高速铁路桥梁设计原则及结构形式总结

高速铁路桥梁1讲座内容一.前言二.高速铁路桥梁特点三.主要设计原则及相关限值四.我国高速铁路桥梁结构型式2一、前言31.桥梁是客运专线土建工程中重要组成部分，比例大、高架桥及长桥多。42.客运专线桥梁的主要功能是为高速列车提供稳定、平顺的桥上线路。

桥上线路与路基上、隧道中的线路不同，由于桥梁结构在列车活载通过时产生变形和振动，并在风力、温度变化、日照、制动、混凝土徐变等因素作用下产生各种变形，桥上线路平顺性也随之发生变化。因此，每座桥梁都是对线路平顺的干扰点。尤其是大跨度桥梁。

为了保证高速列车的行车安全和乘坐舒适，高速铁路桥梁除了具备一般桥梁的功能外，首先要为列车高速通过提供高平顺、稳定的桥上线路。53.客运专线桥梁可分为高架桥、谷架桥和跨越河流的一般桥梁。混凝土和预应力混凝土结构具有刚度大、噪音小、温度变化引起结构变形对线路影响少、养护工作量小、造价低等优势，在客运专线桥梁设计中广泛采用。6京津城际铁路高架桥概貌4.全面缓采用叶无砟喷轨道电是高钟速铁卫路发贞展趋脖势，填桥上震无砟链轨道批对桥宅梁的淋变形未控制令提出阳更为绸严格脉的要平求。

嫁无熟砟轨半道的日优点

弹性镜均匀在、轨免道稳已定、晓乘坐法舒适脾度进喜一步蚕改善

养护推维修辰工作袍量减橡少

线路讨平、难纵断柴面参香数限长制放握宽，先曲线誓半径背减小索，坡崇度增剂大

榆无雹砟轨及道基肚本类沈型

轨道含板工茅厂预亮制、舒现场腔铺设—日本等板式胳轨道擦、德默国博脊格型投无砟尖轨道

现场划就地盲灌筑—德国酿雷达抖型无粒砟轨刮道（梅长枕尾埋入曲式、壶双块蕉式）7普通肿铁路夜桥梁止概貌客运断专线顷桥梁短概貌85.客运拒专线尼与普刚通铁士路是超两个厕时代蜡的产振物，筒客运懂专线窗设计差、施掠工采倘用新煌理念武，其戚建设陶促进扒了我团国铁傅路桥替梁工街程技孤术的叫发展愉。二、召高速弱铁路痰桥梁柜特点9客运绵专线颤铁路谜桥梁尾的主旱要特凳点：结构疯动力疼效应朵大桥上宵无缝及线路讯与桥腿梁共烈同作观用乘坐核舒适再度要披求高需满吐足10话0年使油用寿狼命维修确养护普时间蝇少101.结构边动力警效应抢大桥梁勉在列舟车通奸过时辨的受创力要气比列似车静宫置时钟大，梅其比毁值（1+确μ）胶称为凯动力帽系数加（冲彻击系拦数）撤。产荡生动猫力效营应的低主要剂因素乏：移动栏荷载倚列的玻速度渴效应轨道智不平荐顺造扎成车容辆晃衫动α—速度盖参数v—车速洒（m/盘s）i—轨道受不平吵顺的剥影响约（常验数项束）n—结构阻自振馆动频候率（Hz）k—系数L—跨度闲（m）vμ=k·α+i=k+i2n·L1112修建厅客运用专线累要求朋一次刷铺设胸跨区惨间无蠢缝线喘路，六以保弓证轨痛道的集平顺志和稳贴定。状桥上轨无缝毁线路蛮可看秤作为臣不能锋移动新的线伍上结索构，挤而桥祖梁在炸列车察荷载何、列秀车制搜动作暂用下侦和温哭度变愚化时鸽要产蛋生位侦移。止当梁糖、轨灭体系张产生尤相对麦位移菜时，毕桥上米钢轨欺会产要生附酱加应委力。客运誉专线剥桥梁得必须盼考虑都梁轨闭共同璃作用早。尽秀量减期小桥更梁的竭位移径与变肃形，丝式以限粥制桥暖上钢气轨的惊附加高应力螺，保盯证桥积上无喊缝线根路的逝稳定嫂和行巨车安扭全。2.桥上较无缝庄线路现与桥合梁共寒同作梢用13与普脱通铁转路不泻同，聚客运卫专线葵要求命高速挥运行释列车岭过桥查时有逆很好醋的乘壶坐舒唇适度象，舒蕉适度妻的评惰价指蜜标为魂车厢赞内的船垂直拍振动忙加速则度。影响剑乘坐衣舒适洁度的阔主要绪因素锋有列脆车车陡辆的粉动力撕性能躺、车橡速、溜桥跨娱结构码的自沸振频询率和趴桥上环轨道悦的平坐顺性太。桥梁形应具框有较虽大的田刚度温、合加适的霸自振棚频率各，保冻证列拦车在财设计悬速度孤范围筑内不摧产生广较大凭振动蜜。3.乘坐住舒适壳度要合求高乘坐献舒适汉度评纱定标脂准乘坐舒适度垂直加速度（m/s2）很好1.0好1.3可接受2.014对客始运专它线桥策梁首便次提挖出在贷预定展作用蛛和预扒定的松维修缠和使咽用条惊件下暑，主捷要承截力结好构要际有10包0年使多用年撕限的界耐久牺性要瞒求。蔑设计猛者应厦据此伯进行巴耐久罢性设倚计。客运扶专线刘采用乖全封蛇闭行恶车模疗式，叨维修鞭时间踢有限攻。行车抓密度香大，慎桥梁芝比例故大、叠数量当多，吉维修杂工作耕量大盲。4.需满洞足10佳0年使愈用寿侦命5.维修尚养护肠时间巷少三、补主要术设计连原则桥及相敌关限说值1516设计乡丰活载垫图式结构滥刚度昏与变染形控防制限译值车桥捆动力耽响应梁轨仆纵向林力传仪递耐久宾性措脊施桥面遍布置支座挺与墩储台无砟伴轨道巾桥梁短设计设辉计晋原抖则17我国柿客运酬专线滔采用ZK活载基图式水（0.察8U稳IC），俱我国特新建偷时速20狡0公里呼客货消共线旨铁路回仍采奋用中-活载议及相边应的豪动力向系数眉。1.设计惰活载专图式我国川客运紧专线巾采用士的ZK活载界图式(0誓.8奴UI五C)182.刚度乱和变掉形控术制限岗值项目混凝土梁，简支钢板梁钢桁梁说明梁式桥跨梁体竖向挠度≤L/800≤L/900L—跨度墩台顶纵、横向弹性水平位移≤5L（mm）L—跨度，单位以米计当L＜24m时，按24m计静定结构墩台均匀沉降量≤20L（mm）静定结构相邻墩台均匀沉降量差≤10L（mm）我国贷普通秘铁路盛桥梁繁的规欲定19序号项目限值说明1桥面竖向加速度≤0.35g（0.5g）有砟(无砟)(f≤20Hz)2上部结构扭转变形≤1.5mm/3mZK活载作用下3梁端竖向转角变化≤2‰≤4‰≤1.5‰（梁端悬出长度≤0.55m）≤1.0‰（0.55＜长度≤0.75m）≤3.0‰（梁端悬出长度≤0.55m）≤2.0‰（0.55＜长度≤0.75m）有砟，梁与桥台之间有砟，梁与梁之间无砟，梁与桥台之间无砟，梁与桥台之间无砟，梁与梁之间无砟，梁与梁之间4梁端水平转角变化≤1‰5梁体水平挠度≤L/40006墩台基础工后均匀沉降≤30mm（20mm）有砟（无砟）7相邻墩台基础工后沉降差≤15mm（5mm）有砟（无砟）8铺轨后梁体残余徐变上拱≤20mm（10mm）有砟（无砟）2.刚度阵和变季形控锄制限正值20序号项目限值说明9简支梁竖向自振频率≥100/L（Hz）(L=12、16、20、24m）≥120/L（Hz）(L=32m）≥120/L（Hz）(L=12、16、20m）≥140/L（Hz）(L=24m）≥150/L（Hz）(L=32m）200~250km/h线路350km/h线路10上部结构挠度L/1400（L≤40m）L/1400（40m＜L≤80m）L/1000（L＞80m）L/1600（L≤40m）L/1900（40m＜L≤80m）L/1500（L＞80m）ZK静活载作用下200~250km/h线路ZK静活载作用下350km/h线路2.刚度储和变问形控占制限绣值213.车线跨桥耦洲合振寄动响头应分鸡析客运惜专线笨桥梁巨结构墨除进巷行静块力分锤析满梁足有陶关规亲定外梯，尚碗应按谣实际持运营助客车线通过润桥梁狠的情遭况进来行车叛桥耦硬合动般力响打应分宿析。犬分析渴得出数的各竖项参与数指火标应牲满足系有关哗规定枝要求宜。车桥贸耦合竟动力化响应害分析恢是利绳用有忽限元辆方法侧建立幸车辆锡及线--桥结年构动佛力模歇型、听运动来方程久。在貌满足拾轮轨红间几窄何相猫容和泉作用雪力平略衡的披条件袄下，迫求解较行车翼过程稀中车造、线撤、桥浪相应良的动炉力参异数指店标，材并判龙断其者是否奔符合毅行车坑安全肉和乘投坐舒倚适。224.梁轨语纵向短力传开递桥上伍无缝辉线路葡钢轨迎受力翻与路葛基上革不同拴，由每于桥着梁自技身的味变形疯和位映移会爽使桥腹上钢富轨承耐受额保外的支附加倍应力厅。为良了保目证桥马上行柄车安博全，磨设计唱应考扛虑梁释轨共捡同作买用引码起的鹊钢轨抢附加私力，左并采陡取措份施将匆其限牧制在绿安全棋范围奖内。防钢轨业附加烈应力捉的分坡类：制动筑力输列燥车制轨动使贯桥墩件纵向尊位移示产生叔的钢掏轨附肺加力伸缩丢力横梁廊体随咸气温摇变化彩纵向话伸缩采产生填的钢顶轨附耗加力挠曲混力流梁臣体受杏荷挠逗曲变誓形产拴生的互钢轨片附加宰力234.梁轨撕纵向刮力传练递为了贺保证毙桥上阅无缝庄线路泼（有宽砟）盛稳定絮和安鄙全，冲要求弊：桥上扒无缝办线路尾钢轨营附加伍压应慨力不爬大于61免MP哑a桥上真无缝抛线路终钢轨为附加既拉应炊力不叹大于81专MP颂a制动令时，枝梁轨偏相对丙快速踩位移津不大恒于4m诵m当温殖度跨敢大于12仔0m时，倒由于酬伸缩绿力过鸦大，唇应设台置钢响轨伸浊缩调抗节器托，释马放钢椅轨附壁加应切力。对于班满足骂桥墩娱纵向言最小赌刚度涛有困民难的堂高墩妈谷架疾桥，中应采忆用结捐构措冰施，用限制喘钢轨肾附加傅力。24改善银耐久鸡性的根原则采用舞上承誉式结照构和化整体箩桥面高质咏量的笼桥面晋防排捎水体寇系和故梁端疮接缝摩防水张，不逮让桥铜面污陕水流报经梁磨体结构林构造扫简洁速，常泳用跨宝度桥碧梁标复准化扩、规守格品荣种少结构哗便于缝检查愧，可妖方便赖地到煌任何炭部位园察看足够哀的保贵护层衬厚度相，普轨通钢暮筋最宏小保差护层杯厚度啄≥3c恢m，预垒应力总管道肯最小屈保护去层≥惑管道稠直径截面责尺寸曲拟定妙首先躬应保晓证混态凝土资的灌蚂筑质置量，来应力译不宜途用足采用絮高品见质混库凝土5.耐久氏性措候施255.耐久众性措夜施-德国鞠高速脉铁路逝桥梁蠢构造患措施屈实例44脂m预应啊力混宴凝土耍简支木梁截存面人行钩道示窑意265.耐久遍性措身施-德国婶高速理铁路假桥梁叨构造歇措施白实例桥面刃泄水钞孔构雪造支座扭示意275.耐久京性措无施-德国境高速俊铁路单桥梁守构造虏措施醋实例箱梁筐检查域通道285.耐久茅性措研施-德国帽高速首铁路客桥梁炭构造堆措施止实例梁体逗和墩匀柱辅课助检丹查设展施295.耐久护性措折施我国哗客运译专线声桥梁扯设计孔暂规嗽以及奴设计慕图纸您中比浴较充瓦分地乓考虑姑了耐各久性码措施驻：采用鸟整体皇、密骆闭的挣桥面提高共了保晒护层龙厚度预留宿检查睬通道简化成常用伤跨度川标准倘梁的新品种采用无高性难能混庸凝土优化肠构造票细节306.桥面眉布置桥面遮布置筋优劣糟直接贿影响队结构元耐久帅性和宾桥梁腥使用穗方便吩。特点除线姑路结毕构外池，桥沿面主陆要设帖施有忘：防、乳排水池系统滨（防牢水层娇、保括护层疗、泄你水管渐、伸前缩缝膊）电缆鄙槽及玩盖板才（检喉查通志道）遮板砌、栏女杆或医声屏吨障挡砟殊墙或距防护苹墙接触膊网支驻柱长桥援桥面卧每隔2~眉3k光m设置历应急慌出口316.桥面艳布置用挡岛砟墙球（防划撞墙飘）替骆代护愿轨，奸便于桂线路乱维修默养护烧。有砟秘轨道旷桥梁候，挡蹄砟墙伙内侧紧至线杨路中或心线铸距离2.待2m，便施于大侄型养号路机瘦械养贝修线寇路。直曲玻线梁乏的桥扭面等仅宽，拿接触邻网支母柱设简在桥稻面，既线路齿中心若至立乡丰柱内答侧净工距不祝小于3.腿0m。桥面榴总宽胡按检端查通妙道是拒否行道走桥缩慧梁检不查车底而定明。时什速35享0k垃m客运岂专线天桥梁烤（无劝砟）砌顶宽栏分别董为13录.4目m和12速.0获m。采用婚优质爪防水史层和波伸缩豪缝，索确保蒜桥面凝污水墙不直谜接在抵梁体街上流圆淌。326.桥面认布置-检查叨通过包行走窃桥梁安检查票车有砟想桥面无砟翠桥面336.桥面刊布置-伸缩吐缝构个造伸缩吩缝构辣造347.支座游与墩倚台支座客运若专线镰桥梁桨对支求座的腾要求应明水确区朝分固衣定和旨活动军支座肾，保互证桥扇上无拥缝线集路的努安全支座昼应纵给、横灾向均林能转描动，则并能惩使结指构在锡支点蓄处可吼横向业自由垃伸缩支座刘应便爪于更隐换盆式状橡胶假支座衣能符赢合上在述要脖求，腐被广创泛应训用于佣各国惧高速稍铁路村桥梁每孔别简支句箱梁许的四芝个支尤座采里用四睬种型涉号有砟冒桥梁紧的坡垒道梁秧支座照应垂胞直设翁置（著无砟畜桥梁座另作罩考虑啦）采用键架桥娇机架羞设箱规形梁什，要怠保证嗓四支醒点在俯同一跌平面琴上

采用免架桥东机架碑设箱涝形梁销，要行保证踩四支么点在肌同一承平面炮上357.支座田与墩心台墩台墩台苗基础疗的纵名向刚川度应申满足靠纵向稠力安怨全传时递的拜要求散，横悄向刚门度应含保证盆上部拿结构赢水平百折角指在规练定的邪限值惹以内尽。为保院证桥叼墩具削有足强够的视刚度尊，结吨构合副理、堆经济碎，墩命高20割m以下名宜采翼用实暑体墩轧，大谅于20誉m宜采著用空苏心墩短，禁尿止使榨用轻法型墩刚；为便纵于养撇护维旱修、显同时旁注重视外观宅简洁勿，取各消了横墩帽听、并忌在墩蚕顶设役有0.可5~信1m深的桶凹槽辩；同扣时墩迈顶预干留千够斤顶口顶梁增位置交。预制激架设膀简支鸦梁，劈燕墩顶陕支座刚纵向象间距伤由普识通铁污路桥硬梁70桑cm放大艺至12良0c刺m；桥位繁制梁把时，勾应考鹊虑相耀邻孔昼梁端斜张拉湿空间到，墩沈顶支贿座宜简采用17困0c辉m；梁底妖进人义孔设歪置在篇墩顶傍位置那。367.支座勒与墩事台简支夕箱梁鸟支座积布置联图377.支座园与墩举台矩形剖实体扭墩效步果图矩形茅实体翅墩设亡计图387.支座周与墩缠台圆端攀形空叮心墩热效果日图圆端贴形空炕心墩省设计龟图398.无砟骨轨道屡桥梁刑设计桥上它无砟棉轨道部建成掘后可恳调整浇余量扰很小渔，扣础件垫肌板在宽高程历上调挖整量载约为2c惜m，为系了保立证客前运专欧线线拔路的液平顺评和稳捞定，以必须导限值贤桥梁细的各漂种变亿形。轨距块轨距挡板弹条螺旋道钉轨下垫板平垫圈预埋套管铁垫板下调高垫板轨下微调垫板铁垫板铁垫板下弹性垫板408.无砟梢轨道性桥梁驳设计京津-北京贯环线寄特大董桥CR湿TS喂-I垄I型板尖式无仔砟轨由道桥搜梁双线扎整孔啊箱梁CR台TS街-I殖I型板扔式无许砟轨飘道特匆殊构郊造418.无砟膝轨道猜桥梁忠设计影响姐桥上斯无砟纱轨道容平顺句性的聪主要碌因素灰：墩台腿基础傍工后触沉降预应犯力混轿凝土禁梁在销运营款期间汽的残洋余徐抵变上贴拱梁端欣竖向章转角桥面典高程保施工泡误差梁端老接缝出两侧财钢轨饶支点什的相献对位延移日照计引起匀的梁秩体挠屠曲和警旁弯相邻剑不等钱高桥喂墩台坟顶的倦横向挣位移核差差428.无砟归轨道腿桥梁号设计墩台团基础果工后童沉降埋应满恳足以游下要弱求（询必要部时可伤采用量调高适支座苏）：均匀虹沉降自≤20肥mm相邻载墩台窜不均抖匀沉重降≤5m游m梁端握竖向皮转角遇会引抚起钢汪轨的守局部析隆起窄，造猛成梁断端接恰缝两衰侧钢蜜轨支男点承德受附播加拉附力和裁压力衣。应粉限制哭转角霉使附拦加拉劣力小远于扣伪件的吐扣压体力、籍附加纯压力润不超织过垫养板允蠢许的偿疲劳悦压应伴力；腥轨道宜板上左抬的扯稳定扩安全倚系数偷小于1.评3。当泡梁端肺悬出应长度惜过大做时，肥宜采坚用平缓衡板来构造迈措施炭。438.无砟控轨道赏桥梁热设计平衡赖板示冰意及趋国外漫施工丝式照片梁端梁竖向汪转角缩慧的影引响448.无砟侵轨道皇桥梁毒设计无砟坚轨道灿铺设瞒后，恨预应素力混伍凝土融梁残阶余徐贞变上饭拱应涝不大炎于1c顿m，大县跨度缩慧桥梁粪应不鱼大于2c勾m。控崇制徐石变上级拱的币措施纱有：增大腊梁高优化父预应知力筋置布置采用妖部分财预应丹力结墓构延长丹预施满应力仍至铺净设无乏砟轨顺道的锈时间天间隔萌，一转般不业少于60天桥面愤高程默施工夜误差没应控卷制在+0触/-岩30约mm。以妨保证报有足像够的繁无砟唱轨道猜建筑管高度椒。施像工应摄根据乘梁高享偏差悲、架挥梁时障支座秤与垫撑石间升灌浆忘层厚井度确写定支洁承垫骂石顶摄面的抄高程朱。458.无砟裂轨道冰桥梁加设计梁端票接缝龄两侧盏钢轨勾支点轨在活袜载及侧横向绕力作优用下婶的竖重向和胡横向卷相对昼位移央不大军于1m往m。应寇考虑沟支座要弹性谷压缩薄变形讯、梁哗端转灾角、钞坡道雀梁伸促缩、扔支座沾横向长间隙更等影它响。日照似引起学梁体锡挠曲凝或桥盛墩横姑向位亏移应吓与其亿它因形素组膀合满娃足竖家向与胜水平任折角话的要洲求，罚必要停时需踏进行蹦动力狸检算蹦。四、测我国届高速绍铁路耐桥梁纸结构娱型式46471.我国躺客运陡专线邻桥梁葡特点高速白铁路缎采用壁全封激闭的燃行车席模式芬，线绪路平块纵面照参数加限制脑严格梁以及享要求渠轨道黑高平吹顺性仿，导染致桥讨梁在腔线路夕中所嫁占比欠例明盘显增田大。倒尤其落是在斗人口仇稠密吵地区兰和地湿质不叶良地拘段，为为了设跨越映既有激交通聚网，币节省习农田怜，避铺免高林路基重的不垦均匀杜沉降耀等，亚洲妨各国灰家和菌地区高速垂铁路胳建设窄中大炒量采铁用高逆架线宿路。48国家或地区线路名称线路起止点线路里程（km）桥梁里程（km）桥梁所占线路比例西班牙马德里-塞维利亚马德里-塞维利亚471153.2%意大利罗马-佛罗伦萨罗马-佛罗伦萨2543212.6%罗马-那不勒斯罗马-那不勒斯19437.919.5%德国汉诺威-维尔茨堡汉诺威-维尔茨堡3274112.5%贝海姆-斯图加特贝海姆-斯图加特9966.1%科隆-法兰克福科隆-法兰克福1774.82.7%法国TGV东南线巴黎-里昂417256.0%TGV大西洋线巴黎-勒芒/图尔2823612.8%TGV北方线北部省-欧洲3307021.8%东南延伸线里昂-瓦朗斯1213932.2%环巴黎联络线环巴黎1282015.6%TGV地中海线瓦朗斯-马赛295144.7%TGV东方线-4505.91.3%日本东海道新干线东京-大阪51517333.6%山阳新干线大阪-博多55421138.1%上越新干线-27016661.5%东北新干线东京-八户593344.458.1%北陆新干线高崎-长野1173933.3%中国台湾省台北-高雄台北-高雄34525774.5%韩国首尔-釜山首尔-釜山412111.827.1%各国片高速江铁路笼桥梁含占线膏路比叠例统徒计表49新建线路名称正线长度（km）桥梁总延长（km）桥梁所占线路比例石太客专189.9339.220.6京津城际115.2100.287.7合宁铁路187.0731.2516.7郑西客专486.9283.558.0武广客专968.2465.2448.1京沪高速13181060.980.5甬台温铁路282.491.432.4温福铁路298.477.125.8合武客专359.4115.932.2福厦铁路274.984.830.8广深港104.459.256.7广珠城际142.3134.194.2厦深客专502.4204.1640.6胶济四线169.9130.9340.6哈大客专903.9663.373.7海南东环308.11102.9533.4长吉城际96.2630.331.5昌九城际91.5831.9634.9合计6801360753.0我国节客运鸡专线规桥梁依占线斧路比枯例统洽计表501.我国谎客运钥专线公桥梁款特点我国赢客运限专线播桥梁立具有控以下征特点栗：桥梁售比例走大，储高架*、长民桥、柱大跨澡度桥拼梁多浇；设计舅时速30辞0k抹m、35兴0k辰m的客住运专偶线及绢城际园铁路界全部戏采用准无砟求轨道迹；桥梁宵必须脖预制助架设朱，以薄实现处一次岩铺设妨无缝桑线路扫；传倡统的叨铺轨脱、架止梁施辉工方谅法与库施工耳组织钓不再虹适用坑；国情词要求续建设块速度泽快。*我国脚既有臣普通胖铁路闪线路矩总长侨约74扰00元0k高m，桥华梁总根延长监约为25蜂00沙km，占谎线路亏总长舰的3.怪4%。512.客运嘱专线苏桥梁紫结构伏型式备与施借工方缩慧法的业选择常用足跨度尾桥梁达选择估的考榜虑因卵素：刚度泻大、灰变形叠小，定能够取满足缎各种钳使用怕要求分；标准虚化，袍品种编、规荣格简躬洁；便于渣快速碗施工抚和质顿量保庆证；力求纽奉经济你与美矮观的纲统一丢。522.客运椒专线激桥梁爪结构聪型式绕与施心工方么法的妇选择预应迫力混涨凝土好简支肝箱梁布桥：常用疏跨度劫桥梁势以等撞跨布环置的32关m双线奖整孔取预应拒力混闲凝土抖简支诱箱梁*为主厦型结织构，宫少量