5
高速铁路的桥梁
5高速铁路的桥梁
51概述
高速铁路的高速度、高舒适性、高安全性、高密度连续运营等特点对其土建工程提出严格的要求,由于速度大幅提高,高速列车对桥梁结构的动力作用远大于普通铁路桥梁。桥梁出现较大挠度会直接影响桥上轨道的平顺性,造成结构物承受很大的冲击力,旅客舒适度受到严重影响,轨道状态不能保持稳定,甚至影响列车的运行安全。此外,为保证轨道的平顺性还必须限制桥梁的预应力徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形,这些都对高速铁路桥梁的刚度和整体性提出了严格要求。各国高速铁路桥梁设计基本上遵循以下原则:(1)采用双线整孔桥梁,主梁整孔制造或分片制造整体联结。双线桥梁一方面提供很大的横向刚度,同时在经常出现的单线荷载下,竖向刚度比单线桥增大了一倍。(2)除了小跨度桥梁外,大都采用双线单室箱形截面。(3)增大梁高,欧洲各国高速铁路预应力混凝土简支梁高跨比一般在19~112之间。(4)尽量选用刚度大的结构体系如简支梁、连续梁、连续刚构、斜拉桥、拱及组合结构等。(5)桥梁跨度不宜过大。按照不同的用途,高速铁路桥梁可分为以下三类:(1)高架桥用以穿越既有交通路网、人口稠密地区及地质不良地段、高架桥通常墩身不高,跨度较小,但桥梁很长,往往伸展达十余公里;(2)谷架桥用以跨越山谷,跨度较大,墩身较高;(3)跨越河流的一般桥梁。概括起来,高速铁路桥梁具有以下特点:1.所占比例大、高架长桥多高速铁路由于采用全封闭行车模式,线路平纵面参数限制严格以及要求轨道高平顺性,导致桥梁比例明显增大。尤其在人口稠密地区和地质不良地段,为了跨越既有交通路网、节省农田,避免高大路基阻挡视线和路基不均匀沉降,大量采用高架线路。例如,日本近2000km的高速铁路中,高架桥占线路总长的36,全部桥梁占线路总长的47。而我国普通铁路桥梁占线路全长的的平均比例仅为4左右。可见,桥梁
113
f5
高速铁路的桥梁
比例大,高架桥且长桥多是高速铁路桥梁的主要特征,桥梁已成为高速铁路土建工程主要组成部分。2.以中小跨度为主由于高速铁路对线路、桥梁、隧道等土建工程的刚度要求严格,因此高速铁路桥梁的跨度不宜过大,应以中小跨度为主。例如,法国高速铁路直到修建地中海线时才首次采用100m以上跨度的桥梁。3.刚度大、整体性好列车高速、舒适、安全行驶要求高速铁路桥梁必须具有足够大的刚度和良好的整体性,以防桥梁出现较大的挠度和振幅,同时r