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1、中国高速铁路桥梁建设关键技术 在高速铁路建设中,桥梁设计与建造已成为关键技术之一。进入21世纪以来,随着中国高速铁路规模的迅速发展,通过广泛借鉴世界高速铁路桥梁先进技术和成功建设经验,在我国高速铁路桥梁建设实践过程中,逐步形成了具有中国特色的高速铁路桥梁建设关键技术。 1 高速铁路桥梁建设 1.1 世界高速铁路桥梁建设桥梁作为轨道的下部结构,为确保高速运行条件下的安全性、平稳性和乘车舒适性要求,必须具有高平顺性、高稳定性和高可靠性等特点。目前世界上已建成高速铁路7939km,主要分布在日本、法国、德国、意大利、西班牙、比利时、英国、韩国、中国台湾等国家和地区。最高运营速度达
2、320km/h,各线桥梁比例从1.3%到74.5%不等。各国根据其施工水平、施工周期、桥梁工点的地质地形等不同特点,在高速铁路桥梁建设上也表现出自己的一些特征。桥梁结构形式多样化,有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、下承式钢桁梁、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(见表1)。 表1 世界高速铁路桥梁常用跨度 法国高速铁路运营里程1576km,地中海线高速铁路最高行车速度为320km/h,各线桥梁比例为1.3%～32.2%。在东南线和大西洋线上,桥梁常用跨度为40m,采用双线箱形等高预应力混凝土连续梁,梁体现场现
3、浇,用顶推法施工。北方线由于桥梁需横跨高速公路和宽阔河流、施工期相对较短等因素,建造了跨度50m左右的结合梁,以及一孔跨度93.3m的下承式钢桁结合梁。据统计,北方线与巴黎地区联络线、东南延伸线的高架桥长约12km,钢混结合桥比例达到50%。德国新建高速铁路总长1265km,最高运行速度为300km/h,桥梁比例2.7%～12.5%,干线桥梁的标准跨度是25m,44m和58m。25m跨度主要用于高架桥,44m和58m跨度则主要用于山谷桥。桥梁结构通常采用预应力混凝土简支箱梁,一般采用就地灌注、移动支架施工或简支梁连续顶推等方法在现场制梁。 除简支梁外,也常采用连续梁。大跨度桥梁除
4、连续梁外,还采用V形刚构(135m)和拱桥(162m),钢桥则采用钢桁梁或钢箱梁混凝土桥面的结合梁。德国科隆—莱茵/美因高速铁路,线路从北向南穿越3座中等大小的山脉,架设了18座大型谷架桥。其中最长的桥是哈勒巴赫塔耳谷架桥,长992m;最大跨度的桥是美因河桥,主跨为130m。意大利高速铁路总长533km,按客货混运模式设计,目前高速列车运行速度300km/h,货车运行速度160km/h,桥梁比例12.5%～19.5%。罗马—佛罗伦萨线的高架梁结构基本上可分为2类:一类是工字梁由横梁联结,上面加盖板;另一类为箱形梁。罗马—那不勒斯、佛罗伦萨—米兰等高速铁路桥梁类型为预应力混凝土及钢混结
5、合简支梁,跨度一般为55m,43.2m,33.6m,24m,一般由多个小箱梁组合而成,桥面总宽13.6m。西班牙高速铁路总长993km,最高运行速度300km/h。以马德里—塞维利亚高速铁路为例,全线修建高架桥共31座,总长15km,桥梁比例3.2%。全线采用了两种类型高架桥,以钢筋混凝土预制简支梁为主,部分为连续箱形梁高架桥。简支梁梁形采用T形梁,一般由5根到9根简支T形预应力梁组成,桥梁跨度采用26.6m和38m,梁高分别为2.05m,2.1m。日本是世界上最早建设高速铁路也是高速线路最长的国家,运营里程达2049km,线路最高运行速度为300km/h,桥梁比例相对较高,为33.
6、3%～61.5%。东海道新干线除高架桥外,近50%的桥梁为钢桥和钢混结合梁桥,以后的几条新干线上钢桥的应用越来越少。出于养护维修方面的考虑,山阳新干线冈山以西开始大量采用板式整体无砟轨道,高架桥和混凝土桥的比例也越来越大,东北新干线混凝土桥占线路总长度的70%。新干线高架桥多采用钢筋混凝土刚架式高架桥和预应力混凝土箱形梁式高架桥。在地形平坦地段一般采用钢筋混凝土刚架式高架桥,地形起伏地段多采用预应力混凝土箱形梁式高架桥。韩国首釜高速铁路总长412km,最高运行速度为300km/h,桥梁比例27.1%。绝大部分桥梁采用预应力混凝土连续双线单箱梁,标准跨度为25m和40m两种。主要结构形
7、式为先简支后连续的预应力混凝土连续梁,预制梁均采用先张法预应力混凝土箱梁,3m×25m连续梁采用预制架设施工,2m×40m连续梁采用桥位现浇施工。中国台湾南北高速铁路总长345km,最高运行速度为300km/h,桥梁总长269km,桥梁比例达81.5%。主要以30m,35m跨度简支箱梁为主。其中,有139km的桥梁选择了预制架设施工方法,占全部桥梁的55.3%,曾经创下22个月架设1946孔梁的成绩。 1.2 中国高速铁路规划 按照《综合交通网中长
