆。整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型22二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

2.連續(xù)梁

秦沈客運專線大跨連續(xù)梁

整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型23二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

3.其它梁型

斜交剛架和框構橋在跨越道路等場合，其適應性強，整體性好，可以采用。鋼混凝土結合梁或型鋼混凝土結構跨越能力強，施工方便，并且由于結構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。

整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型24二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

3.其它梁型

秦沈客運專線結合梁橋

整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型25二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

3.其它梁型

秦沈客運專線結合梁橋

整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型26二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

3.其它梁型

秦沈客運專線連續(xù)剛構橋

整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型27二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型的選用

京滬高速橋梁優(yōu)先采用預應力混凝土結構，根據(jù)需要也可采用鋼筋混凝土結構，鋼結構和鋼—混凝土結合結構。《暫規(guī)》國際咨詢中德、法、日均對優(yōu)先使用混凝土結構結構予以認同，德國還特別提出在復雜地下條件（沉降不易控制），簡支結構是合理的選擇。整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（五）高速鐵路常用垮的梁型28二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（六）高速鐵路梁型有關梁體斜交的規(guī)定

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

（六）高速鐵路梁型有關梁體29二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（六）高速鐵路梁型有關梁體斜交的規(guī)定

秦沈客運專線斜交連續(xù)剛構橋

整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（六）高速鐵路梁型有關梁體30二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結構的間距

橋涵結構物與路基的結合部，由于路基與橋涵結構物的剛度不同，以及路基與橋涵結構物的沉降不一致，會造成高速行車的跳車現(xiàn)象。相對地涵洞由于洞頂有填土對高速行車的影響小一些。對于橋梁，兩橋橋臺之間的凈距離過近時，會造成短時間內兩次跳車，對旅客乘車的舒適性產(chǎn)生影響。另外，由于兩橋后均要設置過渡段，距離過近，剩余的普通路基已不多，故與兩橋連起來相比，經(jīng)濟上已沒有多大差別。

整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結構31二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結構的間距

對于涵洞，由于高速鐵路路基的填筑要求很高，一般應采用大型機械壓實。兩涵之間的凈距過小，會造成施工困難。根據(jù)以上分析，并參考秦沈客運專線的設計施工經(jīng)驗，提出兩橋臺尾之間的距離不宜小于150m，兩涵之間以及橋臺尾與涵之間的凈距離不宜小于30m。《暫規(guī)》國際咨詢中法、日均對以上限值予以認同，但都提出涵洞之間可視具體情況，通過改變填料或取消過渡段，進而壓縮涵洞間距。整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結構32二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結構的間距

秦沈客運專線橋梁涵洞整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結構33二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結構的間距

秦沈客運專線涵洞整理ppt二、高速鐵路橋梁設計的一般原則

（六）高速鐵路橋涵建筑結構34三、高速鐵路橋梁設計荷載

（一）荷載組合高速鐵路有關荷載的內容是在現(xiàn)行鐵路橋涵設計規(guī)范的基礎上，針對高速鐵路橋涵設計的特點，進行必要的修訂和補充。設計計算方法仍然采用容許應力法，荷載的分類及荷載的組合原則，仍然沿用鐵路橋涵設計規(guī)范的規(guī)定，并根據(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，以及由高速行車引起的氣動力。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（一）荷載組合整理ppt35三、高速鐵路橋梁設計荷載

（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，因列車荷載作用而發(fā)生撓曲。橋梁的這種變形受到軌道結構的約束。又因橋上無縫線路的連續(xù)性，致使梁變形時，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，兩種力也反作用于梁，并傳遞到支座和墩臺上。伸縮力和撓曲力都是主力，但二者在同一軌道上不會同時產(chǎn)生。橋上無縫線路的鋼軌，由于疲勞、縱向力過大或其他原因損傷而可能造成斷軌，從而產(chǎn)生斷軌力。在正常運營養(yǎng)護條件下，發(fā)生斷軌的機率比較小，而斷軌力的值又比較大，所以，規(guī)定不論單線或雙線橋梁，只計算一軌的斷軌力，而且將其作為特殊荷載，稱為長鋼軌斷軌力。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、高速鐵路橋梁設計荷載

（一）荷載組合整理ppt36三、高速鐵路橋梁設計荷載

（一）荷載組合2.氣動力氣動力是指高速列車運行時帶動周圍空氣隨之運動，形成的列車風在臨近列車的建筑物上產(chǎn)生的波動壓力，它與列車形狀、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。列車風壓力呈正、負壓力波形式。氣動力屬主力。氣動力的作用主要用于聲屏障的結構設計，對聲屏障而言，最不利的氣動力為吸力。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（一）荷載組合整理ppt37三、高速鐵路橋梁設計荷載

（一）荷載組合

秦沈客運專線氣動力試驗整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（一）荷載組合秦沈客運專線氣動力38三、高速鐵路橋梁設計荷載

（一）荷載組合除上述三項荷載外，其他荷載項目及有關荷載組合的規(guī)定，都與現(xiàn)行《鐵路橋涵設計規(guī)范》相同。與秦沈線所用的《時速200公里新建鐵路線橋隧站設計暫行規(guī)定》（以下簡稱《200暫規(guī)》）相比，多了氣動力的規(guī)定?！稌阂?guī)》國際咨詢中日均對以上荷載項目予以認同，但日本對荷載組合沒有規(guī)定，并提出船只撞擊力作用方向、和防護方法應從技術、經(jīng)濟方面綜合考慮決定。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（一）荷載組合整理ppt39三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式

1.概述

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

橋梁是鐵路線上主要承重結構，京滬高速鐵路橋梁長度占全線很大比例，活載圖式制定的合理與否，直接影響到行車安全和工程造價，如果選定的活載圖式標準偏低，則會危及行車安全或影響運輸能力，標準過高則會造成浪費。所以說，活載設計圖式的選定不單單是個技術問題，更是一個經(jīng)濟政策的問題，同時，也反映一個國家的技術發(fā)展水平和綜合國力。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式整理ppt40三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式

1.概述影響設計活載圖式的因素很多，活載的圖式和大小與線路上運行的機車車輛本身的參數(shù)如列車類型、軸距、軸重、編組以及車輛的發(fā)展有密切的關系，還與運輸模式（是單一的客運還是客貨混運）、速度指標、不同結構體系的加載方式等密切相關。所以說，實際運行的機車車輛本身的參數(shù)，并不等于活載圖式。這牽涉到“設計活載”和“運營活載”的概念差別。簡言之，在考慮了以上諸多因素后確定的設計活載圖式在橋梁上產(chǎn)生的靜、動效應，應大于各類實際運行的機車車輛所產(chǎn)生的靜、動效應，同時考慮其發(fā)展以及其他難以預見的因素，還應留有適當?shù)膹姸葍?。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式整理ppt41三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式

2.國外高速鐵路設計活載圖式概況及其特點國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專用荷載N、P荷載。歐洲各國普遍采用的UIC活載，它包絡了六種運營列車的活載圖式，能夠概括當前和可預見的將來在歐洲鐵路上出現(xiàn)的荷載。它包絡的運營列車，包括最大時速為80km的特重列車、最大時速為120km的重型貨車、最大時速為250km的長途客車和最大時速為300km的高速輕型客車。日本高速鐵路標準設計活載，非常接近日本實際的高速運營列車活載。標準P活載和UIC活載圖式中包含的時速300km的高速輕型高速列車活載的軸重、軸距相差不大。日本P活載各種跨度簡支梁的跨中等效彎矩較UIC活載所概括的高速輕型運營列車活載對各種跨度簡支梁的跨中等效彎矩略大。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式整理ppt42三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式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計速度目標值為350km/h。早期運營時的運營組織，采用高中速混運的模式，以高速為主，中速在200km/h以上。遠期為純高速運營。為此，在制定高速鐵路活載圖式時，首先考慮基礎設施按350km/h的要求，同時也要考慮我國中速機車軸重較大的實際。由于UIC活載概括了現(xiàn)在歐洲的輕型和重型運營列車荷載，并留有列車發(fā)展的余地，這與我國京滬高速鐵路的目標值和高中速混運的模式是很接近的。另外還考慮必要時高速鐵路線可運行貨物列車。通過綜合分析，確定采用UIC活載的模式來制定我國高速鐵路活載圖式。在“85”、“95”關于高速鐵路的前期研究中進行了詳細的計算分析比較。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式整理ppt43三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式4.京滬《暫規(guī)》確定高速鐵路活載圖式

根據(jù)靜力計算的結果，結論如下：如果我國直接把UIC活載作為高速鐵路的設計活載，它與運營活載的強度效應比余量太大，常用跨度的簡支梁最少為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計活載，雖能包絡各種運營列車活載效應，但余量較小。如采用0.6UIC作為高速鐵路橋梁設計活載，能包絡中速、高速列車活載效應，但特殊情況下要求運營貨物列車時，個別跨度經(jīng)檢算不能通過。

整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式整理ppt44三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式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計活載，其靜、動載效應均大于中速列車和高速列車的靜、動載效應，并有一定余量，且設計活載與實際運營活載間的余量和既有鐵路設計活載（中一活載）與實際運營活載間的余量相當。根據(jù)以上分析比較，推薦采用0.8UIC作為高速鐵路橋梁設計活載，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、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式整理ppt45三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式

4.京滬《暫規(guī)》確定高速鐵路活載圖式

圖1ZK標準活載圖整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式圖1Z46三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式

4.京滬《暫規(guī)》確定高速鐵路活載圖式

對于跨度或影響線加載長度等于或小于6.0m的結構，需要采用UIC標準活載才能滿足特殊情況下運營貨物列車的要求，故將UIC標準活載中的集中力部分作為跨度或影響線加載長度等于或小于6.0m的結構的設計活載，即《暫規(guī)》條文上列出的ZK活載圖式（二）。如圖2。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式整理ppt47三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式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、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式圖2特48三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式

5.設計活載對高速鐵路橋梁設計的影響高速《暫規(guī)》編制的主導思想是，靜力計算控制結構強度的活載圖式能夠包住在高速線上可能運營的各種列車（包括高速列車、中速列車、輕載貨物列車和養(yǎng)修機械），動力計算的行車安全度、旅客乘座舒適度指標和結構的剛度、變形、變位要滿足實際高速行車的要求。《暫規(guī)》采用的動力計算的行車安全度、旅客乘座舒適度指標不低于國外的標準。由于《暫規(guī)》采用的ZK活載為0.8UIC，相應動力系數(shù)、離心力、梁部結構的豎、橫向撓跨比及其它的變形、變位限值等均進行了換算，意圖使之與采用UIC活載達到相當?shù)乃?。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式整理ppt49三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式

5.設計活載對高速鐵路橋梁設計的影響高速鐵路橋梁設計主要包括三方面的內容：強度設計、動力檢算和結構的剛度、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構的強度設計。動力仿真檢算和結構的剛度、變形、變位檢算控制結構的尺寸。實際上京滬高速鐵路常用跨度橋梁結構的主要尺寸由動力仿真計算確定，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。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式整理ppt50三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式

5.設計活載對高速鐵路橋梁設計的影響

《暫規(guī)》國際咨詢中法、德建議采用UIC活載（法方認為，使用完全的UIC活載可以保證橋梁、施工及運營的安全；德方認為UIC可以補償設計中對維護的忽略、防止不可預見的施工問題（可能是趕工造成的）、異常條件下運行開行重載列車、補償過多列車無規(guī)律運行造成的動態(tài)響應）；日方認為應進一步確定高速鐵路運行的車型。通過《暫規(guī)》的國際咨詢，對部分由于對國外情況不了解造成的不合理條文修改后，按ZK活載設計的橋梁是能夠滿足高速行車的要求的。但是不能滿足重載貨物列車運營的要求。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（二）豎向荷載設計圖式整理ppt51三、高速鐵路橋梁設計荷載

（三）動力系數(shù)

京滬高速鐵路采用的橋梁設計活載圖式，并非單一的輕型高速模式，而是概括了輕型、重型并存，高中速混運的UIC活載的模式，這是一種概化的活載圖式，制定動力系數(shù)也必須與之相適應。我們現(xiàn)在采用的高速鐵路橋梁設計活載圖式是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，通過把UIC活載圖式乘以分級系數(shù)，可使線路得到較重或較輕的假定活載，但應當對它們采用相同的φ值。活載效應的全部數(shù)值(φM，φQ等)都要逐級增加或減少10%。。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（三）動力系數(shù)整理ppt52三、高速鐵路橋梁設計荷載

（三）動力系數(shù)采用0.8UIC活載時，對應于0.8UIC活載的靜效應M‘、Q’的動力系數(shù)φ1‘、φ2’，應該是整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（三）動力系數(shù)整理ppt53三、高速鐵路橋梁設計荷載

（三）動力系數(shù)

關于連續(xù)梁和涵洞的動力系數(shù)，以及其他有關規(guī)定，也就是從UIC規(guī)范沿引而來的?！稌阂?guī)》國際咨詢中法、德建議采用與UIC活載一致的動力系數(shù)；日方認為應針對實際運行的車型確定動力系數(shù)。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（三）動力系數(shù)整理ppt54三、高速鐵路橋梁設計荷載

（四）離心力折減系數(shù)

離心力折減系數(shù)的內容沿引自UIC規(guī)范。離心力的計算公式，基本上是與普通鐵路的現(xiàn)行《鐵路橋涵設計規(guī)范》一致的。只是在公式中多了一個折減系數(shù)f。f值的計算公式來源不詳。但含義還是清楚的。因為UIC活載圖式包絡了最大運營速度V=80km/h的特重列車、V=120km/h的重型列車、V=250km/h的長途客車和V=300km/h的高速輕型客車。當列車高速運行時，車輛的實際軸重要比UIC荷載圖式的荷載小很多，所以說當行車速度>120km/h的離心力的折減，實質上是列車活載圖式中垂直荷載的折減。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（四）離心力折減系數(shù)整理ppt55三、高速鐵路橋梁設計荷載

（四）離心力折減系數(shù)

《暫規(guī)》國際咨詢中法、德建議采用與UIC活載一致的折減系數(shù)；日方認為應針對實際運行的車型確定動力系數(shù)。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（四）離心力折減系數(shù)整理ppt56三、高速鐵路橋梁設計荷載

（五）橫向搖擺力

橫向搖擺力參照外國的相關規(guī)范采用。國際鐵路聯(lián)盟（UIC）規(guī)范、德國《鐵路橋梁及其他工程結構物規(guī)范》（VEI）DS804及英國標準BS5400均規(guī)定，列車的橫向搖擺力為100KN，這是一個集中力，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件中產(chǎn)生最大效應來考慮。DS804明確規(guī)定，列車的橫向搖擺力與UIC活載圖式的現(xiàn)有等級無關。當為連續(xù)的道碴橋面時，橫向搖擺力可沿線路方向均勻分布在L=4.0m的長度上。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（五）橫向搖擺力整理ppt57三、高速鐵路橋梁設計荷載

（五）橫向搖擺力

《暫規(guī)》國際咨詢中法方對橫向搖擺力荷載予以認同；日方認為應采用集中輪中的20%作為橫向搖擺力荷載。

整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（五）橫向搖擺力整理ppt58三、高速鐵路橋梁設計荷載

（六）脫軌荷載

有的國家考慮了列車掉道后的安全措施，以防止列車傾覆。如：德國高速鐵路橋梁利用道碴槽兩側的電纜槽阻擋掉道列車墜落橋下；瑞典高速鐵路橋梁采用加高的擋碴墻代替護軌。京滬高速鐵路橋梁所占比例很大，為防止列車墜落橋下，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《鐵路橋梁及其他工程結構物規(guī)范》（VEI）DS804，列入了列車脫軌荷載的條文。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（六）脫軌荷載整理ppt59三、高速鐵路橋梁設計荷載

（六）脫軌荷載

脫軌荷載的第一種情況的線荷載，大致相當于實際運行列車脫軌后產(chǎn)生的荷載，在此情況下結構物的主要部分，如橋面板和主梁等，不應產(chǎn)生嚴重破壞，鋼筋應力應在屈服點以內，混凝土不形成寬裂縫。脫軌荷載的第二種情況的線荷載，相當于列車脫軌，雖沒有墜落橋下，但已作用于橋面邊緣，在此情況下，須確保結構的穩(wěn)定性。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（六）脫軌荷載整理ppt60三、高速鐵路橋梁設計荷載

（七）汽車撞擊力

京滬高速鐵路沿線跨越了很多重要的公路和高速公路。對設在公路上或緊鄰公路邊緣的橋墩，當其可能受到汽車撞擊時，根據(jù)實際情況，設置堅固可靠的防護工程。如采用攔板、防沖架、防撞墻等措施以防止橋墩被撞，當無法設置防護工程時，必須考慮汽車對橋墩的撞擊力。此力屬特殊荷載，不與其他附加荷載同時考慮，只與主力相組合。汽車撞擊力的大小和作力點，是參考德國《鐵路橋梁及其他工程結構物規(guī)范》的有關內容擬定的。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（七）汽車撞擊力整理ppt61三、高速鐵路橋梁設計荷載

（八）其他荷載上述荷載除了氣動力（氣動力的作用主要用于聲屏障的結構設計）以外的其他荷載（豎向活載、離心力、脫軌荷載、橫向搖擺力、汽車撞擊力等），在普通鐵路里都有相應規(guī)定，只是在高速鐵路上根據(jù)其特點作了進一步規(guī)定。其他荷載如土壓力、水浮力、風力、地震力等，以及材料密度、混凝土預加力、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)范等相關規(guī)范辦理。整理ppt三、高速鐵路橋梁設計荷載

（八）其他荷載整理ppt62四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

1.高速列車安全性和舒適性的動力響應評判標準

列車過橋時，不僅產(chǎn)生豎向振動而且產(chǎn)生橫向振動，這都影響列車運行的安全性和旅客乘坐舒適性。（1）安全評判指標列車運行的安全性主要涉及車輛在橋上是否會出現(xiàn)脫軌的問題。對于這一問題，車輛力學上，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參數(shù)來限定。參照國內外有關資料，經(jīng)過分析研究后確定，京滬高速鐵路行車安全性的評判標準定為：整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體63四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

1.高速列車安全性和舒適性的動力響應評判標準（1）安全評判指標脫軌系數(shù)：Q/P≤0.8；輪重豎向減載率：△P/P≤0.6輪對橫向水平力：Q≤80KN整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體64四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

1.高速列車安全性和舒適性的動力響應評判標準（2）舒適度指標評判指標

除了行車安全性問題外，乘坐舒適性問題也是判定橋梁豎向和橫向剛度是否合適的一個重要標準。Sperling評價標準主要用于評定車輛運行的穩(wěn)定性，將其與疲勞時間評定標準比較，W=3.0（客車合格）的標準相當于疲勞時間5.6小時，也就是說按W=3.0的標準來限制車輛的振動，其舒適度是較高的。其評定標準為：斯佩林（Sperling）舒適度指標

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體65四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

1.高速列車安全性和舒適性的動力響應評判標準（2）舒適度指標評判指標

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

（一）梁體66四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

1.高速列車安全性和舒適性的動力響應評判標準（3）橋梁振幅（半峰值）限值標準上面談的是車輛運行舒適性與安全性，僅涉及到車輛的振動，若車輛與橋梁振動的耦合性不太強，則僅考慮車輛的振動并不一定能控制橋梁的振動大小。過大的橋梁振動會使橋上線路的保持（維護）困難，使橋梁疲勞強度降低。因此對橋梁的振幅大小有提出限值要求的必要。整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體67四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

1.高速列車安全性和舒適性的動力響應評判標準（3）橋梁振幅（半峰值）限值標準我國橋梁檢定規(guī)范采用了限制橫向振幅及振動頻率的要求，由于未有更詳細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）限值標準為：對混凝土橋(L橋梁跨度，單位為m)

。整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體68四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

2.高速鐵路梁體變形的要求

我們在橋梁設計時，不可能都作動力響應分析來判斷其剛度是否符合要求。研究單位經(jīng)過綜合分析國內外橋梁規(guī)范關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準。整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體69四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

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，計算高速列車以各種速度通過各種標準跨度的簡支梁時的車輛與橋梁的空間耦合振動響應，通過分析響應的時程記錄曲線，獲得各種計算工況下的車輛最大振動加速度、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)（動力系數(shù)）等數(shù)據(jù)，通過研究不同豎向及橫向剛度時車輛及橋梁的振動狀態(tài)，從而確定出高速鐵路橋梁的合理剛度限值標準來。整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體70四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

2.高速鐵路梁體變形的要求

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

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體71四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

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)》中實際采用值如下表：

梁體的豎向撓度限值

跨度L≤24m24m<L≤80mL>80m項目單

跨L/1300L/1000L/1000多

跨L/1800L/1500L/1000整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體72四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

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，一般來說橫向撓跨比不大于1/4000，行車安全性與舒適性及梁橫向振幅都在允許范圍內，能滿足行車安全性與舒適性的要求。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體73四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

2.高速鐵路梁體變形的要求

（1）L≤80m的中小跨度橋梁

3)橋墩的耦合計算結果認為：下部結構橫向剛度的減小，將增大上部結構的振幅。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體74四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

2.高速鐵路梁體變形的要求

（2）L>80m的中小跨度橋梁對于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。鑒于我們的設計活載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活載相當于0.8UIC荷載，故將撓度限制取為1／1000。對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、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體75四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

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)梁部結構，在ZK活載靜力作用下，跨度L＞80m的梁端豎向折角不應大于2‰。2)在ZK活載、橫向搖擺力、離心力、風力和溫度的作用下，橋跨結構橫向水平變形引起的梁端水平折角應不大于1.0‰。3)活載作用下梁體扭轉引起的軌面不平順限值為：以一段3m長的線路為基準，ZK活載作用下，一線兩根鋼軌的豎向相對變形量不大于1.5mm；實際運營列車作用下，一線兩根鋼軌的豎向相對變形量不大于1.2mm。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體76四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

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引起的軌面不平順限值為：以一段3m長的線路為基準，ZK活載作用下，一線兩根鋼軌的豎向相對變形量不大于1.5mm；實際運營列車作用下，一線兩根鋼軌的豎向相對變形量不大于1.2mm。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體77四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體的豎向、水平變形和扭轉

2.高速鐵路梁體變形的要求

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

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（一）梁體78四、高速鐵路橋梁結構變形、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）是促使橋梁動力系數(shù)出現(xiàn)峰值的根本原因。橋梁動力系數(shù)出現(xiàn)峰值，就意味著共振的發(fā)生，意味著激烈的振動，這就會造成道床松散，鋼軌損傷，影響軌道結構的正常工作，也會引起混凝土開裂，結構疲勞，承載力降低，甚至危及橋梁的安全。對于一定跨度的橋梁，可以采用不同的結構形式和不同的材料，并具有不同的固有頻率，但都要滿足強度和剛度的要求。所以，對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動力系數(shù)的影響是很有必要的。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體79四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體的豎向自振頻率

研究單位計算了各國高速列車活載作用在8～80m的不同固有頻率的簡支梁上的最大動力系數(shù)。結果表明，對于同一跨度的橋梁，當其固有頻率小于某一定值時動力系數(shù)急劇增大。隨著橋跨固有頻率的提高，動力系數(shù)的總趨勢是減小，但不是單調減小。由于橋梁剛度與橋梁固有頻率的平方成正比，可以認為動力系數(shù)隨著橋梁剛度的增加而減小。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體80四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體的豎向自振頻率隨著列車速度的提高，乘坐舒適度要求橋梁有較大的剛度，動力效應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)范對鐵路橋梁有一個最低固有頻率限值。

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

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體81四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體的豎向自振頻率秦沈客運專線通過動力仿真分析計算的設計成果，各種跨度簡支梁的最小豎向自振頻率見下表秦沈客運專線簡支梁最小豎向自振頻率表

跨度（m）1216202432簡支梁豎向自振（HZ）9.717.025.795.323.71整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體82四、高速鐵路橋梁結構變形、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計速度高于秦沈客運專線，故梁的豎向自振頻率標準應有所提高。一般為避免車橋諧振，梁的豎向自振頻率應大于n0=1.1Vmax/L的計算值。考慮高速鐵路車輛的動力作用較大，故建議京滬高速鐵路簡支梁跨度12m~40m梁的豎向自振頻率限值采用n0=1.2Vmax/L，按350km/h的列車速度計算約為n0=120/L（Hz）（L—以m計）。40＜L≤80m時no=23.58L-0.592(Hz)。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（二）梁體83四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（二）車橋耦合動力響應分析的要求

常用簡支梁豎向自振頻率限值

《暫規(guī)》國際咨詢中法方認為以上規(guī)定是按照有碴軌道，在實際設計中應進行車橋耦合計算。按照《暫規(guī)》中計算的自振頻率基本介于德方自振頻率計算的上限、下限之間，德方還認為梁跨大于100m，通常需要進行動力分析。日方對自振頻率沒有限制。

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

（二）車橋84四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（三）車橋耦合動力響應分析的要求

橋梁結構豎向自振頻率是促使動力系數(shù)出現(xiàn)峰值的根本原因，自振頻率過低會引起激烈振動，將會影響行車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，參考歐洲規(guī)范規(guī)定所有高速鐵路橋梁都必須進行動力仿真分析，為安全計，故條文要求本線所有橋梁，都要進行車橋耦合動力響應分析，直接用行車安全性和乘坐舒適性的評判標準進行檢驗。根據(jù)歐洲規(guī)范，橋梁動力仿真計算的最高速度應取1.2倍的設計速度，對于本線建議取420km/h。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（三）車橋85四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁下部結構剛度

鋪設焊接長鋼軌的橋梁的下部結構，其縱向水平剛度取決于兩方面的因素，一是橋上軌道強度和穩(wěn)定性；二是在制動力作用下梁軌相對位移的大小。橋上鋼軌除承受長鋼軌鎖定時的溫度應力和列車通過時的動彎應力外，還要承受由于列車制動和梁體伸縮變形所引起的附加應力，而這個附加應力值的大小是與橋梁的跨度及其下部結構的剛度密切相關的。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁86四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁下部結構剛度

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

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁87四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁下部結構剛度

對常用跨度不同縱向水平剛度的橋梁，分析其鋼軌附加應力和梁軌快速移動相對位移量，得出如下結論：下部結構達到一定的縱向水平剛度不設縱向傳力裝置就能保證鋼軌的強度和穩(wěn)定性，且下部結構縱向水平剛度由鋼軌允許附加應力控制?！稌阂?guī)》給出了不同跨度的下部結構的縱向水平剛度限值。

整理ppt四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁88四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁下部結構剛度

下部結構縱向水平剛度（雙線）

下部結構跨度(m)最小水平剛度（KN/cm）附

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

（四）橋梁89四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁墩臺基礎工后沉降量限值的規(guī)定

墩臺基礎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設計規(guī)范》（TB10002.5-99）第3.2.2條的基礎上，結合高速鐵路的實際情況擬定的。對墩臺基礎工后沉降及工后沉降差給予一定的限制，是為了保證墩臺發(fā)生沉降后，橋頭和橋上線路坡度的改變不致影響列車的正常運行，即使要進行線路高程調整，其調整工作量不致太大，不會引起橋面改建和橋梁結構加固。

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（四）橋梁90四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁墩臺基礎工后沉降量限值的規(guī)定

墩臺基礎的沉降，僅按恒載計算?！稌阂?guī)》第4.3.3條規(guī)定，對于有碴軌道，橋臺臺尾過渡段路堤的工后沉降量不大于30mm，為使與臺后過渡的工后允許沉降量取得一致，橋墩臺的均勻沉降量的限值也定為30mm。至于相鄰墩臺沉降量之差的容許值，我們是這樣考慮的：若參照現(xiàn)行鐵路橋涵設計規(guī)范的辦法，其限值可取均勻沉降量限值之半，即15mm；

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（四）橋梁91四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁墩臺基礎工后沉降量限值的規(guī)定

參考《臺灣高速鐵路橋梁設計規(guī)范》DD-2-5“橋梁和高架橋基礎設計標準”的規(guī)定，兩相鄰橋墩之間的不均勻沉降不能超過20mm，這與按現(xiàn)行鐵路橋涵設計規(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。對于無碴軌道為保持軌面高程，對沉降的控制要求更嚴格。根據(jù)一般軌道扣件的可調量僅20mm的情況，確定無碴軌道橋梁的工后總沉降不能超過20mm，相鄰墩臺的不均勻沉降量不能超過5mm。

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（四）橋梁92四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁墩臺基礎工后沉降量限值的規(guī)定

對于外靜不定結構，仍按現(xiàn)行橋規(guī)，相鄰墩臺沉降量之差的容許值，根據(jù)沉降時對結構產(chǎn)生的附加應力的影響而定。關于涵洞的沉降量的規(guī)定，也是對應于路堤對沉降的要求提出的。

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（四）橋梁93四、高速鐵路橋梁結構變形、變位和自振頻率的限值

（四）橋梁墩臺基礎工后沉降量限值的規(guī)定

《暫規(guī)》國際咨詢中法方高速鐵路的沉降按施工過程中發(fā)生來考慮，而不是在軌道調整后發(fā)生來考慮。由于原《暫規(guī)》無碴軌道墩臺平均沉降：20mm，相鄰墩臺之間沉降差異20mm。德方建議將其改為20/5mm。日方對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）以上的曲率考慮結構物的沉陷。

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（四）橋梁94五、高速鐵路橋涵結構構造要求

（一）橋面布置的構造要求

1.有碴軌道和無碴軌道的選擇

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

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（一）橋面布置的構造要求95五、高速鐵路橋涵結構構造要求

（一）橋面布置的構造要求

1.有碴軌道和無碴軌道的選擇日本新干線大量采用了無碴軌道，建造和鋪設日益標準化，其工程造價日益降低，據(jù)有關資料介紹與有碴軌道相比，工程造價已從高30%降到僅高10%左右。德、法等國通過多年實踐已經(jīng)體會到有碴軌道的養(yǎng)護維修工作量太大，現(xiàn)已越來越多地采用無碴軌道。

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（一）橋面布置的構造要求96五、高速鐵路橋涵結構構造要求

（一）橋面布置的構造要求

1.有碴軌道和無碴軌道的選擇橋上軌道型式有碴無碴均可采用，鑒于無碴軌道線路對工后沉降的要求極為嚴格，在地質條件較差的地段實際發(fā)生的沉降個別會超過計算值。因此在地質較好、沉降易于控制的橋梁工點可采用無碴軌道設計，橋上無碴軌道宜與路基、隧道一并成段設置。在京滬高速鐵路無碴軌道的設置尚在比選階段，將會選擇濟南至泰安、徐州至蚌埠之間地質條件較好的地段設置。

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（一）橋面布置的構造要求97五、高速鐵路橋涵結構構造要求

（一）橋面布置的構造要求

2.橋面寬度

國外高速鐵路橋梁的橋面布置，均比普通鐵路橋梁寬松，以適應高速行車的需要。在構造上十分注意改善結構的耐久性和使結構便于檢查、養(yǎng)護及更換，盡可能達到少維修，易養(yǎng)護，減少使用期內養(yǎng)護維修費用的目的。分析各國高速鐵路橋面布置的有關數(shù)據(jù)，我國高速鐵路風壓帶寬采用1.2m，按我國高速鐵路《暫規(guī)》規(guī)定，線間距5.0m，車輛限界寬3.4m、建筑限界寬4.88m，則直線橋面寬B按以下兩式計算，取大值。

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（一）橋面布置的構造要求98五、高速鐵路橋涵結構構造要求

（一）橋面布置的構造要求

2.橋面寬度

B≥線間距+車輛寬+（風壓帶＋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。橋面內側凈寬不應小于12.8m。為便于橋上線路養(yǎng)護維修作業(yè)，各國高速鐵路均不設護輪軌。

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（一）橋面布置的構造要求99五、高速鐵路橋涵結構構造要求

（一）橋面布置的構造要求

2.橋面寬度我國高速鐵路橋面也不采用護軌，而采用加高擋碴墻的措施，以防止列車傾覆。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)的技術要求和曲線內側限界加寬要求確定的。為滿足橋上行走橋梁檢修小車的要求，觸網(wǎng)支柱外側至護欄內側只少需要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。

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（一）橋面布置的構造要求100五、高速鐵路橋涵結構構造要求

（一）橋面布置的構造要求

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（一）橋面布置的構造要求101五、高速鐵路橋涵結構構造要求

（一）橋面布置的構造要求

3.加強排水、防水措施保證結構耐久性

結構耐久性對于高速鐵路的安全運營和經(jīng)濟性起著決定性作用。以往一般認為混凝土橋梁，尤其是預應力混凝土橋梁有著足夠的耐久性，不需要養(yǎng)護、維修。但是隨著時間的推移，不少橋梁先后出現(xiàn)病害與劣化。通過對橋梁的病害分析，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，原因是結構構造上存在缺陷。橋梁的防排水問題，就是很重要的一方面。

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（一）橋面布置的構造要求102五、高速鐵路橋涵結構構造要求

（一）橋面布置的構造要求

3.加強排水、防水措施保證結構耐久性

排水措施必須保證在橋面行車道的結構表面排水順暢一般考慮縱橫向設置排水坡，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。還需注意在結構的縫隙處，須設置防止落碴和防止漏水的措施。

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（一）橋面布置的構造要求103五、高速鐵路橋涵結構構造要求

（一）橋面布置的構造要求

3.加強排水、防水措施保證結構耐久性

排水措施必須保證在橋面行車道的結構表面防水措施是為防止結構表面向結構內部滲水及漏水。保護層的設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。

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（一）橋面布置的構造要求104五、高速鐵路橋涵結構構造要求

（一）橋面布置的構造要求

秦沈客運線無碴軌道橋面整理ppt五、高速鐵路橋涵結構構造要求

（一）橋面布置的構造要求105五、高速鐵路橋涵結構構造要求

（一）橋面布置的構造要求

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