京滬高速鐵路橋梁設(shè)計的若干技術(shù)問題

京滬高速鐵路橋梁設(shè)計的若干技術(shù)問題

1工藝及地層條件京滬高速公路經(jīng)過河北、山東、安徽、江蘇、北京、天津和上海。其中，徐上海段穿過中國北方和華東地區(qū)，主要位于平原和山區(qū)。沿線經(jīng)過黃河、淮河、長江三大水系,位于各水系流域的中下游,地勢平坦,河谷交錯。丹陽以東為太湖河網(wǎng)地區(qū),河溝縱橫交錯,互相溝通,形成整個太湖澇區(qū)。徐州至池河段線路通過黃淮沖積平原及淮河一、二級階地,主要出露上更新統(tǒng)粉土、粉細砂、粉質(zhì)黏土、黏土,下伏灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥巖等。池河至丹陽段線路通過剝蝕低山丘陵區(qū)及長江河谷階地,地層巖性主要為粉細砂巖、泥巖、千枚巖、灰?guī)r及侵入巖等。丹陽至上海段線路通過長江三角洲平原區(qū),均為第四系地層覆蓋,系江河、湖泊、海相沉積形成,為黏土、粉質(zhì)黏土夾粉細砂層。徐州至上海段正線橋梁共135座總橋長521.9km,占正線長度642.522km的81.23%。其中超過10km長度的橋梁共8座總橋長405km,占橋梁總長度的78%,丹陽至昆山特大橋全長164.85km,為京滬高速鐵路最長的橋梁。2梁占橋梁臨床地位的統(tǒng)計高速鐵路橋梁總長占線路比例很大,而40m以下跨度的橋梁占橋梁總長的比例見表1(2005年統(tǒng)計)。合理地選擇這些橋梁的結(jié)構(gòu)形式和跨度,對橋梁景觀、工程投資均有很大影響,其關(guān)鍵技術(shù)在于確定橋面的寬度、截面形式以及跨度的大小。2.1接觸網(wǎng)立柱離線路中心的距離根據(jù)調(diào)研,橋上道砟采用機械清篩時,防護墻距線路中心最小距離為2.2m;結(jié)合列車建筑限界的要求,橋上無砟軌道的防護墻距線路中心最小距離為1.9m。根據(jù)國外咨詢及國內(nèi)研究成果,接觸網(wǎng)立柱離線路中心的最小距離為3.0m。如橋面不設(shè)人行道走行式檢查車,高速列車通過時,橋上不允許人員停留;無砟軌道滿足建筑限界要求;電纜槽在線路兩側(cè)對稱設(shè)置,每側(cè)兩槽,通信信號合槽,凈寬350mm,電力槽最小凈寬200mm?？紤]到人行欄桿、聲屏障等基礎(chǔ),橋面最小凈寬,無砟橋面為12.0m,有砟橋面為12.6m。橋面布置見圖1、圖2。2.2橫向剛度對比雙線箱梁因為截面整體性強,抗扭剛度大,我國既有鐵路線上的混凝土連續(xù)梁都是采用箱形截面構(gòu)造。用于高速鐵路上,其動力特性更顯得優(yōu)越?？紤]梁體的運輸、架設(shè)等問題,我國既有鐵路除個別工點外基本上是采用T形截面構(gòu)造。這種截面形式的混凝土梁,分片預制、分片架設(shè)后將橫隔板橋面聯(lián)成整體。若T梁用于客運專線鐵路上,為保證橋跨的整體性,架設(shè)后須通過現(xiàn)澆混凝土將橋面、隔板聯(lián)成整體并施加橫向預應力,增加了施工工序。圖3給出跨度32m整體箱梁和分片T梁兩種截面形式及在梁高相同條件下的截面剛度,兩者的豎向剛度相差不大,而橫向剛度和抗扭剛度箱梁有明顯優(yōu)勢。箱梁的剛度大,整體性好,具有較好的動力特性,架設(shè)可一次到位,無工地聯(lián)接工作,工期較短,應為常用跨度混凝土梁的首選形式。但其自重大,橋面寬,預制架設(shè)需要重型設(shè)備。雙線單箱單室整體箱形截面具有腹板少,圬工省,較厚的腹板有利于布置鋼筋和提高耐久性等優(yōu)點。單線單箱單室箱梁結(jié)構(gòu)尺寸較小,重量較輕,便于運輸和架設(shè),施工設(shè)備動力要求較小,但其圬工用量較多,且列車運行平穩(wěn)指標比雙線整體結(jié)構(gòu)要差一些。北方交通大學在研究中曾比較24m的混凝土簡支箱梁的舒適度指標,單線梁為2.229,而雙線整孔箱梁為1.8。這說明雙線整孔箱梁結(jié)構(gòu)橫向剛度大,改善了旅客乘坐舒適度。對于一般簡支梁結(jié)構(gòu),需要從制造、運輸、架設(shè)和運營、養(yǎng)護、結(jié)構(gòu)動力性能等諸方面進行分析比較,從保證高速列車運行乘坐舒適度的角度來看,雙線整孔箱梁比單線梁優(yōu)越,宜優(yōu)先采用。配合32m整孔箱梁的設(shè)計,國內(nèi)多家生產(chǎn)廠家研制了10余種高速鐵路900t運架設(shè)備供施工使用,徹底解決了900t箱梁的運輸、架設(shè)問題。目前高速鐵路簡支箱梁絕大部分都采用了雙線單箱單室箱梁。2.3在比較合理橋梁和橋梁類型的技術(shù)經(jīng)濟方面為了合理確定高速鐵路一般橋梁的合理橋跨、橋式,京滬高速鐵路施工人員對常用跨度的橋梁進行了大量計算分析和技術(shù)經(jīng)濟比較等工作。2.3.1比較技術(shù)經(jīng)濟的原則(1)預應力筋和連續(xù)梁的施工方法跨度采用我國鐵路標準跨,即10m、16m、24m、32m。其中10m跨度的橋梁結(jié)構(gòu)采用(3×10m+8)m的連續(xù)剛構(gòu),16m跨度的橋梁才用T梁,24m、32m跨度的橋梁采用整孔箱梁,且分簡支箱梁、連續(xù)梁兩種。結(jié)合以前的研究成果,確定24m、32m跨度的連續(xù)梁每聯(lián)不超過3孔。連續(xù)梁施工方法采用先簡支后連續(xù)和橋位現(xiàn)澆兩種,簡支梁采用預制架設(shè),連續(xù)剛構(gòu)采用橋位現(xiàn)澆施工,T梁采用預制架設(shè)。32m梁采用900t級架橋機架設(shè),24m梁采用700t級架橋機架設(shè),T梁采用普通鐵路130t級架橋機。(2)要符合研究方向由于高速鐵路長橋較多且很長,比較時選擇500m左右長橋梁進行技術(shù)經(jīng)濟比較。計算比較主要原則如下。①比選工點橋上線路按實際情況考慮。②簡支梁、連續(xù)梁設(shè)計遵循《暫規(guī)》、《橋規(guī)》,支反力采用通用圖提供值。③橋墩采用鋼筋混凝土矩形空心墩。④簡支梁橋墩水平線剛度按《暫規(guī)》、連續(xù)梁橋墩水平線剛度按《京滬高速鐵路常用跨度連續(xù)梁橋設(shè)計研究》成果(見表2)執(zhí)行。⑤簡支梁、連續(xù)梁梁部主要工程數(shù)量按照通用圖提供的數(shù)量辦理。2.3.2比較設(shè)計內(nèi)容和橋梁的設(shè)計(1)更新統(tǒng)3ga、低統(tǒng)3a沖積巖橋址位于黃淮河沖積平原,地勢平坦開闊,區(qū)內(nèi)地層上部為第四系全新統(tǒng)(Q4al)、更新統(tǒng)(Q3al)沖積形成的黏性土及砂類土,下伏基巖為奧陶系白云巖。平均墩高4.5m,設(shè)計樁長36~40m(32m簡支梁方案),樁底進入硬塑黏土層。(2)qal、更新統(tǒng)沖積形成的下伏基巖橋址位于黃淮河沖積平原,地形開闊,區(qū)內(nèi)地層上部為第四系全新統(tǒng)(Q4al)、更新統(tǒng)(Q3al)沖積形成的黏性土及砂類土,下伏基巖為燕山期混合花崗巖。平均墩高7.5m。設(shè)計樁長28~36m(32m簡支梁方案),樁底進入混合花崗巖弱風化層。(3)下伏地層土控水土橋址位于沖湖積平原區(qū),地勢開闊,區(qū)內(nèi)地層上部為第四系全新統(tǒng)(al+lQ4)沖湖積形成的黏性土及砂類土,巖性層理規(guī)律性較強,下伏地層為第四系上更新統(tǒng)(alQ3)沖積形成的黏性土及砂類土。平均墩高11.75m。設(shè)計樁長54.5~58.0m(32m梁簡支方案),樁底進入粉砂、粉土夾粉質(zhì)黏土層或粉質(zhì)黏土夾粉砂層。2.3.3橋型選型的適用性從圖4~圖6可以看出,預制架設(shè)32m簡支箱梁最為經(jīng)濟,其次是預制架設(shè)24m簡支箱梁。對于(3×10m+8m)連續(xù)鋼架,其經(jīng)濟指標從圖6中可知,具有較強的經(jīng)濟優(yōu)勢。但考慮到其施工、適用條件等的特殊性,沒有把它作為常用跨度橋梁推薦。下面為2005年高速鐵路常用跨度橋梁技術(shù)經(jīng)濟比較論證會結(jié)論意見。(1)常用跨度簡支箱梁、連續(xù)箱梁、整體式多片T梁、小跨度剛架(剛構(gòu))等橋型的靜力及車橋動力響應分析表明,均能滿足高速及貨運列車運行安全性、平穩(wěn)性及舒適性的要求,動力性能基本相近,作為客運專線常用跨度的橋型都是可行的。(2)簡支箱梁整體性能好、受力明確、技術(shù)成熟,對基礎(chǔ)沉降適應性好,養(yǎng)護維修較方便,采用梁場預制,質(zhì)量容易控制,預制運架可縮短工期,造價相對較低。鑒于橋梁比例大,地質(zhì)條件一般較差等特點,采用簡支箱梁為主梁型是適宜的。(3)跨度32m及以下的連續(xù)箱梁整體性好,結(jié)構(gòu)高度相對低,但其對橋墩的縱向水平線剛度要求高,基礎(chǔ)沉降造成的風險較大,造價較高,可在適宜的條件下選用。(4)跨度16m整體多片式T梁便于預制架設(shè),施工快捷,可在地質(zhì)條件較好、橋高不大的中小橋中選用。(5)小跨度剛架(剛構(gòu))橋結(jié)構(gòu)高度低,便于就地澆筑,宜在橋高不大或結(jié)構(gòu)高度受控制及車站高架等地段選用。(6)技術(shù)經(jīng)濟比較分析表明,一般情況下跨度32m簡支箱梁最為經(jīng)濟,以32m孔跨為主是合理的?；诩夹g(shù)經(jīng)濟比較結(jié)果,京滬高速鐵路主要采用了32m預制簡支箱梁,并適當?shù)亟Y(jié)合工點要求,少量地采用了部分32m現(xiàn)澆簡支箱梁。3模擬軟土地樁基、靜載試驗研究高速鐵路由于行車速度高,對橋梁樁基礎(chǔ)的激振較普通鐵路嚴重,樁基礎(chǔ)在高速鐵路車輛的激振下,其相關(guān)設(shè)計參數(shù)較常規(guī)取值有何差異直接關(guān)系到行車安全。鑒于軟土地基樁基反應更為敏感,研究是從深厚軟弱地基樁基礎(chǔ)開展的。1997年進行了“高速鐵路深厚軟弱地基上橋梁基礎(chǔ)合理形式及設(shè)計研究”,采集了蘇錫常地區(qū)軟土地質(zhì)鉆孔土樣,在試驗室內(nèi)進行模擬軟土樁基動、靜載試驗。室內(nèi)動力激振試驗研究認為位于軟土地基的橋梁樁基礎(chǔ)其動承載力將下降,動靜比值為0.8左右。室內(nèi)模擬軟土樁基動、靜載試驗存在的主要問題是“模擬土”是經(jīng)過人工按含水量ω、容重γ等指標控制配置的;試驗樁采用直徑較小的尼龍棒,且全部位于模擬的軟土中,與實際樁的邊界條件稍有差別。為了更充分地了解軟土地基橋梁樁基長期在高速列車動荷載作用下的工作性狀,在昆山京滬高速鐵路線位上現(xiàn)場進行了軟土地基橋梁樁基礎(chǔ)單樁豎向動靜載試驗研究工作。結(jié)合現(xiàn)場試驗條件,選擇2種樁徑共6根橋梁工程樁為試驗樁,分兩組進行了試驗加載,兩種試樁的參數(shù)見表3。3.1樁荷載作用下樁頂累積位移?0.55m試驗樁在動載作用下樁頂沉降與動載循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線見圖7。從圖7可看出,三樁的試驗結(jié)果表明,振動次數(shù)達到25萬次左右時樁頂累積位移不再變化,即動荷載作用下不再產(chǎn)生下沉;動載100萬次,三樁樁頂平均沉降0.344mm。因此可認為對于類似預應力混凝土管樁基礎(chǔ),不會在列車運行的反復荷載作用下產(chǎn)生工后沉降。3.2線線?0.55m試驗樁頂動位移幅值Sd與動載次數(shù)N的關(guān)系曲線見圖8。從圖8可看出,在動荷載作用下,樁頂振幅逐漸減小,當振動次數(shù)達到20~30萬次時樁頂動位移不再發(fā)生變化,即動位移趨于穩(wěn)定,可認為基樁的動力特性基本呈現(xiàn)彈性性質(zhì)。3.3動應變的變化與影響深度?0.55m試驗樁動載試驗過程中試驗管樁樁身動應變的變化與影響深度見表4。實測數(shù)據(jù)說明,從距樁頂12m左右開始往下,幾乎測試不到動應變數(shù)值,說明基樁在動荷載作用下其深層沒有動力響應。3.4樁身側(cè)摩阻力變化規(guī)律?0.55m試驗樁動載作用下樁側(cè)摩阻力隨動載振動次數(shù)的關(guān)系曲線見圖9、圖10。分析圖中的側(cè)摩阻力數(shù)據(jù)隨動載振動次數(shù)的變化情況可知,試驗比較一致地反映:在動載作用下樁的上部軟土層(樁身6.5m以上)在動載開始階段側(cè)摩阻力隨動載次數(shù)的增加逐漸減小,即樁周軟土層側(cè)摩阻力的呈現(xiàn)弱化現(xiàn)象,軟土層側(cè)摩阻力減小的最大幅度在16%左右;同時,樁的下部粉質(zhì)黏土與粉砂層側(cè)摩阻力均有所增加,兩種土層中,粉砂層側(cè)摩阻力增加的數(shù)值要大一些,增長的幅度最大為20%。但這種上部軟土層側(cè)摩阻力減小、下部土層側(cè)摩阻力增加的現(xiàn)象在動載循環(huán)次數(shù)達30萬次時達到穩(wěn)定。?1.0m鉆孔樁動載試驗與?0.55m管樁呈現(xiàn)類似的特性。在靜載和固定頻率及振幅的動荷載的共同作用下,在動荷載循環(huán)作用100萬次后3根?1.0m試驗鉆孔樁由于動載影響而產(chǎn)生的樁頂平均沉降為0.34mm,量值較小。在動載循環(huán)作用過程中,樁身軸力(樁側(cè)摩阻力)發(fā)生了局部調(diào)整,調(diào)整主要集中在樁頂以下1/3樁長范圍內(nèi),調(diào)整最大幅度約為10%,基本規(guī)律是樁身側(cè)摩阻力樁頂以下0~6.2m呈現(xiàn)弱化現(xiàn)象,6.2~23m呈現(xiàn)增強現(xiàn)象,23m以下幾乎沒變化。動荷載循環(huán)作用達70萬次后,樁頂動位移、樁身軸力(樁側(cè)摩阻力)調(diào)整等均已經(jīng)達到穩(wěn)定。3.5樁頂動位移幅值較小,樁身軸力較弱通過昆山試驗段橋梁樁基采用激振設(shè)備對兩組共6根試驗樁進行動靜載試驗,得出以下結(jié)論:①由動荷載引起的樁頂沉降量值較小;②動荷載循環(huán)作用下樁頂動位移幅值較小,且很快能達到穩(wěn)定;③動荷載作用初期,試驗樁樁身上部軟土層樁側(cè)摩阻力呈現(xiàn)弱化現(xiàn)象,樁身下部呈現(xiàn)強化現(xiàn)象,弱化的幅值小于強化幅值,動載作用過程中樁身軸力出現(xiàn)重分布現(xiàn)象。在樁端持力層較好的情況下,軟土地基橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計時可以忽略由高密度、高速度列車反復作用下對樁基工后沉降和豎向承載力的影響?；谠囼炑芯砍晒?認為受高速鐵路較高激振頻率影響的橋梁樁基,其極限摩阻力可以按常規(guī)鐵路橋梁取值。4橋式結(jié)構(gòu)的橋式設(shè)計我國既有鐵路在進行無縫線路改造時,長鋼軌力的大小受到限制,所以橋上均采用了小阻力扣件,把長鋼軌力傳到路基或更多的橋跨上,以減小每個墩臺的長鋼軌力,起到了保護既有橋梁的作用。高速鐵路是一次鋪設(shè)無縫線路的新建鐵路,在研究橋上無縫線路時,結(jié)合國外的先進理念,在國內(nèi)提出了橋墩線剛度概念,目的在于增加橋梁抵抗長鋼軌力的能力,取消或減少小阻力扣件,確保無縫線路的穩(wěn)定性。對于常用跨度簡支梁橋墩線剛度,《新建鐵路橋上無縫線路暫行規(guī)定》有很明確的規(guī)定,這些規(guī)定對于墩高較小的橋梁是比較合適的。當墩較大時,要滿足橋墩線剛度的規(guī)定很困難,表5為墩高45m、基礎(chǔ)為柱樁的墩身工程量。從表中知,不同的線剛度,高墩的工程數(shù)量相差很大。在保證無縫線路的穩(wěn)定和安全的條件下,合理的橋墩線剛度限值對工程投資影響較大。雙線簡支梁橋墩線剛度的規(guī)定是基于制動力和牽引力同時達到最大為前提的,而在“京滬高速鐵路常用跨度連續(xù)梁設(shè)計研究”中,雙線連續(xù)梁橋墩線剛度的規(guī)定僅以制動力或牽引力達到最大為前提,由此可以認為簡支梁橋墩的線剛度偏大。如何合理地選擇高墩縱向水平線剛度,節(jié)約工程投資,值得深入研究。目前墩高小于30m時,橋墩滿足400kN/m線剛度時墩身尺寸還是可以容忍的。為保證無縫線路的穩(wěn)定,減少維修養(yǎng)護的工作量,應盡量減少設(shè)置無縫線路溫度調(diào)節(jié)器,這是無縫線路橋梁橋式方案選擇的重要技術(shù)條件。目前初步考慮設(shè)置溫度調(diào)節(jié)器的條件,一般是預應力混凝土梁溫度跨超過160m。基于這樣的條件,大跨度橋梁選擇簡支結(jié)構(gòu)(如系桿拱、鋼桁梁等)、連續(xù)剛構(gòu)等是一種比較理想的橋式。5預應力混凝土梁的徐變無砟軌道由于維修工作量小、壽命周期內(nèi)造價低,越來越受到各國鐵路部門的重視。隨著無砟軌道的大量采用,不可避免地需要在一些大跨度橋梁上設(shè)置無砟軌道。預應力混凝土橋梁采用無砟軌道時,其梁部徐變上拱值應符合《客運專線無砟軌道鐵路設(shè)計指南》規(guī)定,橋跨小于等于50m時,無砟軌道鋪設(shè)后徐變上拱值不應大于10mm;橋跨大于50m時,無砟軌道鋪設(shè)后徐變上拱值不應大于L/5000,且不得大于20mm。預應力混凝土梁的徐變受很多因素影響,有設(shè)計、施工、環(huán)境等諸多因素。在預應力混凝土連續(xù)梁施工時,應嚴格控制施加預應力和鋪設(shè)無砟軌道的時間,同時須控制混凝土澆筑時的水灰比及水泥用量等。必要時,大跨度橋式方案可以選擇鋼結(jié)構(gòu)或者徐變變形比較小的預應力混凝土系桿拱結(jié)構(gòu)等。根據(jù)德國有關(guān)規(guī)范,無砟軌道橋梁徐變變形需控制在L/5000范圍內(nèi)。該限值對于大跨度橋梁要求是比較寬松的,如120m跨度的容許徐變量為24mm,大跨度橋梁徐變變形按該技術(shù)條件控制是值得考慮的,在德國是有成功實例的。為發(fā)展大跨度無砟預應力混凝土橋梁,建議把一部份徐變變形量計入軌道的不平順譜中進行車-橋動力仿真分析,以確定合理的徐變變形控制值。6樁基沉降的控制方法普通鐵路24m、32m簡支梁墩臺允許均勻沉降量分別為98mm、113mm,并且比路基的沉降量一般小很多,所以橋梁的沉降一直未受到重視。高速鐵路軌道的平順性要求遠高于普通鐵路,高速鐵路橋梁墩臺的均勻沉降量要求很嚴,有碴軌道要求控制在30mm以內(nèi),無砟軌道要求控制在20mm以內(nèi)。對于普通鐵路按強度設(shè)計基礎(chǔ)的方法在高速鐵路已經(jīng)行不通,地質(zhì)條件較差時,必須按樁基沉降量、樁基承載力雙控進行基礎(chǔ)設(shè)計。從樁基沉降計算方法分析,控制沉降的最有效方法是讓樁基的持力層放在壓縮模量Es值較高的地層內(nèi)。經(jīng)初步計算分析,如果樁基持力層位于Es<10MPa的土層內(nèi),控制沉降量在30mm以內(nèi)將是很困難的。控制沉降的最有效方法是選擇持力層,要求持力層有較高的壓縮模量和承載力,或者能保證沉降在較短的時間內(nèi)完成(如粉砂、細砂層)。根據(jù)計算分析,淺基礎(chǔ)比深基礎(chǔ)的沉降量大,所以一般條件下,高速鐵路橋梁基礎(chǔ)多采用深樁基礎(chǔ)。由于受地質(zhì)鉆孔取樣、化驗等條件的限制,有關(guān)計算沉降的參數(shù)難以得到準確值,同時由于沉降計算理論的粗糙,難于將沉降量計算準確,所以計算的沉降量只能作為一個預估值,設(shè)計中需充分考慮這些因素。為防止超預估的沉降發(fā)生,在工程上應積極采取恢復軌面高程的預備措施,如設(shè)調(diào)高支座。沉降是一個緩慢的過程,特別是在架梁、鋪軌、調(diào)試至運營時有一個較長的時間段,一般橋梁的沉降大部分已在這一段時間內(nèi)完成。隨著時間的推移,沉降的速度是逐近變緩的。實際工作中,根據(jù)沉降的緩慢特性,可以很好地監(jiān)測和比較準確預報沉降?；谶@些認識,只要加強觀測,有理由認為墩臺基礎(chǔ)的沉降不至于影響列車運行的安全。目前,在計算工后沉降量時,往往根據(jù)所有恒載計算總沉降量后,根據(jù)經(jīng)驗系數(shù)折減總沉降量得出工后沉降,如此計算容易把工后沉降估算小,偏于不安全。工后沉降是指鋪軌以后產(chǎn)生的沉降量,那么鋪軌時及鋪軌后增加的恒載產(chǎn)生的沉降應為工后沉降,不應折減,這應引起設(shè)計者的注意。7高架車站結(jié)構(gòu)與無縫道岔的適應條件京滬高速鐵路共有5個包括咽喉區(qū)在內(nèi)的車站設(shè)置在橋梁上。由于道岔、無縫線路對橋梁有很特殊的要求,同時又傳遞很大的水平力到墩臺結(jié)構(gòu)上。京滬高速鐵路最早涉及設(shè)計高架車站結(jié)構(gòu)橋梁,建設(shè)人員經(jīng)過持續(xù)不斷的研究,提出了高架車站結(jié)構(gòu)與無縫道岔的適應條件(見圖11),指導了其他客運專線高架車站橋梁設(shè)計。通過設(shè)計研究,道岔區(qū)橋梁宜采用連續(xù)梁和多個并置的單孔框架結(jié)構(gòu)。采用框架結(jié)構(gòu)時,框架孔徑一般不宜超過12m,以盡量減小結(jié)構(gòu)與軌道縱向相對位移,保護道岔。采用連續(xù)梁結(jié)構(gòu)時,對于正線上18號渡線道岔,設(shè)計采用6×32m的連續(xù)箱梁;對于兩線變四線的正線到到發(fā)線18號道岔,設(shè)計采用4×32m連續(xù)箱梁;其余18號道岔采用2×32m或3×32m連續(xù)箱梁;區(qū)間42號道岔則采用7×32m連續(xù)箱梁。兩連續(xù)箱梁之間設(shè)置簡支箱梁以減小無縫線路鋼軌內(nèi)力和橋墩承受的無縫線路縱向水平力。8京滬高速鐵路特殊結(jié)構(gòu)橋8.1拱設(shè)計為提籃式系桿拱橋是一種自平衡的簡支結(jié)構(gòu),它克服了拱橋需要抵抗拱座處較大水平力的缺點,對地基承載能力要求不高;同時具備較大的跨越能力,梁高較低,能有效降低線路標高。為滿足高速鐵路橋梁對結(jié)構(gòu)豎向要求高的特點,經(jīng)過深入研究、分析比較,系桿拱結(jié)構(gòu)采用了不常見的剛性梁、剛性拱方案。同時為確保橋梁的橫向剛度,在橋跨大于100m時,拱設(shè)計為提籃式。京滬高速鐵路沿線地勢較為平坦,橋跨在100m左右、跨越公路及航道時,橋下凈空不高,采用系桿拱可以克服預應力混凝土連續(xù)梁梁高較大,影響橋下景觀的不足;同時,系桿拱后期徐變小、溫度跨小、結(jié)構(gòu)剛度大,特別適合高速鐵路橋梁的一些特殊要求。京滬速鐵路徐滬段共采用了96m、112m、128m三種跨度共23處系桿拱橋。其中128m系桿拱采用“先梁后拱”的施工方案;96m、112m系桿拱采用了“先梁后拱”和“先拱后梁”兩種施工方案。拱肋橫截面采用啞鈴形鋼管混凝土截面,由厚18mm的鋼板卷制而成,每根拱肋的兩鋼管之間用δ=16mm的腹板連接。系梁按整體箱形梁布置,采用單箱三室預應力混凝土箱形截面,梁高2.5m。底板厚度為30cm,頂板厚度為30cm,邊腹板厚度為35cm,中腹板厚度為30cm。吊桿采用尼爾森體系,在吊桿平面內(nèi)吊桿的水平夾角在52.10°~68.67°之間,吊桿間距為8m。吊桿采用127根?7高強低松弛鍍鋅平行鋼絲束,外包不銹鋼防護。8.2預應力混凝土連續(xù)梁為保證高速鐵路橋梁的豎向剛度、梁端轉(zhuǎn)角等滿足高速行車的要求,采用連續(xù)梁時,中墩支點處梁高一般采用1/12~1/14的高跨比,在橋跨超過130m時,梁高均較高,影響景觀。為降低梁高,同時滿足高速鐵路行車要求,經(jīng)橋式比較,在橋跨為130~200m之間時,選擇預應力混凝土連續(xù)梁拱不失為一種好的選擇。徐滬段采用了(70+136+70)m、(90+180+90)m兩聯(lián)連續(xù)梁拱橋,上部結(jié)構(gòu)采用“先梁后拱”施工方案。(90+180+90)m連續(xù)梁拱橋主梁采用單箱雙室變高度箱形截面,中支點處梁高10.0m,較一般連續(xù)梁結(jié)構(gòu)梁高低4m左右。箱梁頂板厚0.42m,局部頂板厚1.02m;底板厚度0.40~1.049m,局部底板厚1.50m。箱梁采用直腹板,腹板厚分0.40m、0.55m、0.70m三種。吊桿順橋向間距9m,全橋共設(shè)18組雙吊桿。拱肋矢高f=36.0m,矢跨比f/L=1∶5,拱軸線采用二次拋物線。拱肋為鋼管混凝土結(jié)構(gòu),采用等高度啞鈴形截面,拱肋弦管直徑?1.1m,由δ=20mm、24mm厚的鋼板卷制而成;弦管之間用δ=16mm厚鋼板連接。8.3鐵路橋梁施工方案設(shè)計V型墩連續(xù)剛構(gòu),主要目的是解決跨越公(道)路時,以V型墩結(jié)構(gòu)形式減小中間主跨的跨度,有效地降低線路標高,以節(jié)約工程造價。同時,采用在公(道)路兩側(cè)支架施工V型墩及大部分梁段、轉(zhuǎn)體至橋位后合龍中跨和邊跨的施工方案,極大地減小了鐵路橋梁施工對既有公路行車的干擾,確保了施工期間行車的安全,是結(jié)構(gòu)與施工方案較為完美結(jié)合的一個案例。京滬高速鐵路采用了1處(48+80+48)m的V型墩連續(xù)剛構(gòu)橋。梁體采用單箱單室等高度預應力混凝土梁,梁高3.65m,與兩側(cè)簡支箱梁(梁高3.05m)比較協(xié)調(diào)。箱內(nèi)頂板厚度0.4m;底板底緣寬度5.2m,底板厚度V墩頂處為0.8m,跨中為0.4m;腹板厚度V墩頂處為0.9m,跨中處為0.5m。剛構(gòu)長度2m的合龍段在吊架上澆筑,其余梁段在支架上澆筑。墩身與水平線夾角為49.31°。V墩身基座分兩層布置,布置有轉(zhuǎn)動體系。剛構(gòu)采用平面轉(zhuǎn)盤體系,轉(zhuǎn)動面由?2.2m的不銹鋼板和四氟板組成。轉(zhuǎn)體重量為3793t,轉(zhuǎn)動力矩為1402kN/m,轉(zhuǎn)動角度為35°。8.4豎向相對變形量t高速鐵路規(guī)范規(guī)定,活載作用下梁體扭轉(zhuǎn)引起的軌面不平順限值以一段3m長的線路為基準,實際運營列車