2客运专线简支箱梁综述

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1、2、客运专线简支箱梁综述2.1概述各国高速铁路中桥梁结构形式是多样化的，如预应力混凝土连续箱梁、简支箱梁、混凝土刚架、多片式T梁、上承式钢板连续结合梁、鱼腹式上承钢桁连续结合梁、大跨度系杆钢拱等多种结构形式。客运专线铁路与既有铁路相比，具有速度高、对线路平顺性要求高等特点，要求其下部结构物具有较大的抗弯和抗扭刚度，整孔简支箱梁以受力简单、明确、形式简洁、外形美观、抗扭刚度大、建成后的桥梁养护工作量小以及噪音小等优点，在许多国家的高速铁路建设中得到了广泛应用。我国现阶段客运专线设计速度均在200km/h以上，大量采用了简支箱梁结构，按使用范围客运专线简支箱梁可分为三大部分，即秦沈客运专线施工图

2、、时速250km客运专线通用图、京沪高速铁路常用跨度梁施工图。秦沈客运专线桥梁设计始于1998年，当时由于国内首次进行设计时速200km以上客运专线铁路桥梁设计，缺乏资料和经验，特别是大吨位整孔预制箱梁，从设计、制作、架设等各方面均为全新课题。在秦沈客运专线开展了多项科研试验研究工作，科研项目的开展对设计工作起到了很好的指导作用，对设计理论进行了验证，也为今后客运专线铁路整孔箱梁设计提供了大量的实测资料。随后开展的时速350km(京沪高速铁路)整孔箱梁设计，在吸收和借鉴秦沈客运专线简支箱梁经验的同时，开展了进一步的科研和试验工作。2.2主要结构类型及适用范围运专线简支箱梁的设计是根据不同的适

3、用范围、适用条件进行的，因此结构形式也不尽相同。从轨道结构形式上分为有碴轨道梁和无碴轨道梁；从施工方法上分为整孔预制和原位现浇；从预应力体系上分为先张法和后张法；从截面形式上分为双线、单线、单线并置和组合箱梁。表1为客运专线简支箱梁一览表。2.3主要设计参数及指标2.3.1主要设计指标结构设计主要静力设计指标均满足《铁路桥涵设计规范》(TB10002.1～TB10002.5)的有关规定。其主要设计指标见表2。2.3.2梁体变形及自振频率限值在不同设计速度及不同设计活载作用下，要求结构的变形及自振频率限值不同，见表3。2.4主要设计特点由于客运专线列车运行速度较高，要求线下结构提供的刚度较大，

4、因此客运专线设计均以刚度控制为主。对结构尺寸的拟定除按常规进行技术和经济上的比较外，还参照国外高速铁路桥梁设计资料，通过列车走行性分析研究，来确定各种跨度的尺寸。2.4.1动力性能分析由于桥梁结构在机车、车辆活载下的动力响应分析与车辆性能、轨道平顺性、结构刚度等因素有关，而我国尚缺乏高速铁路实测机车车辆性能及轨道不平顺参数，同时高速铁路采用的机车车辆类型还未最后确定，因此动力仿真计算根据不同设计条件进行。动力性能检算满足指标如下:脱轨系数:Q/P≤0.8轮重减载率:ΔP/P0≤0.6舒适度指标:W≤2.5为优　　2.5

5、.10g车体振动垂上加速度αv≤0.13g桥梁响应评判标准:对于有碴轨道，桥梁的最大垂向加速度αmax≤0.35g,为确保数据的可靠性，不同阶段设计中各种结构的动力特性分析均经过两家以上科研单位的共同计算分析形成结论。2.4.2线形控制高速列车要求下部结构具有较高的平顺性，为保证线路的平顺性，设计时力求降低梁体的徐变拱度。由动力仿真计算确定梁的基本刚度后，应尽量减小徐变拱度的终极值。而梁体徐变拱度的变化，是与梁体自重挠度、预加应力产生的拱度、二期恒载产生的挠度以及预加应力与二期恒载上桥时间密切相关的。影响预应力混凝土梁徐变上拱的因素较多，有设计、施工、环境等等。2.4.2.1设计方面因素(1

6、)降低桥梁在使用阶段的应力水平；(2)预应力筋的布置形式；(3)控制桥梁的恒、活载设计弯矩比。2.4.2.2施工方面因素有：(1)材料的选择；(2)混凝土的配合比；(3)骨料的力学性能的影响；(4)预施应力时梁体的状态，预施应力的工艺；(5)养护工艺；(6)存梁状态。2.4.3耐久性设计在客运专线桥梁设计中，结构的耐久性设计不断得到重视。特别是在高速铁路桥梁设计中明确提出了桥梁结构设计寿命为100年的目标。为提高结构耐久性，主要采取以下措施:(1)采用高性能混凝土，严格控制混凝土配合比及外加剂的掺量与品质，控制混凝土在入模、拆模、蒸气养护、自然养护时的温度指标及养护时间；(2)进行碱活性试验

7、，防止碱骨料反应发生；(3)严格控制预应力梁的后期徐变变形，保证各类梁在各种不利因素影响后有足够的抗裂安全储备；(4)加大普通钢筋保护层厚度；(5)提高对管道灌浆材料性能要求，加强对预应力筋及锚头的保护措施；(6)加强结构预埋件的防腐处理；(7)加强桥面防排水措施，梁端设置防排水伸缩装置，并选择方便施工、耐久性能优良的防水材料。2.5主要结构形式2.5.1国外简支箱梁国外高速铁路整孔简支箱梁的应用较为广泛，欧