【正文】 客運(yùn)專線鐵路車流量大，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，為保證列車正常運(yùn)行不受限制，橋涵的洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)，按我國(guó)鐵路干線最高等級(jí)的 Ⅰ 級(jí)干線標(biāo)準(zhǔn)辦理。 客運(yùn)專線上的 橋梁設(shè)計(jì)，除須滿足一般鐵路橋梁的要求外，還需滿足一些特殊的要求，這是因?yàn)樵诹熊嚫咚龠\(yùn)行條件下，結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)加劇，從而使列車運(yùn)行的安全性、旅客乘坐的舒適度、荷載沖擊、材料疲勞、列車運(yùn)行噪聲、結(jié)構(gòu)耐久性等問(wèn)題都與普通鐵路不同。所以，橋梁結(jié)構(gòu)必須具有足夠的強(qiáng)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)，使客運(yùn)專線鐵路的橋梁結(jié)構(gòu)能夠承受較 大的動(dòng)力作用，具備良好的動(dòng)力特性。再一方面，高速列車的運(yùn)營(yíng)要求較高，能用于檢查、維修的時(shí)間有限。因此，從總體上來(lái)說(shuō)，客運(yùn)專線鐵路上的橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)構(gòu)造簡(jiǎn)潔，規(guī)格和外形力求標(biāo)準(zhǔn)化，消除構(gòu)造上的薄弱環(huán)節(jié)，使得便于施工、建造質(zhì)量容易得到控制，達(dá)到少維修的目的。 國(guó)內(nèi)外大量橋梁的使用經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，結(jié)構(gòu)的耐久性對(duì)橋梁的安全使用和經(jīng)濟(jì)性起著決定的作用。經(jīng)濟(jì)合理性應(yīng)當(dāng)使建造費(fèi)用與使用期內(nèi)的檢查維修費(fèi)用之和達(dá)到最少，片面地追求較低的建造費(fèi)用而忽視耐久性，往往會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，客運(yùn)專線鐵路的橋梁結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)中應(yīng)十分重視結(jié)構(gòu)物的耐久性設(shè)計(jì)，統(tǒng)一考慮合理的結(jié)構(gòu)布局和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，強(qiáng)調(diào)要使結(jié)構(gòu)易于檢查維修以保證橋梁的安全使用。從而滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 使用年限 100 年的要求。 國(guó)家和鐵道部都頒布了較多的關(guān)于工程材料的規(guī)范和規(guī)定，國(guó)內(nèi)由于地域比較遼闊，特別針對(duì)特殊氣候條件如高原高寒地區(qū)也都根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r制定了特定的規(guī)定。在設(shè)計(jì)中應(yīng)重視材料的合理選用及設(shè)計(jì)，這是保證結(jié)構(gòu)具有長(zhǎng)期耐久性的根本。 各國(guó)已建成的高速鐵路中，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的數(shù)量占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)榕c其他 混凝土 建橋材料相比，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)位移對(duì)線路結(jié)構(gòu)的影響小，運(yùn)營(yíng)期間養(yǎng)護(hù)工作量少等，而且造價(jià)也較為經(jīng)濟(jì)，所 以本 設(shè)計(jì)規(guī)范 要求橋梁上部結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 橋梁的上部結(jié)構(gòu)直接承受列車荷載，由于高速列車運(yùn)行時(shí)動(dòng)力響應(yīng)加劇，為保證列車運(yùn)行安全和旅客乘坐舒適，加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)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，以提高結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，都是十分必要的。 高架線路上采用多孔等跨簡(jiǎn)支梁橋的型式，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 等跨簡(jiǎn)支體系的橋跨外形一致、截面相同、構(gòu)造布置統(tǒng)一，使橋跨密集的高架 線路在運(yùn)營(yíng)中的管理工作大為簡(jiǎn)化，也便于結(jié)構(gòu)的日常檢查和養(yǎng)護(hù)維修。 高架線路采用簡(jiǎn)支體系的梁橋，更能適應(yīng)地質(zhì)不良、地基承載力低的地段。 等跨簡(jiǎn)支梁，工程量大，適宜于現(xiàn)場(chǎng)工廠化預(yù)制，逐孔架設(shè)，能顯著提高施工速度。 多孔等跨布置的連續(xù)梁，能夠提高梁部結(jié)構(gòu)整體性和剛度，并且對(duì)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(dāng)?shù)氖┕し椒鼙ＷC橋梁的經(jīng)濟(jì)性和施工進(jìn)度。 鋼筋混凝土剛架結(jié)構(gòu)，是一種空間靜不定結(jié)構(gòu)，整體性好，具有較好的剛度和抗震性能，日本高速鐵路高架橋多采用這種結(jié)構(gòu)型式，有一定的使用經(jīng)驗(yàn) 。故當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件相宜時(shí)，也可采用這種結(jié)構(gòu)型式。 斜交剛架和框構(gòu)橋在跨越道路等場(chǎng)合，其適應(yīng)性強(qiáng)，整體性好，可以采用。鋼混凝土結(jié)合梁或型鋼混凝土結(jié)構(gòu)跨越能力強(qiáng)，施工方便，并且由于結(jié)構(gòu)重量輕，有顯著的抗震優(yōu)勢(shì)，故在跨越繁忙道路或抗震要求較高的場(chǎng)合適用。 根據(jù)以上分析，本 規(guī)范 建議優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要也可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)和鋼 —混凝土結(jié)合結(jié)構(gòu)。 我國(guó)既有鐵路線上的混凝土連續(xù)梁，無(wú)論是單線橋或雙線橋，無(wú)一例外的全部都是采用箱形截面構(gòu)造。這是因?yàn)橄湫谓孛嬲w性強(qiáng)，抗扭剛度大，是當(dāng)代混凝土橋特別是大 跨度混凝土橋的主要形式。用于客運(yùn)專線鐵 路上，其動(dòng)力特性更顯得優(yōu)越。但是，對(duì)于跨度 40m 以下的混凝土簡(jiǎn)支箱梁，應(yīng)考慮梁體運(yùn)輸、架設(shè)問(wèn)題。目前，我國(guó)既有鐵路，除個(gè)別工點(diǎn)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(yù)制，分片架設(shè)后將橫隔板橋面聯(lián)成整體，若用于客運(yùn)專線鐵路上，為保證橋跨的整體性，架設(shè)后必須通過(guò)現(xiàn)澆混凝土將橋面、隔板聯(lián)成整體并施加橫向預(yù)應(yīng)力。 說(shuō)明圖 ）給出跨度 32m 預(yù)應(yīng)力混凝土整體箱梁和分片 T 梁兩種截面形式，在梁高相同條件下的截面剛度（以 I 表示）的計(jì)算結(jié)果，從圖中可以看出，兩 者的豎向剛度，彼此相差不大，而箱形截面的橫向剛度和抗扭剛度明顯大于 T 形截面。 說(shuō)明圖 ）是對(duì)跨度 16m 梁的計(jì)算結(jié)果，從圖中可以看出，兩種截面形式的混凝土梁的豎向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度是比較接近的，說(shuō)明對(duì)于 16m這樣較小跨度的混凝土梁，采用 T 形截面也是可行的。 a) 跨度 32m 梁 ●▲ ▲●●■●●▲ ▲ ▲●■■■■■ ▲2隔板 3隔板 2隔板 5隔板 9隔板0510152025303540455055 豎向剛度橫向剛度扭轉(zhuǎn)剛度截面剛度Ⅰ(m )4箱梁 箱梁 箱梁 T形梁 T形梁 b) 跨度 16m 梁 說(shuō)明圖 截面剛度比較圖 總之，箱形截面梁，剛度大，整體性好，具有較好的動(dòng)力特性，架設(shè)（或制造）可一次到位，無(wú)工地聯(lián)接工作，工期較短，應(yīng)當(dāng)是中小跨混凝土梁部結(jié)構(gòu)的 首選型式。它的主要缺點(diǎn)是自重大，橋面寬，預(yù)制架設(shè)需要重型設(shè)備等。 至于在雙線并列情況下，梁部結(jié)構(gòu)是采用單線梁的分離式結(jié)構(gòu)，還是采用雙線整體式結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，經(jīng)研究認(rèn)為，對(duì)于中等跨度的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，考慮到一般均采用懸臂灌注法施工，顯然以采用整體式結(jié)構(gòu)較為合理。而對(duì)于小跨度簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，則需要從制造、運(yùn)輸、架設(shè)和運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)、特別是結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能等諸方面，進(jìn)行分析比較。比較結(jié)果認(rèn)為：?jiǎn)蜗鋯问译p線整體箱形截面梁，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(diǎn)。單線單箱單室箱梁結(jié)構(gòu)尺寸較小，重量較輕，便于運(yùn)輸和 架設(shè)，施工設(shè)備動(dòng)力要求較小，但其圬工用量較多，且列車運(yùn)行平穩(wěn)指標(biāo)比雙線整體結(jié)構(gòu)要差一些。尤為重要的是，雙線單箱整體式結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)橫向剛度大，改善了旅客乘坐舒適度。 北方交通大學(xué)在研究中曾先用16m 和 32m 高速鐵路混凝土簡(jiǎn)支梁，保持頻率不變，改變橋梁的質(zhì)量和剛度（各增大一倍）計(jì)算在高速列車通過(guò)時(shí)的車體加速度、旅客乘坐舒適度的斯佩林指標(biāo)和輪重減載率進(jìn)行對(duì)比。計(jì)算結(jié)果， 16m 單線簡(jiǎn)支梁的車體▲▲ ▲●■●●■●▲■■箱梁2隔板箱梁3隔板T形梁3隔板024681012141618202224截面剛度I(m )豎向剛度橫向剛度扭轉(zhuǎn)剛度4 加速度最大值為 22cm/s2 幾乎為雙線橋的兩倍， 16m 單線橋的斯佩林指標(biāo)最大值為 ，雙線橋?yàn)?，指標(biāo)降低了 ，舒適度大為改善， 16m 雙線橋的輪重減載率也有所降低。 L=24m 的混凝土簡(jiǎn)支箱梁的舒適度指標(biāo)，從單線梁的 降至雙線整孔梁的 效果十分明顯。 32m 簡(jiǎn)支梁得計(jì)算結(jié)果與此基本一致。 因此，從保證高速列車運(yùn)行乘坐舒適度的角度來(lái)看，聯(lián)成整體的雙線橋比單線橋優(yōu)越，故宜優(yōu)先考慮，但考慮到有些地區(qū)或特定的條件，如在山區(qū)橋隧相連地段，整孔雙線箱梁難以從兩邊隧道運(yùn)輸通過(guò)，同時(shí)就地現(xiàn)澆架設(shè)條件也很困難，故也有采用 并置的單線箱型截面梁，如在石太客運(yùn)專線上，這種情況也是有的 。 對(duì)于跨度 16m 及以下的橋梁，鋼筋混凝土框架 橋、鋼筋混凝土連續(xù)剛架、小跨度剛架連續(xù)梁、整體式鋼筋混凝土板梁、橫向聯(lián)結(jié)的多片式 T 梁等均能滿足高速行車的要求，故可以根據(jù)工點(diǎn)的實(shí)際情況、施工條件等來(lái)選擇合理的結(jié)構(gòu)型式。 斜交橋梁由于梁體兩側(cè)撓度差異，將會(huì)影響高速列車的運(yùn)行安全和旅客乘坐的舒適度，故一般不宜設(shè)置斜梁。斜交不可避免時(shí)，應(yīng)做成與橋軸線小于 60o 的斜交。 出于同樣的原因，為避免臺(tái)后軌枕一頭支于橋臺(tái)另一頭支于路基會(huì)造成不均勻沉降影響行車的平穩(wěn)性，故本條規(guī)定，一般斜交橋后邊線，宜做成與線路中線垂直。 客運(yùn)專線鐵路橋面設(shè)置與普 通鐵路不同， 目前鐵路客運(yùn)專線的軌道形式也呈多樣性，如有砟軌道、無(wú)砟軌道等，無(wú)砟軌道又分 CRTSⅠ 型和 CRTSⅡ 型；同時(shí) 橋上附屬設(shè)施較多，如各種電纜、接觸網(wǎng)支柱、安全防護(hù)設(shè)施及疏散通道等等，以及養(yǎng)護(hù)維修的檢查通道等，在 客運(yùn)專線 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面考慮這些設(shè)施的統(tǒng)籌布置，既要滿足其功能使用要求又要考慮其經(jīng)濟(jì)合理。 涵洞結(jié)構(gòu)處在路基之內(nèi)，洞頂有填土，高速列車的動(dòng)力響應(yīng)相對(duì)地影響較小，所以，普通鐵路的涵洞，一般來(lái)說(shuō)也可用于客運(yùn)專線鐵路。 本條規(guī)定是根據(jù)既有普通鐵路線上涵洞使用多年的經(jīng)驗(yàn)，以及目前在建的京津城際、 武廣、鄭西等客運(yùn)專線均大量采用了鋼筋混凝土框架涵的現(xiàn)狀，推薦采用整體性好，適應(yīng)性強(qiáng)，又方便施工，便于檢查維修的矩形框架涵。 橋涵結(jié)構(gòu)物與路基的結(jié)合部，由于路基與橋涵結(jié)構(gòu)物的剛度不同，以及路基與橋涵結(jié)構(gòu)物的沉降不一致，會(huì)造成高速行車的跳車現(xiàn)象。相對(duì)地涵洞由于洞頂有填土對(duì)高速行車的影響小一些。 對(duì)于橋梁，兩橋橋臺(tái)之間的凈距離過(guò)近時(shí)，會(huì)造成短時(shí)間內(nèi)兩次跳車，對(duì)旅客乘車的舒適性產(chǎn)生影響。另外，由于兩橋后均要設(shè)置過(guò)渡段，距離過(guò)近，剩余的普通路基已不多，故與兩橋連起來(lái)相比，經(jīng)濟(jì)上已沒(méi)有多大差別。 對(duì)于 涵洞 或框構(gòu) ，由于客運(yùn)專線鐵路路基的填筑要求很高，一般應(yīng)采用大型機(jī)械壓實(shí)。涵 或框構(gòu) 之間的凈距過(guò)小，會(huì)造成施工困難。 根據(jù)以上分析，并參考秦沈客運(yùn)專線的經(jīng)驗(yàn)，綜合各種因素提出兩橋之間、 框構(gòu)或 涵（橋涵）之間 路基長(zhǎng)度 適宜的凈距離。 但對(duì)于一些特殊情況，如兩溝當(dāng)中的山包設(shè)置路基長(zhǎng)度不滿足最小長(zhǎng)度要求，而設(shè)橋又是路 塹內(nèi) 設(shè)橋 ，明顯不合理 ， 故對(duì)于這種類似的情況路基應(yīng)特殊處理使之滿足一般路基過(guò)渡段的要求。 橋梁和涵洞的設(shè)置 應(yīng)和原有 自然 水系及排灌系統(tǒng)的排水做好銜接，使排水通暢，對(duì)上下游的影響最小為宜。 為了保證橋涵附 近路堤的穩(wěn)定，橋涵設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足路基排水的需要。 線路位于 深切沖溝 等特殊地貌、地質(zhì)條件 地段不能簡(jiǎn)單設(shè)置涵洞通過(guò)，要進(jìn)行橋梁、涵洞方案比較確定 。 設(shè)置涵洞時(shí)容易 積水或排水不通暢對(duì)特殊地貌、地質(zhì)條件下的路基工程造成較大 不安全 影響時(shí)，宜采用橋梁通過(guò)。 客運(yùn)專線行車對(duì)軌道平順性提出了高要求，是影響軌道平順性的最重要的因素，通過(guò)試驗(yàn)觀測(cè)橋涵發(fā)生的變形和沉降成為必然。故對(duì)于客運(yùn)專線 無(wú)砟橋涵 應(yīng)設(shè)立觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行系統(tǒng)觀測(cè)與分析，其測(cè)點(diǎn)布置、觀測(cè)頻次、觀測(cè)周期應(yīng)符合 《 客運(yùn)專線鐵路無(wú) 砟 軌道鋪設(shè)條件評(píng) 估 指南》 的有關(guān)規(guī)定。 現(xiàn)行鐵路工程橋涵專業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)主要考慮結(jié)構(gòu)的承載能力，而較少考慮環(huán)境作用引起的材料性能裂化對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。為了使我們橋涵混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)鐵路工程建設(shè)的需要，并有利于可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，已頒布制定了《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》。我們 客運(yùn)專線 橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也按此規(guī)定辦理 。 本規(guī)范有關(guān)荷載的內(nèi)容是在現(xiàn)行鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上，針對(duì)客運(yùn)專線鐵路橋涵設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，進(jìn)行必要的修訂和補(bǔ)充。所以，荷載的分類及荷載的組合原則仍然沿用鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定 ，只是根據(jù)高速行車和采用無(wú)縫線路的實(shí)際情況，在荷載項(xiàng)目上，增列了長(zhǎng)鋼軌伸縮力、撓曲力和斷軌力和高速行車引起的氣動(dòng)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(jié)構(gòu)的約束。又因橋上無(wú)縫線路的連續(xù)性，致使梁變形時(shí)，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(shí)，兩種力也反作用于梁，并傳遞到支座和墩臺(tái)上。伸縮力和撓曲力都是主力，但兩者在同一軌道上不會(huì)同時(shí)產(chǎn)生。 橋上無(wú)縫線路的鋼軌，由于疲勞、縱向力過(guò)大或其他原因損傷而可能造成斷軌，從而產(chǎn)生斷軌力。斷軌力按一跨簡(jiǎn)支梁或一聯(lián)連續(xù)梁 長(zhǎng)范圍內(nèi)的線路縱向阻力之和計(jì)算，最大斷軌力不超過(guò)最大溫度拉力值。在正常運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)條件下，發(fā)生斷軌的機(jī)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(jì)算一軌的斷軌力，而且將其作為特殊荷載，稱為長(zhǎng)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。 氣動(dòng)力是指高速列車運(yùn)行時(shí)帶動(dòng)周圍空氣隨之運(yùn)動(dòng)，形成的列車風(fēng)在臨近列車的建筑物上產(chǎn)生的波動(dòng)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(guān)。列車風(fēng)壓力呈正、負(fù)壓力波形式。氣動(dòng)力屬主力。 CRTSⅡ 型板式無(wú)砟軌 道目前在 客運(yùn)專線 上開(kāi)始 應(yīng) 用，其本身與梁墩的 連接是通過(guò) 接觸面的 摩擦和 兩端 端刺 固定的 形式， 目前正在開(kāi)展相關(guān)研究但 還沒(méi)有形成 可納規(guī) 的科研成果。設(shè)計(jì) 時(shí) 應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況 考慮 CRTSⅡ 型板式無(wú)砟軌道作用力及其與有關(guān)荷載的組合。 除上述 提到的四 項(xiàng)荷載外，其他荷載項(xiàng)目及有關(guān)荷載組合的規(guī)定，都與現(xiàn)行鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范相同。 本條規(guī)定與現(xiàn)行鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定相同。 對(duì) 力的組合原則進(jìn)行了規(guī)定。 本條規(guī)定與現(xiàn)行鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定相同。對(duì)檢算的原則進(jìn)行了說(shuō)明。 本條規(guī)定與現(xiàn)行鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī) 范的規(guī)定相同。對(duì)橋涵結(jié)構(gòu)一般常用材料的容重的取值做了說(shuō)明。 本條規(guī)定與現(xiàn)行鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定基本相同