高速鐵路超長大橋梁設計研究

【摘要】高速鐵路是相對于普通鐵路運輸來說的一種新興的交通運輸，高速鐵路與普通鐵路的區別最重要的就是在速度上的區別，高速鐵路開始行駛的速度大概在250公里每小時，而且高速鐵路還具有載客量大、安全性高、耗能低、舒適等的特點。高速鐵路設計開發的過程中，主要工程就是在山川和江河上架橋梁，如果在實際的情況中有比較寬的河流，那么就會需要超長橋梁來完成高速鐵路的鋪設工作，本文主要針對高速鐵路超長大橋梁設計進行簡要分析。

【關鍵詞】 高速鐵路；超長；大橋梁；設計

1、高速鐵路橋梁設計的一般規定和原則

1.1高速鐵路橋涵設計注重結構的耐久性設計

在橋梁設計的過程中，從大量的橋梁使用過程中得出了一個結論，那就是橋梁結構必須要有耐久性，所以為了能夠在高速鐵路設定的過程中能夠達到要求，需要對整體的研究設定一個規則，在完成經濟建設的同時達到一定的耐久性要求。我國的第一條高速鐵路是京滬高速鐵路，較大的車流量和高標準技術讓它成為了世界上一流水平的鐵路。高速橋梁結構的耐久性也是為了保證列車能夠順利的運行而不受外界條件的影響。在高速橋梁設計的過程中有一些規定，包括高速鐵路橋梁的洪水頻率標準，對于水流比較湍急的一些橋梁應該加大橋孔的孔徑，從而減少橋身的整體壓力。橋梁的承重設計結構要達到可以使用100年的要求。在統一的合理結構布局中，應該強調結構趨于比較容易進行檢測和維修的狀態。

1.2高速鐵路橋涵具有良好的動力性能

在高速鐵路進行運行的過程中，橋梁結構的動力響應加劇的情況下，會降低進程行駛的安全性，同時旅客的舒適度也會有所降低。這些情況的發生使得整個橋梁的設計趨向于有足夠的強度和剛度，為了使得整個橋梁能夠達到一定的強度和剛度，在橋梁設計的過程中需要其能夠承受足夠的動力作用。

1.3高速鐵路橋梁應該優先選擇預應力混凝土結構

預應力混凝土的結構是比其他的建設橋梁材料更加適合高速鐵路建設的一種材料，因為高速鐵路要求的剛度比較大、噪音比較低、受溫度影響比較小，這些特性預應力混凝土都可以滿足，而且采用預應力混凝土，在高速鐵路橋梁建設中還可以減少經濟鐵路的橋梁養護工作。從經濟方面來講也比較劃算，具有很強的經濟性。在我國京滬高鐵中的高速鐵路橋梁中，總長為598km，整個工程中預應力混凝土結構占總體的97%以上。

2、高速鐵路橋梁的設計特點

2.1高架橋梁所占的比例較大。

高架橋在高速鐵路中的應用比較大，主要是由于高架橋在平原、軟土和人口稠密地區的使用所需要的。例如，北京的上海高速鐵路高架橋跨越80.5%的總比例長度的總長度，北京天津城際鐵路86.6%、廣州珠海城際鐵路是94%，48.5%，武漢廣州客運專線哈爾濱至大連客運專線74.3%等。

2.2簡支箱梁結構形式被大量采用。

考慮到我國的建設規模、工期和高速鐵路的技術特點，對32m箱梁是用來確定跨度和全孔施工。預制結構稱為壓載軌道和無碴軌道。此外，還有少量的T梁跨度12m和16M

2.3大跨度橋梁多

根據中國的道路狀況的特點，在客運專線，可達100米跨度以上很多的橋梁。據統計，在國內建設以及擬建客運專線中，跨度為100m和200座橋梁多。

3、高速鐵路超長橋梁的設計

3.1高速鐵路橋梁中小型混凝土橋梁結構

高速鐵路橋梁設計的過程中，最重要的橋梁設計就是橋梁上部結構的承載列車荷載的設計。動車在高速鐵路中運行的時候，可能會產生較強的動力響應，為了能夠保證列車行駛的安全性和乘客的舒適性，應該將整體的上部結構進行加強。上部結構加強的主要方法就是增加其豎向和橫向的剛度以及相應的抗扭剛度，通過這樣的設計改變，使得整個高速鐵路橋梁動力特性提高。在中小型混凝土橋梁結構設計的過程中，對于橋梁首先要選擇箱型的截面橋梁設計，因為這種橋梁具有較大的剛度，整體性也比較好，而且可以架設一次成功，沒有相應的聯接工作，總體工程時期也比較短，非常適合橋梁建設。

3.2簡支梁

簡支梁就是對多孔等跨簡支的橋跨進行統一的布置，這些橋跨的外形比較一致，而且截面也相同，這種設計非常有利于日常的檢查養護和維修。采用簡支體系的橋梁，能夠克服地質不良的地段，同時對于地基承載能力差的地段也同樣適用。但是等跨簡支梁工程量比較大，所以為了提高施工的速度，可以采用現代工廠生產的預制板。

3.3連續梁

連續梁的布置可以提高橋梁結構的整體性，從一定程度上也可以提高橋梁的整體剛度，同時這樣的設計對于橋上線路平順性有一定的促進作用。基于此，對于動車行駛的安全性和乘客的舒適性也是一個非常大的提升。從我國的第一條高速鐵路出發，其中也有使用連續梁，主要是因為在使用連續性橋梁的使用地段其地質條件比較差，而且容易發生沉降，這樣的設計能夠很好的克服這一問題。

3.4其他橋梁

斜交剛構連續和框構橋在跨越道路等場合，其適應性強，整體性好，可以根據需要采用。鋼筋混凝土結合梁或型鋼混凝土結構跨越能力強，施工方便，并且由于結構重量輕有顯著的抗震優勢，故在跨越繁忙道路或抗震要求較高的場合適用。京滬高速橋梁設計中優先采用預應力混凝土結構，根據立交、通航等的需要也采用了這種橋梁方式。高速鐵路有關荷載的內容是在現行鐵路橋涵設計規范的基礎上，針對高速鐵路橋涵設計的特點，進行了必要的修訂和補充。設計計算方法仍然采用容許應力法，荷載的分類及荷載的組合原則，仍然沿用鐵路橋涵設計規范的規定，只是根據高速行車和采用無縫線路的實際情況，在荷載項目上，增列了長鋼軌縱向水平力、長鋼軌斷軌力和高速行車引起的氣動力。

結語：

綜上所述，高速鐵路超長橋梁的設計是高速鐵路正常運行的必要問題，同時高速鐵路在建設的過程中也需要通過各種橋梁類型的使用來滿足實際高速鐵路橋梁的需求。通過本文對高速鐵路超長大橋梁設計相關問題的研究和探討，相信可以將我國的高速鐵路橋梁和高速鐵路發展的更好。未來的發展高速鐵路會占有很大的比例，通過本文的分析，可以給未來高速鐵路超長橋梁的建設積累經驗。

參考文獻：

[1]盧春房.京滬高速鐵路建設管理創新與實踐[J].鐵道工程學報，2014（09）.

[2]王玉澤.京滬高速鐵路徐滬段橋上板式無砟無縫道岔設計研究[J].鐵道建筑，2016（05）.

[3]王霞，吳大宏.京滬高速鐵路天津南站站臺梁設計[J].鐵道標準設計，2015（10）.