【正文】 客運專線鐵路車流量大，技術(shù)標準高，為保證列車正常運行不受限制，橋涵的洪水頻率標準，按我國鐵路干線最高等級的 Ⅰ 級干線標準辦理。 客運專線上的 橋梁設計，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，這是因為在列車高速運行條件下，結(jié)構(gòu)的動力響應加劇，從而使列車運行的安全性、旅客乘坐的舒適度、荷載沖擊、材料疲勞、列車運行噪聲、結(jié)構(gòu)耐久性等問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)，使客運專線鐵路的橋梁結(jié)構(gòu)能夠承受較 大的動力作用，具備良好的動力特性。再一方面，高速列車的運營要求較高，能用于檢查、維修的時間有限。因此，從總體上來說，客運專線鐵路上的橋梁結(jié)構(gòu)應構(gòu)造簡潔，規(guī)格和外形力求標準化，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，達到少維修的目的。 國內(nèi)外大量橋梁的使用經(jīng)驗說明，結(jié)構(gòu)的耐久性對橋梁的安全使用和經(jīng)濟性起著決定的作用。經(jīng)濟合理性應當使建造費用與使用期內(nèi)的檢查維修費用之和達到最少，片面地追求較低的建造費用而忽視耐久性，往往會造成很大的經(jīng)濟損失。因此，客運專線鐵路的橋梁結(jié)構(gòu)，設計中應十分重視結(jié)構(gòu)物的耐久性設計，統(tǒng)一考慮合理的結(jié)構(gòu)布局和結(jié)構(gòu)細節(jié)，強調(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)設計 使用年限 100 年的要求。 國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，國內(nèi)由于地域比較遼闊，特別針對特殊氣候條件如高原高寒地區(qū)也都根據(jù)當?shù)厍闆r制定了特定的規(guī)定。在設計中應重視材料的合理選用及設計，這是保證結(jié)構(gòu)具有長期耐久性的根本。 各國已建成的高速鐵路中，預應力混凝土橋梁的數(shù)量占有絕對優(yōu)勢，這是因為與其他 混凝土 建橋材料相比，預應力結(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)位移對線路結(jié)構(gòu)的影響小，運營期間養(yǎng)護工作量少等，而且造價也較為經(jīng)濟，所 以本 設計規(guī)范 要求橋梁上部結(jié)構(gòu)應優(yōu)先采用預應力混凝土結(jié)構(gòu)。 橋梁的上部結(jié)構(gòu)直接承受列車荷載，由于高速列車運行時動力響應加劇，為保證列車運行安全和旅客乘坐舒適，加強上部結(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)的動力特性，都是十分必要的。 高架線路上采用多孔等跨簡支梁橋的型式，具有以下優(yōu)點： 等跨簡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 線路在運營中的管理工作大為簡化，也便于結(jié)構(gòu)的日常檢查和養(yǎng)護維修。 高架線路采用簡支體系的梁橋，更能適應地質(zhì)不良、地基承載力低的地段。 等跨簡支梁，工程量大，適宜于現(xiàn)場工廠化預制，逐孔架設，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?shù)氖┕し椒鼙ＷC橋梁的經(jīng)濟性和施工進度。 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 。故當技術(shù)經(jīng)濟條件相宜時，也可采用這種結(jié)構(gòu)型式。 斜交剛架和框構(gòu)橋在跨越道路等場合，其適應性強，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，施工方便，并且由于結(jié)構(gòu)重量輕，有顯著的抗震優(yōu)勢，故在跨越繁忙道路或抗震要求較高的場合適用。 根據(jù)以上分析，本 規(guī)范 建議優(yōu)先采用預應力混凝土結(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)。 我國既有鐵路線上的混凝土連續(xù)梁，無論是單線橋或雙線橋，無一例外的全部都是采用箱形截面構(gòu)造。這是因為箱形截面整體性強，抗扭剛度大，是當代混凝土橋特別是大 跨度混凝土橋的主要形式。用于客運專線鐵 路上，其動力特性更顯得優(yōu)越。但是，對于跨度 40m 以下的混凝土簡支箱梁，應考慮梁體運輸、架設問題。目前，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，分片架設后將橫隔板橋面聯(lián)成整體，若用于客運專線鐵路上，為保證橋跨的整體性，架設后必須通過現(xiàn)澆混凝土將橋面、隔板聯(lián)成整體并施加橫向預應力。 說明圖 ）給出跨度 32m 預應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。 說明圖 ）是對跨度 16m 梁的計算結(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，說明對于 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，具有較好的動力特性，架設（或制造）可一次到位，無工地聯(lián)接工作，工期較短，應當是中小跨混凝土梁部結(jié)構(gòu)的 首選型式。它的主要缺點是自重大，橋面寬，預制架設需要重型設備等。 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)的問題，經(jīng)研究認為，對于中等跨度的連續(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。而對于小跨度簡支梁結(jié)構(gòu)，則需要從制造、運輸、架設和運營、養(yǎng)護、特別是結(jié)構(gòu)動力性能等諸方面，進行分析比較。比較結(jié)果認為：單箱單室雙線整體箱形截面梁，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。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，施工設備動力要求較小，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。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。 北方交通大學在研究中曾先用16m 和 32m 高速鐵路混凝土簡支梁，保持頻率不變，改變橋梁的質(zhì)量和剛度（各增大一倍）計算在高速列車通過時的車體加速度、旅客乘坐舒適度的斯佩林指標和輪重減載率進行對比。計算結(jié)果， 16m 單線簡支梁的車體▲▲ ▲●■●●■●▲■■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最大值為 ，雙線橋為 ，指標降低了 ，舒適度大為改善， 16m 雙線橋的輪重減載率也有所降低。 L=24m 的混凝土簡支箱梁的舒適度指標，從單線梁的 降至雙線整孔梁的 效果十分明顯。 32m 簡支梁得計算結(jié)果與此基本一致。 因此，從保證高速列車運行乘坐舒適度的角度來看，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輸通過，同時就地現(xiàn)澆架設條件也很困難，故也有采用 并置的單線箱型截面梁，如在石太客運專線上，這種情況也是有的 。 對于跨度 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)工點的實際情況、施工條件等來選擇合理的結(jié)構(gòu)型式。 斜交橋梁由于梁體兩側(cè)撓度差異，將會影響高速列車的運行安全和旅客乘坐的舒適度，故一般不宜設置斜梁。斜交不可避免時，應做成與橋軸線小于 60o 的斜交。 出于同樣的原因，為避免臺后軌枕一頭支于橋臺另一頭支于路基會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。 客運專線鐵路橋面設置與普 通鐵路不同， 目前鐵路客運專線的軌道形式也呈多樣性，如有砟軌道、無砟軌道等，無砟軌道又分 CRTSⅠ 型和 CRTSⅡ 型；同時 橋上附屬設施較多，如各種電纜、接觸網(wǎng)支柱、安全防護設施及疏散通道等等，以及養(yǎng)護維修的檢查通道等，在 客運專線 設計時應全面考慮這些設施的統(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，高速列車的動力響應相對地影響較小，所以，普通鐵路的涵洞，一般來說也可用于客運專線鐵路。 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，以及目前在建的京津城際、 武廣、鄭西等客運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，適應性強，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，會造成高速行車的跳車現(xiàn)象。相對地涵洞由于洞頂有填土對高速行車的影響小一些。 對于橋梁，兩橋橋臺之間的凈距離過近時，會造成短時間內(nèi)兩次跳車，對旅客乘車的舒適性產(chǎn)生影響。另外，由于兩橋后均要設置過渡段，距離過近，剩余的普通路基已不多，故與兩橋連起來相比，經(jīng)濟上已沒有多大差別。 對于 涵洞 或框構(gòu) ，由于客運專線鐵路路基的填筑要求很高，一般應采用大型機械壓實。涵 或框構(gòu) 之間的凈距過小，會造成施工困難。 根據(jù)以上分析，并參考秦沈客運專線的經(jīng)驗，綜合各種因素提出兩橋之間、 框構(gòu)或 涵（橋涵）之間 路基長度 適宜的凈距離。 但對于一些特殊情況，如兩溝當中的山包設置路基長度不滿足最小長度要求，而設橋又是路 塹內(nèi) 設橋 ，明顯不合理 ， 故對于這種類似的情況路基應特殊處理使之滿足一般路基過渡段的要求。 橋梁和涵洞的設置 應和原有 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，橋涵設計時應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 地段不能簡單設置涵洞通過，要進行橋梁、涵洞方案比較確定 。 設置涵洞時容易 積水或排水不通暢對特殊地貌、地質(zhì)條件下的路基工程造成較大 不安全 影響時，宜采用橋梁通過。 客運專線行車對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，通過試驗觀測橋涵發(fā)生的變形和沉降成為必然。故對于客運專線 無砟橋涵 應設立觀測基準點，進行系統(tǒng)觀測與分析，其測點布置、觀測頻次、觀測周期應符合 《 客運專線鐵路無 砟 軌道鋪設條件評 估 指南》 的有關(guān)規(guī)定。 現(xiàn)行鐵路工程橋涵專業(yè)設計規(guī)范對混凝土結(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結(jié)構(gòu)的影響。為了使我們橋涵混凝土結(jié)構(gòu)設計能夠適應鐵路工程建設的需要，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)耐久性設計暫行規(guī)定》。我們 客運專線 橋涵結(jié)構(gòu)的設計也按此規(guī)定辦理 。 本規(guī)范有關(guān)荷載的內(nèi)容是在現(xiàn)行鐵路橋涵設計規(guī)范的基礎(chǔ)上，針對客運專線鐵路橋涵設計的特點，進行必要的修訂和補充。所以，荷載的分類及荷載的組合原則仍然沿用鐵路橋涵設計規(guī)范的規(guī)定 ，只是根據(jù)高速行車和采用無縫線路的實際情況，在荷載項目上，增列了長鋼軌伸縮力、撓曲力和斷軌力和高速行車引起的氣動力。 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。又因橋上無縫線路的連續(xù)性，致使梁變形時，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，兩種力也反作用于梁，并傳遞到支座和墩臺上。伸縮力和撓曲力都是主力，但兩者在同一軌道上不會同時產(chǎn)生。 橋上無縫線路的鋼軌，由于疲勞、縱向力過大或其他原因損傷而可能造成斷軌，從而產(chǎn)生斷軌力。斷軌力按一跨簡支梁或一聯(lián)連續(xù)梁 長范圍內(nèi)的線路縱向阻力之和計算，最大斷軌力不超過最大溫度拉力值。在正常運營養(yǎng)護條件下，發(fā)生斷軌的機率比較小，而斷軌力的值又比較大，所以，規(guī)定不論單線或雙線橋梁，只計算一軌的斷軌力，而且將其作為特殊荷載，稱為長鋼軌斷軌力。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。 氣動力是指高速列車運行時帶動周圍空氣隨之運動，形成的列車風在臨近列車的建筑物上產(chǎn)生的波動壓力，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)。列車風壓力呈正、負壓力波形式。氣動力屬主力。 CRTSⅡ 型板式無砟軌 道目前在 客運專線 上開始 應 用，其本身與梁墩的 連接是通過 接觸面的 摩擦和 兩端 端刺 固定的 形式， 目前正在開展相關(guān)研究但 還沒有形成 可納規(guī) 的科研成果。設計 時 應根據(jù)實際情況 考慮 CRTSⅡ 型板式無砟軌道作用力及其與有關(guān)荷載的組合。 除上述 提到的四 項荷載外，其他荷載項目及有關(guān)荷載組合的規(guī)定，都與現(xiàn)行鐵路橋涵設計規(guī)范相同。 本條規(guī)定與現(xiàn)行鐵路橋涵設計規(guī)范的規(guī)定相同。 對 力的組合原則進行了規(guī)定。 本條規(guī)定與現(xiàn)行鐵路橋涵設計規(guī)范的規(guī)定相同。對檢算的原則進行了說明。 本條規(guī)定與現(xiàn)行鐵路橋涵設計規(guī) 范的規(guī)定相同。對橋涵結(jié)構(gòu)一般常用材料的容重的取值做了說明。 本條規(guī)定與現(xiàn)行鐵路橋涵設計規(guī)范的規(guī)定基本相同