高速铁路桥梁结构型式与施工技术.ppt

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1、高速铁路高速铁路高速铁路高速铁路桥梁结构型式与施工技术桥梁结构型式与施工技术桥梁结构型式与施工技术桥梁结构型式与施工技术1讲座内容讲座内容讲座内容讲座内容一一.前言二二.高速铁路桥梁特点三三.主要设计原则及相关限值四四.国外高速铁路桥梁结构型式与施工技术五五.我国高速桥梁结构型式与施工技术2前 言3一一.前言二二.高速桥梁特点三三.主要设计原则及相关限值四四.国外高速铁路桥梁结构型式与施工技术五五.我国高速桥梁结构型式与施工技术1.桥梁是高速铁路土建工程中重要组成部分，比例大、高架桥及长桥多。42.高速铁路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，

2、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.高速铁路桥梁可分为高架桥、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，在高速铁路桥梁设计中广泛采用。6l 京津城际铁路高架桥概貌4.全面采用无砟轨道是高速铁路发展趋势，桥上无砟轨道对

3、桥梁的变形控制提出更为严格的要求。无砟轨道的优点 弹性均匀、轨道稳定、乘坐舒适度进一步改善 养护维修工作量减少 线路平、纵断面参数限制放宽，曲线半径减小，坡度增大 无砟轨道基本类型 轨道板工厂预制、现场铺设日本板式轨道、德国博格型无砟轨道 现场就地灌筑 德国雷达型无砟轨道（长枕埋入式、双块式）7l 普通铁路桥梁概貌l 高速铁路桥梁概貌85.高速铁路与普通铁路是两个时代的产物，高速铁路设计、施工采用新理念，其建设促进了我国铁路桥梁工程技术的发展。高速铁路桥梁特点9一一.前言二二.高速铁路桥梁特点三三.主要设计原则及相关限值四四.国外高速铁路桥梁结构型式与施工技术五五.我国高速铁路桥梁结构型式与施

4、工技术高速铁路铁路桥梁的主要特点：1.结构动力效应大2.桥上无缝线路与桥梁共同作用3.满足乘坐舒适度4.100年使用寿命5.维修养护时间少101.结构动力效应大结构动力效应大 桥梁在列车通过时的受力要比列车静置时大，其比值（1+）称为动力系数（冲击系数）。产生动力效应的主要因素：移动荷载列的速度效应 轨道不平顺造成车辆晃动 速度参数 v 车速（m/s）i 轨道不平顺的影响（常数项）n 结构自振动频率（Hz）k 系数 L 跨度（m）v=k+i=k +i2nL11高速铁路速度效应大于普通铁路，桥梁的动力效应相应较大，对常用刚度的混凝土梁、车速为130、160、300km/h时，-L的关系如下图：速

5、度参数的最大值跨度 L（m）高速铁路荷载电车、内燃动车荷载机车荷载12跨度40m以下的高速铁路简支梁桥当0.33、相当于n1.5v/L时，会出现大的动力效应，甚至发生共振。为此，应当选择合理的结构自振频率n，避免与列车通过时的激振频率接近。13跨度跨度速度参数速度参数冲击系数冲击系数 列车高速通过时，桥梁竖向加速度达到0.7g（f20Hz）以上会使有碴道床丧失稳定，道碴松塌，影响行车安全。14修建高速铁路要求一次铺设跨区间无缝线路，以保证轨道的平顺和稳定。桥上无缝线路可看作为不能移动的线上结构，而桥梁在列车荷载、列车制动作用下和温度变化时要产生位移。当梁、轨体系产生相对位移时，桥上钢轨会产生附

6、加应力。高速铁路桥梁必须考虑梁轨共同作用。尽量减小桥梁的位移与变形，以限制桥上钢轨的附加应力，保证桥上无缝线路的稳定和行车安全。2.桥上无缝线路与桥梁共同作用桥上无缝线路与桥梁共同作用15与普通铁路不同，高速铁路要求高速运行列车过桥时有很好的乘坐舒适度，舒适度的评价指标为车厢内的垂直振动加速度。影响乘坐舒适度的主要因素有列车车辆的动力性能、车速、桥跨结构的自振频率和桥上轨道的平顺性。桥梁应具有较大的刚度、合适的自振频率，保证列车在设计速度范围内不产生较大振动。3.满足乘坐舒适度满足乘坐舒适度乘坐舒适度评定标准乘坐舒适度评定标准乘坐舒适度乘坐舒适度垂直加速度（垂直加速度（m/s2）很好1.0好1

7、.3可接受2.016对高速铁路桥梁首次提出在预定作用和预定的维修和使用条件下，主要承力结构要有100年使用年限的耐久性要求。设计者应据此进行耐久性设计。高速铁路采用全封闭行车模式行车密度大桥梁比例大、数量多4.100年使用寿命年使用寿命5.维修养护时间少维修养护时间少17高速铁路桥梁设计要求高速铁路桥梁设计要求桥梁应有足够的竖向、横向、纵向和抗扭刚度，使结构的各种变形很小跨度40m及以下的简支梁应选择合适的自振频率，避免列车过桥时出现共振或过大振动结构符合耐久性要求并便于检查常用跨度桥梁应标准化并简化规格、品种长桥应尽量避免设置钢轨伸缩调节器桥梁应与环境相协调（美观、降噪、减振）主要设计原则及

8、相关限值18一一.前言二二.高速铁路桥梁特点三三.主要设计原则及相关限值四四.国外高速铁路桥梁结构型式与施工技术五五.我国高速铁路桥梁结构型式与施工技术191.设计活载图式2.结构刚度与变形控制限值3.车桥动力响应4.梁轨纵向力传递5.耐久性措施6.桥面布置7.支座与墩台8.无砟轨道桥梁设计 设设 计计 原原 则则20设计活载图式的大小直接影响桥梁的承载能力和建造费用，是重要的桥梁设计参数。图式的制定应满足运输能力和车辆的发展。我国普通铁路桥梁采用中-活载图式和相应的动力系数。1.设计活载图式设计活载图式l 中-活载图式跨度m8101620243240481+1.3161.3001.2611.

9、2401.2221.1941.1711.154混凝土简支梁动力系数混凝土简支梁动力系数21日本高速铁路采用非常接近运营列车的N、P和H型活载图式。相应的动力系数与跨度、车速和结构自振频率有关。1.设计活载图式设计活载图式l日本高速铁路活载图式221.设计活载图式设计活载图式日本高速铁路桥梁的动力系数日本高速铁路桥梁的动力系数最大速度（km/h）跨度L(m)适用条件51020304050701001102102603000.340.530.530.530.310.470.470.470.270.410.410.410.250.370.370.370.230.350.350.350.210.330

10、.330.330.190.300.300.300.170.270.270.27n55L-0.8n55L-0.8n70L-0.8n80L-0.823欧洲统一采用UIC活载图式，它涵盖6种运营列车，包括高速列车和重载列车，相应的动力系数仅与跨度有关。1.设计活载图式设计活载图式l国际铁路联盟制定的UIC活载图式24lUIC活载图式涵盖的6种运营列车25UIC图式相应的动力系数图式相应的动力系数Lm 3,6145678910111213141516171+1,671,62 1,53 1,46 1,41 1,37 1,33 1,31 1,28 1,26 1,24 1,23 1,21 1,20 1,19

11、Lm 1819202224252830354045505560651+1,181,17 1,16 1,14 1,13 1,11 1,10 1,09 1,07 1,06 1,04 1,03 1,02 1,01 1,00lUIC图式要求的结构自振频率范围26我国高速铁路采用ZK活载图式（0.8UIC）以及与 UIC 一致的动力系数和结构自振频率范围，我国新建时速200公里客货共线铁路仍采用中-活载及相应的动力系数。1.设计活载图式设计活载图式l我国高速铁路采用的 ZK 活载图式(0.8UIC)271.设计活载图式设计活载图式l活载图式静态效应对比l活载图式动态效应对比中-活载与UIC活载效应大致相

12、当，欧洲与日本的活载图式相差较大（一倍以上），导致日本高速铁路桥梁的体量略小。282.刚度和变形控制限值刚度和变形控制限值项 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/800L/900L跨度墩台顶纵、横向弹性水平位移5 L（mm）L跨度，单位以米计当L24m时，按24m计静定结构墩台均匀沉降量20 L（mm）静定结构相邻墩台均匀沉降量差10 L（mm）我国普通铁路桥梁的规定我国普通铁路桥梁的规定292.刚度和变形控制限值刚度和变形控制限值序号项 目限 值说 明1桥面竖向加速度有砟桥面a0.35g无砟桥面a0.50g用运营列车进行车桥动力分析2上部结构扭转变形当V220km/ht

13、1.5mm/3m(1+)UIC荷载作用下3梁端竖向转角变化3.51+25(1+)UIC荷载及温度变化作用下4梁端水平转角变化1+21.5(1+)UIC荷载、风荷载、横向摇摆力、离心力及上部结构温差作用下5上部结构挠跨比L/1600（15mL30m）L/2100（30mL50m）L/2400（50mL90m）(1+)UIC荷载作用下 欧盟高速铁路桥梁标准的规定（欧盟高速铁路桥梁标准的规定（ENV1991-3:1995）l第14项为出于安全要求（保证线路稳定性、连续性及轮轨接触）l 第5项为乘坐舒适度要求30速度V（km/小时）变形（mm/3m）V1204.5120V2003.0V2001.52.

14、刚度和变形控制限值刚度和变形控制限值l梁体扭转变形示意及不同速度条件下限值l梁端转角示意l不同跨度和速度条件下梁体挠跨比限值31序号项 目限 值说 明 1桥面竖向加速度0.35g（0.5g）有砟(无砟)(f20Hz)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2ZK静活载作用下，跨梁的转角4梁端水平转角变化15梁体水平挠度L/40006简支梁L40m竖向自振频率120/L（Hz）7墩台基础工后均匀沉降30mm（20mm）有砟（无砟）8相邻墩台基础工后沉降差15mm（5mm）有砟（无砟）9铺轨后梁体残余徐变上拱20mm（10mm）有砟（无砟）10上部结构挠度L/1800（L

15、24m）L/1500（24mL80m）L/1000（L80m）ZK静活载作用下2.刚度和变形控制限值刚度和变形控制限值 我国高速铁路桥梁的规定我国高速铁路桥梁的规定(V250km/h)323.车线桥耦合振动响应分析车线桥耦合振动响应分析高速铁路桥梁结构除进行静力分析满足有关规定外，尚应按实际运营客车通过桥梁的情况进行车桥耦合动力响应分析。分析得出的各项参数指标应满足有关规定要求。车桥耦合动力响应分析是利用有限元方法建立车辆及线-桥结构动力模型、运动方程。在满足轮轨间几何相容和作用力平衡的条件下，求解行车过程中车、线、桥相应的动力参数指标，并判断其是否符合行车安全和乘坐舒适。33参 数限 值说

16、明1脱轨系数Q/P0.8行车安全性要求2轮重竖向减载率P/P0.6（350km/h）0.8（350420km/h）行车安全性要求3桥面竖向加速度az有砟0.35g无砟0.5g行车安全性要求4轮对横向水平力Q0.85（10+Pst/3）（kN）行车安全性要求5车体竖向振动加速度az0.13g（半峰值）舒适度要求6车体横向振动加速度ay0.10g（半峰值）舒适度要求7平稳性指标W2.5（优）2.5275（良）2.753.0（合格）舒适度要求车线桥耦合振动响应分析各项动力参数限值车线桥耦合振动响应分析各项动力参数限值3.车线桥耦合振动响应分析车线桥耦合振动响应分析34符号说明：Q 爬轨侧车轮作用于钢

17、轨上的横向力 P 爬轨侧车轮作用于钢轨上的垂直力 P 轮重减载量 P 平均轮重 Pst 静轴重 A 振动加速度 f 振动频率 F（f）频率修正系数3.车线桥耦合振动响应分析车线桥耦合振动响应分析35动力响应分析方法p采用移动荷载列以不同速度通过桥梁，计算桥梁结构的动力特性p采用车、桥平面模型计算车桥动力特性p采用车、桥空间模型计算车桥动力特性3.车线桥耦合振动响应分析车线桥耦合振动响应分析l 跨度32m简支梁l动力系数与列车运行速度、梁体频率关系3640m及以下跨度的简支梁，当自振频率n01.5v/L时，可避免出现共振或振动过大。3.车线桥耦合振动响应分析车线桥耦合振动响应分析l 不同跨度简支

18、梁基频不同时跨度设计弯矩l 德国DS804规范规定374.梁轨纵向力传递梁轨纵向力传递桥上无缝线路钢轨受力与路基上不同，由于桥梁自身的变形和位移会使桥上钢轨承受额外的附加应力。为了保证桥上行车安全，设计应考虑梁轨共同作用引起的钢轨附加力，并采取措施将其限制在安全范围内。钢轨附加应力的分类：p制动力 列车制动使桥墩纵向位移产生的钢轨附加力p伸缩力 梁体随气温变化纵向伸缩产生的钢轨附加力p挠曲力 梁体受荷挠曲变形产生的钢轨附加力38根据轨道的位移阻力关系建立的轨道桥梁共同受力的力学计 算模型可以分析墩台纵向刚度、跨度、跨数、列车位置与钢轨附加力的关系。4.梁轨纵向力传递梁轨纵向力传递l轨道位移阻力

19、曲线l梁轨共同作用计算模型39l钢轨制动力分布l钢轨伸缩力分布4.梁轨纵向力传递梁轨纵向力传递40l钢轨挠曲力分布 （荷载不同作用位置）4.梁轨纵向力传递梁轨纵向力传递41l钢轨最大附加力与下部结构 纵向水平刚度关系l钢轨最大附加力与跨数的关系4.梁轨纵向力传递梁轨纵向力传递42钢轨附加力项目附加力值与各参数的关系跨度增大跨数增加下部结构水平刚度减小最大制动力大致按线性增长增大（8跨以上稳定）增大最大伸缩力增大（6跨以上稳定）减小最大挠曲力减小钢轨附加力与各参数的关系钢轨附加力与各参数的关系4.梁轨纵向力传递梁轨纵向力传递434.梁轨纵向力传递梁轨纵向力传递l列车制动力特征为了保证桥上无缝线路

20、（有砟）稳定和安全，要求：p 桥上无缝线路钢轨附加压应力不大于 61MPap 桥上无缝线路钢轨附加拉应力不大于 81MPap 制动时，梁轨相对快速位移不大于 4mm44高速铁路桥梁刚度大、钢轨挠曲力不大，且最大值与制动力、伸缩力不在同一位置，挠曲力不控制。最大制动力出现在停车前瞬间。桥梁墩台应有足够的纵向刚度以限制制动时钢轨出现较大的应力。当不设钢轨伸缩调节器时，简支梁下部结构最小纵向刚度应符合下表要求。4.梁轨纵向力传递梁轨纵向力传递下部结构跨度（m）双线桥下部结构最小纵向刚度（kN/cm）桥墩20243240240300400700桥台3000454.梁轨纵向力传递梁轨纵向力传递-其它解决

21、方案其它解决方案当温度跨大于120m时，由于伸缩力过大，应设置钢轨伸缩调节器，释放钢轨附加应力。对于满足桥墩纵向最小刚度有困难的高墩谷架桥，应采用结构措施，限制钢轨附加力。l德国高速铁路谷架桥解决方案465.耐久性措施耐久性措施改善结构耐久性是通过实践中吸取大量经验教训得来的，世界各国总结的经验是：p结构物使用寿命75100年只有在设计、施工以及使用中检查、养护十分精心的条件下才能实现。p造成结构病害的主要原因是结构构造上的缺陷，以往的设计过分重视计算，忽视了构造细节的处理。p桥梁的养护重点是及时检查。病害早发现、早整治，不仅费用少，而且能保证耐久性。p桥梁的经济性应体现为一次建造费用和使用中

22、养护维修费用之和最低。47改善耐久性的原则p 采用上承式结构和整体桥面p高质量的桥面防排水体系和梁端接缝防水，不让桥面污水流经梁体p结构构造简洁，常用跨度桥梁标准化、规格品种少p结构便于检查，可方便地到任何部位察看p足够的保护层厚度，普通钢筋最小保护层厚度3cm，预应力管道最小保护层管道直径p截面尺寸拟定首先应保证混凝土的灌筑质量，应力不宜用足p采用高品质混凝土5.耐久性措施耐久性措施485.耐久性措施耐久性措施-德国高速铁路桥梁构造措施实例德国高速铁路桥梁构造措施实例l44m预应力混凝土简支梁截面l人行道示意495.耐久性措施耐久性措施-德国高速铁路桥梁构造措施实例德国高速铁路桥梁构造措施实

23、例l桥面泄水孔构造l支座示意505.耐久性措施耐久性措施-德国高速铁路桥梁构造措施实例德国高速铁路桥梁构造措施实例l箱梁检查通道515.耐久性措施耐久性措施-德国高速铁路桥梁构造措施实例德国高速铁路桥梁构造措施实例l梁体和墩柱辅助检查设施525.耐久性措施耐久性措施我国高速铁路桥梁设计暂规以及设计图纸中比较充分地考虑了耐久性措施：p 采用整体、密闭的桥面p 提高了保护层厚度p 预留检查通道p 简化常用跨度标准梁的品种p 采用高性能混凝土p 优化构造细节536.桥面布置桥面布置桥面布置优劣直接影响结构耐久性和桥梁使用方便。特点p除线路结构外，桥面主要设施有：防、排水系统（防水层、保护层、泄水管、

24、伸缩缝）电缆槽及盖板（检查通道）遮板、栏杆或声屏障挡砟墙或防护墙接触网支柱长桥桥面每隔23km设置应急出口546.桥面布置桥面布置p用挡砟墙（防撞墙）替代护轨，便于线路维修养护。p有砟轨道桥梁，挡砟墙内侧至线路中心线距离2.2m，便于大型养路机械养修线路。p直曲线梁的桥面等宽，接触网支柱设在桥面，线路中心至立柱内侧净距不小于3.0m。p桥面总宽按检查通道是否行走桥梁检查车而定。时速350km高速铁路桥梁（无砟）顶宽分别为13.4m和12.0m。p采用优质防水层和伸缩缝，确保桥面污水不直接在梁体上流淌。556.桥面布置桥面布置-检查通过行走桥梁检查车检查通过行走桥梁检查车l有砟桥面l无砟桥面56

25、6.桥面布置桥面布置-检查通过不行走桥梁检查车检查通过不行走桥梁检查车l时速350km无砟桥梁桥面布置576.桥面布置桥面布置-伸缩缝构造伸缩缝构造l伸缩缝构造587.支座与墩台支座与墩台支座高速铁路桥梁对支座的要求p应明确区分固定和活动支座，保证桥上无缝线路的安全p支座应纵、横向均能转动，并能使结构在支点处可横向自由伸缩p支座应便于更换盆式橡胶支座能符合上述要求，被广泛应用于各国高速铁路桥梁每孔简支箱梁的四个支座采用四种型号有砟桥梁的坡道梁支座应垂直设置（无砟桥梁另作考虑）采用架桥机架设箱形梁，要保证四支点在同一平面上 采用架桥机架设箱形梁，要保证四支点在同一平面上597.支座与墩台支座与墩

26、台墩台墩台基础的纵向刚度应满足纵向力安全传递的要求，横向刚度应保证上部结构水平折角在规定的限值以内。p为保证桥墩具有足够的刚度，结构合理、经济，墩高20m以下宜采用实体墩，大于20m宜采用空心墩，禁止使用轻型墩；p为便于养护维修、同时注重外观简洁，取消了墩帽、并在墩顶设有0.51m深的凹槽；同时墩顶预留千斤顶顶梁位置。p预制架设简支梁，墩顶支座纵向间距由普通铁路桥梁70cm放大至120cm；p桥位制梁时，应考虑相邻孔梁端张拉空间，墩顶支座宜采用170cm；p梁底进人孔设置在墩顶位置。607.支座与墩台支座与墩台l简支箱梁支座布置图617.支座与墩台支座与墩台l矩形实体墩效果图l矩形实体墩设计图

27、627.支座与墩台支座与墩台l圆端形空心墩效果图l圆端形空心墩设计图637.支座与墩台支座与墩台l桥墩论证方案648.无砟轨道桥梁设计无砟轨道桥梁设计桥上无砟轨道建成后可调整余量很小，扣件垫板在高程上调整量约为2cm，为了保证高速铁路线路的平顺和稳定，必须限值桥梁的各种变形。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658.无砟轨道桥梁设计无砟轨道桥梁设计l秦沈-沙河特大桥 l长枕埋入式无砟轨道桥梁 l24m双线整孔箱梁668.无砟轨道桥梁设计无砟轨道桥梁设计l秦沈-狗河特大桥 l板式无砟轨道桥梁 l24m双线整孔箱梁l秦沈-双河特大桥l

28、板式无砟轨道桥梁 l24、32m单线箱梁678.无砟轨道桥梁设计无砟轨道桥梁设计德国桥上雷达2000无砟轨道688.无砟轨道桥梁设计无砟轨道桥梁设计l京津-北京环线特大桥 lCRTS-II型板式无砟轨道桥梁 l双线整孔箱梁lCRTS-II型板式无砟轨道特殊构造698.无砟轨道桥梁设计无砟轨道桥梁设计影响桥上无砟轨道平顺性的主要因素：p墩台基础工后沉降p预应力混凝土梁在运营期间的残余徐变上拱p梁端竖向转角p桥面高程施工误差p梁端接缝两侧钢轨支点的相对位移p日照引起的梁体挠曲和旁弯p相邻不等高桥墩台顶的横向位移差差708.无砟轨道桥梁设计无砟轨道桥梁设计墩台基础工后沉降应满足以下要求（必要时可采用

29、调高支座）：p均匀沉降20mmp相邻墩台不均匀沉降5mm梁端竖向转角会引起钢轨的局部隆起，造成梁端接缝两侧钢轨支点承受附加拉力和压力。应限制转角使附加拉力小于扣件的扣压力、附加压力不超过垫板允许的疲劳压应力；轨道板上抬的稳定安全系数小于1.3。当梁端悬出长度过大时，宜采用平衡板构造措施。718.无砟轨道桥梁设计无砟轨道桥梁设计l平衡板示意及国外施工照片l梁端竖向转角的影响728.无砟轨道桥梁设计无砟轨道桥梁设计无砟轨道铺设后，预应力混凝土梁残余徐变上拱应不大于1cm，大跨度桥梁应不大于2cm。控制徐变上拱的措施有：p增大梁高p优化预应力筋布置p采用部分预应力结构p延长预施应力至铺设无砟轨道的时

30、间间隔，一般不少于60天桥面高程施工误差应控制在+0/-30mm。以保证有足够的无砟轨道建筑高度。施工应根据梁高偏差、架梁时支座与垫石间灌浆层厚度确定支承垫石顶面的高程。738.无砟轨道桥梁设计无砟轨道桥梁设计梁端接缝两侧钢轨支点在活载及横向力作用下的竖向和横向相对位移不大于1mm。应考虑支座弹性压缩变形、梁端转角、坡道梁伸缩、支座横向间隙等影响。日照引起梁体挠曲或桥墩横向位移应与其它因素组合满足竖向与水平折角的要求，必要时需进行动力检算。74高速铁路桥梁设计关键控制指标高速铁路桥梁设计关键控制指标序号项目内容规 定说 明1设计使用寿命100年指主要承重结构2设计活载图式ZK（0.8UIC）3

31、线间距5.0m（4.6m）时速350km（250km）4线路中心线至挡砟墙内侧2.2m有砟轨道5轨下枕底道砟厚度35cm有砟轨道6涵洞顶至轨底填土厚1.5m7涵洞地基工后沉降50mm有砟轨道8墩台基础工后均匀沉降30mm（20mm）有砟（无砟）轨道9相邻墩台基础工后沉降差15mm（5mm）有砟（无砟）轨道10铺轨后梁跨徐变上拱20mm（10mm）有砟（无砟）轨道75（续上表）（续上表）序号项目内容规 定说 明11箱梁内最小净空高1.6m12最外层普通钢筋保护层厚度30mm13预应力管道保护层厚度管道直径50mm结构顶面，侧面14桥面竖向加速度0.35g（0.5g）f20Hz有砟（无砟）15梁端

32、竖向转角2指一跨梁的转角16梁端水平折角117梁体水平挠跨比L/400018结构扭转变形0.3（每延米）相当于t1.5mm/3m19简支梁L40m竖向自振频率120/L国外高速铁路桥梁结构型式与施工技术76一一.前言二二.高速铁路桥梁特点三三.主要设计原则及相关限值四四.国外高速铁路桥梁结构型式与施工技术五五.我国高速铁路桥梁结构型式与施工技术77世界第一条高速铁路日本东海道新干线（东京大阪，515.4km），1959年4月20日开工，1964年10月1日投入运营，最高运行速度210km/h。法国第一条高速铁路TGV东南线（巴黎里昂，全长417km），1976年10月开工，1983年9月全线通

33、车，最高运行速度270km/h。德国第一条高速新线汉诺威维尔茨堡（327km），1971年开工，1991年6月2日开通运营，最高运行速度250km/h。781.意大利“罗马佛罗伦萨线”桥梁2.西班牙“马德里塞维利亚线”桥梁3.日本“北陆、九州新干线”桥梁4.德国“汉诺威-维茨堡、斯图加特-曼海姆、科隆-莱茵/美因”线桥梁5.法国“地中海线”桥梁6.韩国和台湾地区高速铁路桥梁 世界各地已建高速铁路桥梁实例世界各地已建高速铁路桥梁实例791.意大利意大利“罗马佛罗伦萨线罗马佛罗伦萨线”桥梁实例桥梁实例常用桥梁跨度为25m，结构型式采用双线整孔预应力混凝土箱梁。先张法预制、架桥机架设，施工速度快。特

34、殊桥梁采用跨度不超过70m的预应力混凝土连续箱梁，悬臂灌筑法施工。801.意大利意大利“罗马佛罗伦萨线罗马佛罗伦萨线”桥梁实例桥梁实例l意大利桥梁结构型式811.意大利意大利“罗马佛罗伦萨线罗马佛罗伦萨线”桥梁实例桥梁实例l双线整孔箱梁预制821.意大利意大利“罗马佛罗伦萨线罗马佛罗伦萨线”桥梁实例桥梁实例l箱梁移运831.意大利意大利“罗马佛罗伦萨线罗马佛罗伦萨线”桥梁实例桥梁实例l箱梁架设842.西班牙西班牙“马德里塞维利亚线马德里塞维利亚线”桥梁实例桥梁实例常用桥梁跨度26m，结构型式由五片式预应力混凝土简支T梁组成。T梁采用后张法预制，运至现场吊装，并在现场灌注两个厚达1m的端横梁和整

35、体桥面，以保证桥梁的整体性。特殊桥梁均为多跨预应力混凝土连续箱梁，跨度约70m。施工方法有顶推法、悬臂灌筑法和预制节段悬臂拼装法等。852.西班牙西班牙“马德里塞维利亚线马德里塞维利亚线”桥梁实例桥梁实例l西班牙桥梁结构型式863.日本日本“北陆、九州新干线北陆、九州新干线”桥梁实例桥梁实例自第一条高速铁路东海道新干线建成后，逐步推广采用无砟轨道桥梁。高架桥约占桥梁总长的70%以上，为标准的小跨度钢筋混凝土连续刚架结构，跨度系列为8、10、12m，桥位灌筑。日本认为，刚架桥适用多地震地区，且可节省土地。跨度40m及以下的桥梁以四片预应力混凝土T梁组成的整孔简支梁为主。采用T梁预制、轮胎吊架设、

36、现场灌筑混凝土联成整体。特殊跨桥梁有连续梁、刚架、斜拉桥、组合结构及少量钢桥等，最大跨度达134m（第二千曲川桥）。873.日本日本“北陆、九州新干线北陆、九州新干线”桥梁实例桥梁实例l日本 钢筋混凝土连续刚架高架桥883.日本日本“北陆、九州新干线北陆、九州新干线”桥梁实例桥梁实例l建成后的连续刚架桥893.日本日本“北陆、九州新干线北陆、九州新干线”桥梁实例桥梁实例l施工中的连续刚架桥903.日本日本“北陆、九州新干线北陆、九州新干线”桥梁实例桥梁实例l四片式预应力混凝土简支T梁913.日本日本“北陆、九州新干线北陆、九州新干线”桥梁实例桥梁实例l日本 上由旁路跨线桥 54m预应力混凝土简

37、支槽形梁923.日本日本“北陆、九州新干线北陆、九州新干线”桥梁实例桥梁实例l乌川桥 454.5m预应力混凝土连续箱梁，顶推施工934.德国高速铁路桥梁实例德国高速铁路桥梁实例德国高速铁路谷架桥标准跨早先为56m、44m预应力混凝土简支箱梁和等跨连续箱梁。在发现56m简支梁梁轨相对位移较大后，近年已改为44m一种。采用移动模架、顶推或膺架法施工。特殊桥梁有混凝土拱桥、连续梁、V形连续刚架和钢混组合桁架桥。自汉诺维维茨堡、斯图加特曼海姆新线建成后，新建或改建的高速铁路桥梁开始推广无砟轨道。944.德国高速铁路桥梁实例德国高速铁路桥梁实例l阿乌谷架桥 2444m简支梁955.法国法国“地中海线地中

38、海线”桥梁实例桥梁实例法国“地中海线”高速铁路桥梁数量不多，仅占线路总长的5%以内。除小跨度桥采用标准设计的刚架桥外，其余桥梁均为特殊设计，风格各异，造型美观。施工方法多样，如悬臂浇筑、转体合拢、浮运架设、节段式体外预应力束悬臂拼装等。965.法国法国“地中海线地中海线”桥梁实例桥梁实例l法国地中海线 Grenette（格莱奈特）预应力混凝土连续箱梁桥l全长947m，最大墩高58m，顶推法施工l桥跨布置：（241m+47m+653m）+53m+（653m+47m+241m）l 桥台设固定支座，桥中53m简支梁跨设伸缩调节器 空心桥墩975.法国法国“地中海线地中海线”桥梁实例桥梁实例l法国地中

39、海线 Garde-Adhemar（阿德玛）钢系杆拱桥（提篮式双拱）l桥梁全长324.6m，拱跨115.4m 桥位拼装施工986.韩国和台湾地区高速铁路桥梁实例韩国和台湾地区高速铁路桥梁实例韩国京釜高速铁路全长412km，桥梁148座，延长112km，占线路的27%，大部分桥梁采用325m和240m先简支后连续箱梁。台湾省高速铁路由台北至高雄，全长345km，高架桥250km，占线路总长的76%，主要以30m、35m简支箱梁为主。韩国和我国台湾省高速铁路采用的桥梁结构型式与德国箱型梁桥结构基本一致。996.韩国和台湾地区高速铁路桥梁实例韩国和台湾地区高速铁路桥梁实例l先简支后连续箱梁桥（跨度32

40、5m）l高架车站刚架桥1006.韩国和台湾地区高速铁路桥梁实例韩国和台湾地区高速铁路桥梁实例l先简支后连续（跨度330m）l跨度35m简支箱梁101序号结构型式孔跨布置（m）桥 名123456预应力混凝土连续梁40+77+130+7755.2+30+126+30+55.255.4+110+55.450+10100+5067+100+67104.9+3105.0+104.9德国 美因河桥（无砟轨道）日本 赤谷川桥日本 太田川桥法国 阿维尼翁桥法国 旺他勃朗桥日本 第二阿武隈川桥78910预应力混凝土V型连续刚构预应力混凝土T型刚构预应力混凝土斜腿刚构82+135+8276+76109.5+109

41、.526.3+51+26.3德国 格明登 美因河桥日本 第一千曲川桥（无砟轨道）日本 吾妻川桥日本 雾积川桥（无砟轨道）1112预应力混凝土斜拉桥预应力混凝土低塔斜拉桥133.9+133.965+105+105+6555+90+55日本 第二千曲川桥（无砟轨道）日本 屋代北桥（无砟轨道）日本 屋代南桥（无砟轨道）国外大跨度桥梁汇总国外大跨度桥梁汇总102序号结构型式孔跨布置（m）桥 名131415混凝土上承拱桥1624127.5116德国 伐茨霍希汉姆 美因河桥德国 瓦尔泽巴赫桥德国 拉恩特尔桥（无砟轨道）161718钢系杆拱桥124121.4115.4+115.4法国 阿维尼翁桥法国 莫纳斯

42、桥法国 阿德玛桥19钢混结合连续桁梁桥76+96+96+80+67.5德国 范拉桥20下承式连续钢桁梁桥382.3+3103.0日本 第三千曲川桥（续上表）（续上表）103高速铁路桥梁一般均选择刚度大的结构，如：简支梁、连续梁、刚架、拱结构等，截面型式多为双线整孔箱形截面。较小跨度的桥梁也可采用多片T梁及板梁等。桥梁结构以预应力混凝土梁为主，钢-混结合梁及小跨度钢筋混凝土结构也常有使用。为保证桥上线路平顺性，各国在选用大跨度桥梁时均十分慎重，已建的跨度超过100m的桥梁数量有限。等跨布置的简支梁和连续梁均能适应高速铁路运营要求，两种结构型式的选择应根据工期、地质情况、施工方法及温度伸缩调节器数

43、量等因素综合确定。小小 结结104我国高速铁路桥梁结构型式与施工技术一一.前言二二.高速铁路桥梁特点三三.主要设计原则及相关限值四四.国外高速铁路桥梁结构型式与施工技术五五.我国高速铁路桥梁结构型式与施工技术1051.我国高速铁路规划和建设概况我国高速铁路规划和建设概况我国对高速铁路技术系统的研究始于上世纪80年代，国家“八五”、“九五”有关高速铁路成套技术研究取得了大量科研成果，为我国高速铁路大规模建设提供了技术保障。l 秦沈高速铁路1062020年规划目标：年规划目标：以北京、上海、广州、武汉为中心，连接所有省会城市和城市人口在50万及其以上的大城市；繁忙干线修建高速铁路，实现客货分线；中

44、心城市与所有大城市间1000公里范围内朝发夕归，2000公里范围内夕发朝至，4000公里范围内一日到达（5h、12h、24h）。城市密集地区发展城际轨道交通。形成由高速铁路高速网为核心，客货混跑快速铁路为基础、城际轨道交通为补充的高效的快速铁路运输网络。1.我国高速铁路规划和建设概况我国高速铁路规划和建设概况1071.我国高速铁路规划和建设概况我国高速铁路规划和建设概况l 2020年高速铁路布局l高速铁路网除增加长沙昆明和京哈、沈大联络线外，基本维持原中长期铁路网规划“四纵四横”格局。l高速铁路网规模1.2万公里以上。1081.我国高速铁路规划和建设概况我国高速铁路规划和建设概况l 2020年

45、快速网络布局l在建设高速铁路、城际轨道交通的同时，结合相关新线建设和既有线改造，形成快速客运网络，规模5万公里。1091.我国高速铁路规划和建设概况我国高速铁路规划和建设概况l 2020年城际轨道布局l依据城际轨道交通建设条件，结合相关城镇群发展，布局城际轨道交通规模7000公里。京津冀城际长三角城际珠三角城际1101.我国高速铁路规划和建设概况我国高速铁路规划和建设概况根据上述布局，至2020年，我国高速铁路网布局规模为12000公里以上，城际轨道交通7000公里左右。铁路网总布局规模为147000公里以上。1112.我国高速铁路桥梁特点我国高速铁路桥梁特点高速铁路采用全封闭的行车模式，线路

46、平纵面参数限制严格以及要求轨道高平顺性，导致桥梁在线路中所占比例明显增大。尤其是在人口稠密地区和地质不良地段，为了跨越既有交通网，节省农田，避免高路基的不均匀沉降等，亚洲各国家和地区高速铁路建设中大量采用高架线路。112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1774.8

47、2.7%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41211

48、1.827.1%l各国高速铁路桥梁占线路比例统计表113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.

49、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6801360753.0l我国高速铁路桥梁占线路比例统计表1142.我国高速铁路桥梁特点我国高速铁路桥梁特点我国高速铁路桥梁具有以下特点：p桥梁比例大，高架*、长桥、大跨度桥梁多；p设计时速300km、350km的高速铁路及城际铁路全部采用无砟轨道；p桥梁必须预制架设，以实现一次铺设无缝线路；传统的铺轨、架梁施工方法与施工组织不再适用；p国情要求建设速度快。*我国既有普通铁路线路总长约74000km，桥梁总延长约为2500k

50、m，占线路总长的3.4%。1153.高速铁路桥梁结构型式与施工方法的选择高速铁路桥梁结构型式与施工方法的选择常用跨度桥梁选择的考虑因素：p刚度大、变形小，能够满足各种使用要求；p标准化，品种、规格简洁；p便于快速施工和质量保证；p力求经济与美观的统一。1163.高速铁路桥梁结构型式与施工方法的选择高速铁路桥梁结构型式与施工方法的选择预应力混凝土简支箱梁桥：常用跨度桥梁以等跨布置的32m双线整孔预应力混凝土简支箱梁*为主型结构，少量配跨采用24m简支箱梁。施工方法主要采用沿线设置预制梁厂进行箱梁预制，运梁车、架桥机运输架设。部分采用移动模架、膺架法桥位灌筑。*我国新建高速铁路桥梁中90%以上为3