高速铁路桥梁设计关键技术综述
发表时间：2017-10-11T12:14:21.900Z 来源：《基层建设》2017年第14期作者：张涛
[导读] 摘要：近年来，随着我国高速铁路的飞速发展，高速铁路的技术体系也在不断的完善，主要包括：工程建造技术、高速列车技术、列车控制技术、系统集成技术和运营维护技术。其中，由于我国自身地理环境的复杂性和多变性，对高速铁路的工程建造中桥梁建设的发展提出了越来越严格的要求。
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摘要：近年来，随着我国高速铁路的飞速发展，高速铁路的技术体系也在不断的完善，主要包括：工程建造技术、高速列车技术、列车控制技术、系统集成技术和运营维护技术。其中，由于我国自身地理环境的复杂性和多变性，对高速铁路的工程建造中桥梁建设的发展提出了越来越严格的要求。所以，本文对高速铁路桥梁设计关键技术进行探讨。
关键词：高速铁路；桥梁建设；设计特点；关键技术
一、铁路桥梁的分类
1、拱式桥
拱式桥由拱上建筑、拱圈和墩台组成。在竖直荷载作用下，作为承重结构的拱肋主要承受压力，拱桥的支座既要承受竖向力，又要承受水平力，因此拱式桥对基础与地基的要求比梁式桥要高。拱式桥按桥面位置可分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥。
2、悬索桥
悬索桥，是桥面支承在悬索（也称大缆）上的桥，又称吊桥。它是以悬索跨过塔顶的鞍形支座锚固在两岸的锚锭中，作为主要承重结构。在缆索上悬挂吊杆，桥面悬挂在吊杆上。由于这种桥可充分利用悬索钢缆的高抗拉强度，具有用料省、自重轻的特点，是现在各种体系桥梁中能达到最大跨度的一种桥型。
3、斜拉桥
斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。斜拉桥是—种自锚式体系，斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外，还支承在由塔柱引出的斜拉索上。按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。
4、刚构桥
刚构桥是指桥跨结构与桥墩式桥台连为一体的桥。刚构桥根据外形可分为门形刚构桥，斜腿刚构桥和箱形桥。箱形桥的梁跨、腿部和底板联成整体，刚性好，适用于地基不良的情况和既有线下采用顶推法施工。
二、我国高速铁路桥梁建设的设计特点
1、高架桥所占比例大
高架长桥多桥梁在高速铁路中所占的比例较大，主要原因是在平原、软土以及人口和建筑密集地区，通常采用高架桥通过。京津城际铁路桥梁累计长度占全线正线总长的比例为86.6％，京沪高速铁路为80.5％，广珠城际铁路为94.0％，武广客运专线为48.5％，哈大客运专线为74.3％。
2、大量采用简支箱梁结构形式
根据我国高速铁路建设规模、工期要求和技术特点，通过深入的技术比较，确定以32m简支箱梁作为标准跨度，整孔预制架设施工。预应力体系有先张法和后张法两种。少部分采用12m，16m跨度的T形梁，预制吊装。
3、大跨度桥多
受国情路况的制约，我国客运专线中，跨度达100m及以上的大跨度桥梁很多。据统计，在建与拟建客运专线中，100m以上跨度的高速桥梁至少在200座以上。其中，预应力混凝土连续梁桥的最大跨度为128m，预应力混凝土刚构桥的最大跨度为180m，钢桥的最大跨度为504m。
4、桥梁刚度大，整体性好
为了保证列车高速、舒适、安全行驶，高速铁路桥梁必须具有足够大的竖向和横向刚度以及良好的整体性，以防止桥梁出现较大挠度和振幅。同时，还必须严格控制由混凝土产生的徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形，以保证轨道的高平顺性。
5、限制纵向力作用下结构产生的位移
避免桥上无缝线路出现过大的附加力。由于桥梁结构的温度变化、列车制动、桥梁挠曲会使桥梁在纵向产生一定的位移，引起桥上无缝线路钢轨产生附加应力，过大的附加应力会导致桥上无缝线路失稳，影响行车安全。因此，要求桥梁墩、台具有足够的纵向刚度，以尽量减少钢轨附加应力和梁轨间的相对位移。
三、高速铁路桥梁建设的关键技术
1、大跨度桥梁设计建造技术
高速铁路桥梁通常宜采用小跨。但由于跨越大江、大河和深谷的需要，高速铁路大跨度桥梁的修建也不可避免，而我国高速铁路大跨度桥上速度目标值与其他路段保持一致，这也增加了大跨度桥梁的设计建造难度。主要设计建造技术包括：采用更高强度等级钢材、应用新型空间结构、研制大跨重载桥梁专用装置、采用深水基础施工新工艺等。
2、无缝线路桥梁设计建造技术
桥上无缝线路钢轨受力与路基上钢轨受力不同，桥梁自身变形和位移将使桥上钢轨承受额外的附加应力。为了保证桥上行车安全，设计应考虑梁轨共同作用引起的钢轨附加力，并采取措施将其限制在安全范围内。钢轨附加应力包括制动力、伸缩力和挠曲力。经过多年的专题研究，目前我国系统建立了无缝线路梁一轨作用的力学模型，通过相应的模型试验和实桥测试验证了分析模型和理论的可靠性，制定了相应的技术控制指标。
3、“车—线—桥”动力响应仿真技术
为保证列车高速、舒适、安全行驶，高速铁路桥梁必具有足够大的刚度和良好的整体性，以防止桥梁出现较大挠度和振幅。我国从20世纪80年代初就开始进行“车一线一桥”动力相互作用理论和应用研究，建立和发展了多种分析模型，制定了相应的评定标准。在铁道部组织的桥梁动力性能综合试验中，试验车创造了300km/h以上的速度纪录，验证了我国“车一线一桥”动力仿真分析方法的有效性和评定标准的