高速铁路桥梁设计关键技术综述
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高速铁路建设中的路基与桥梁设计优化随着城市化进程的推进,交通运输领域的发展迫切需要高速铁路的建设。
而高速铁路的设计优化对于确保运输系统的安全、高效运行具有至关重要的意义。
其中,路基与桥梁设计是高速铁路建设中的关键环节,需要进行全面且精确的优化。
一、路基设计优化路基是高速铁路的基础结构,直接影响着列车的行驶平稳性、安全性以及维护成本。
在路基设计中,需要考虑以下几个方面的优化:1.地质勘察和土力学分析:通过充分了解地下土质的情况,进行详细的地质勘察和土力学分析,以确定路基的设计参数。
这样可以确保路基在不同地质条件下具有足够的稳定性和承载力。
2.基床设计:在路基设计中,需要合理选择基床类型。
传统的土石填筑基床在施工周期长、施工难度大的情况下,可以考虑采用混凝土模块化路基。
这种路基具有模块化施工、工期短、稳定性好等优点,能够降低施工风险和维护成本。
3.排水设计:路基的排水设计是确保路基长期稳定运行的关键因素之一。
通过合理设计排水系统,可以避免水分对路基和桥梁结构的破坏。
优化排水系统的设计,可以采用透水材料作为路面,以提高路基的排水性能。
4.断面设计:高速铁路的路基断面设计应结合列车的运行速度和荷载特点,合理确定路基的宽度和高度。
断面设计的优化可以降低路基的工程量,并提高路基的纵向和横向稳定性。
在路基设计优化中,必须充分考虑工程的可行性和经济性,合理平衡各项设计指标,确保高速铁路建设的可持续发展。
二、桥梁设计优化高速铁路中桥梁是承载列车荷载的重要结构,直接关系到线路的安全和舒适性。
在桥梁设计中,需要进行如下几个方面的优化:1.材料选择:选择合适的材料对于桥梁的设计和施工具有重要影响。
在高速铁路桥梁设计中,常用的材料包括钢结构、混凝土结构等。
根据桥梁的功能和负荷要求,合理选择材料,以提高桥梁的承载能力和使用寿命。
2.结构形式:根据不同地理条件和桥梁的功能要求,选择合适的桥梁结构形式。
常见的桥梁结构包括梁式桥、拱桥和斜交桥等。
关于高铁桥梁设计要求的论述摘要:按照高速铁路的设计要求,在确保铁路桥梁施工的设计要求下,确保施工的安全,最终达到符合标准的铁路桥梁的交付。
这些都需要在实际设计中,满足不同的设计要求,在局部范围内,进行实地测量,加强对铁路桥梁的维护性设计,进行有效安全施工是取得成功的基本。
关键词:列车荷载、速度指标、新型空间结构高速铁路桥梁的总体设计要求1、设计要求线路平面连续梁、钢梁及较大跨度桥梁宜设在直线上困难条件可设在曲线上。
正线线路平面平曲线半径、缓和曲线长度及相邻曲线间的夹直线均应满足线路的要求。
高速铁路桥梁技术标准设计行车速度350 -250、300-/200、250/-200、250-/160,最大半径12000/m,线路平曲线半径表m简支梁以直代曲连续梁桥梁中线为曲线。
线路纵断面区间正线的最大坡度不宜大于20,困难区段也不大于30/,正线最小坡段长度及竖曲线半径应满足线路要求。
设计行车速度350-300km//h,一般条件最小波段长2000m,困难条件最小坡段长900m,最小竖曲线半径25000m。
线路横断面桥梁直线、曲线梁上线间距相同轨道超高由轨道板底座调整桥面根据轨道结构形式设置六面排水或四面排水横坡。
轨道的超高一般为170毫米。
结构耐久性桥梁结构主体结构的设计使用年限为100年,无砟轨道主体结构的设计使用年限应不小于60年。
设计行车速度350-250km//h,最小线间距5.0m、活载模式高速铁路的列车荷载是高速铁路桥梁设计的最重要参数之一直接影响结构的安全度和建造成本。
活载的图式影响参数线路上运行的机车车辆本身的参数如列车类型、轴距、轴重、编组以及车辆将来的发展运输模式单一的客运或客货共运速度指标不同结构体系的加载方式等。
不同规范的核心问题在于活载模式的不同。
2、动力系数京沪高速铁路采用的桥梁设计活载图式,并非单一的轻型高速模式,而是概括了轻型、重型并存,高中速混运的UIC 活载的模式,这是一种概化的活载图式,制定动力系数也必须与之相适应。
高速铁路工程中的桥梁设计与施工技术随着国家铁路建设的不断推进,高速铁路工程的兴起对桥梁设计与施工技术提出了更高的要求。
高速铁路桥梁的设计与施工需要考虑工程质量、安全性和经济性,以确保铁路运行的平稳和顺畅。
本文将重点探讨高速铁路工程中的桥梁设计与施工技术。
一、桥梁设计技术1. 高速铁路桥梁的种类高速铁路桥梁包括斜拉桥、悬索桥、钢桁梁桥、混合结构桥等多种类型。
每种桥梁类型都有其独特的特点和适用范围,在设计过程中需要综合考虑地质条件、交通组织、气候条件等因素,选择最合适的桥梁类型。
2. 桥梁荷载和结构计算高速铁路桥梁的设计需要充分考虑列车荷载、温度荷载、地震荷载等因素,并进行合理的荷载组合和结构计算。
桥梁的承载能力要满足设计要求,并保证结构的稳定性和安全性。
3. 桥梁抗倒桩设计高速铁路桥梁的抗倒桩设计是保证桥梁稳定性的关键因素。
通过对桥墩、桥台等部位的抗倒处理,可以降低地震和风荷载对桥梁的影响,提高桥梁的整体抗倒能力。
4. 桥梁施工图设计在桥梁设计阶段,需要编制详细的施工图纸,包括桥梁各构件的尺寸、材料、连接方式等信息。
施工图的准确性和完整性对于保证高速铁路桥梁的施工质量至关重要。
二、桥梁施工技术1. 桥梁基础施工桥梁基础施工是桥梁构造的基础,需要进行地基处理、基础防水、灌浆和桩基施工等工序。
施工人员需全面了解地基条件,采用合适的施工方法和工艺,确保桥梁基础的稳固和不受地质影响。
2. 桥梁上部结构施工桥梁上部结构施工包括梁体施工、墩身施工、桥台施工等工序。
在施工过程中,需要合理安排施工顺序,保证施工的连贯性和统一性。
同时,施工人员需掌握准确的测量和模板工艺,确保桥梁结构的准确度和稳定性。
3. 桥梁装修和防护高速铁路桥梁施工完成后,还需要进行桥面防水、路面铺装、护栏安装等工序,以增加桥梁的使用寿命和安全性。
在桥梁装修和防护工作中,施工人员需使用优质材料和先进技术,确保施工质量和桥梁的可靠性。
4. 桥梁验收和监测高速铁路桥梁施工结束后,还需要进行工程验收和桥梁监测。
浅谈高速铁路桥梁技术刘忠华发布时间:2022-07-12T10:52:33.595Z 来源:《建筑模拟》2022年第5期作者:刘忠华[导读] 我国高速铁路桥梁的建设发展迅速,高速铁路桥梁在高铁建设中起到了至关重要的作用。
本文全面介绍了高速铁路桥梁的特点,我国高遠铁路桥梁的主要设计标准及主要结构型式,提出了在基础理论研究、新技术的应用方面与国外存在的差距及急需解决的问题。
中建二局第三建筑工程有限公司摘要:我国高速铁路桥梁的建设发展迅速,高速铁路桥梁在高铁建设中起到了至关重要的作用。
本文全面介绍了高速铁路桥梁的特点,我国高遠铁路桥梁的主要设计标准及主要结构型式,提出了在基础理论研究、新技术的应用方面与国外存在的差距及急需解决的问题。
关键词:高速铁路桥梁、特点、结构形式1前言桥梁是客运专线土建工程中重要组成部分,比例大、高架桥及长桥多。
客运专线桥梁的主要功能是为高速列车提供稳定、平顺的桥上线路。
桥上线路与路基上、隧道中的线路不同,由于桥梁结构在列车活载通过时产生变形和振动,并在风力、温度变化、日照、制动、混凝土徐变等因素作用下产生各种变形,桥上线路平顺性也随之发生变化。
因此,每座桥梁都是对线路平顺的干扰点。
尤其是大跨度桥梁。
为了保证高速列车的行车安全和乘坐舒适,高速铁路桥梁除了具备一般桥梁的功能外,首先要为列车高速通过提供高平顺、稳定的桥上线路。
2高速铁路桥梁的特点高速铁路上的桥梁,除须满足一般铁路桥梁的要求外,还需满足一些特殊的要求,这是因为在高速列车运行条件下,结构的动力响应加剧,从而使列车运行的安全性、旅客乘坐的舒适度、荷载冲击、材料的疲劳、列车运行时的噪声、结构的耐久性等等问题都与普通铁路不同。
所以,桥梁结构必须具有足够的强度和刚度,必须保证可靠的稳定性和保持桥上轨道的高平顺状态,使高速铁路的桥梁结构能够承受较大的动力作用,具备良好的动力特性。
高速列车的运营要求较高,能用于检查、维修的时间有限。
文章编号:1009-6825(2011)06-0155-02高速铁路桥梁设计关键技术综述甘军华摘 要:针对高速铁路桥梁这一新的结构,结合轨道结构对桥梁的要求,论述了其设计特有的主要指标及关键技术,并对有碴轨道桥梁和无碴轨道桥梁的设计作了探讨,对高速铁路桥梁设计有一定的指导意义。
关键词:高速铁路,桥梁,设计中图分类号:U448.13文献标识码:A 就高速铁路桥梁而言,可分为高架桥、谷架桥和跨越河流的一般桥梁。
由于高速铁路的运营密度及对舒适性、安全性的要求均高于普通线路,因此对桥梁结构的要求也更高。
1 桥上道岔地段无缝线路及桥梁结构设计线路和桥梁联系的中断会造成钢轨的破裂和线路变形,因此线路和桥梁的相互作用已成为铁路桥梁设计和维护的核心。
两者间相互作用引起的钢轨位移和外加应力需要进行计算和限制,这样才能确保对桥梁和线路影响的控制以及确保桥梁和线路的正常使用。
1)道岔的相对允许位移量。
道岔的相对允许位移量见表1。
道岔被看作是无缝线路的一部分,也被纳入无缝线路。
所有道岔中的接头都是焊接的;绝缘钢轨接头被认为是无缝线路的中断。
在道岔焊接过程中,须区分中间焊接接头和无缝线路焊接接头。
中间焊接接头可在任何轨温下进行,而对于最终焊接接头,须考虑锁定轨温。
表1 道岔的相对允许位移量m m 类型钢轨扣件轨枕总计一般情况200.71.522尖轨200.71.522辙叉,高速道岔R≥3000m00.71.52.2辙叉,高速道岔30.71.55.2 2)道岔要求。
伸缩缝和尖轨始端之间的最小距离的规定取决于桥梁长度,见表2。
表2 桥梁长度及伸缩缝和尖轨始端之间的最小距离m 桥梁总长最小距离41~601061~902091及以上30 3)轨道桥梁相互作用和道岔桥梁相互作用。
由于道岔引起的轨道力必须考虑,道岔的几何结构要在结构模型中加以适当考虑。
道岔的几何结构和机械性能,特别是不同扣件的性能,须在相互作用计算中加以考虑。
4)支座布置。
浅论我国高速铁路桥梁建设的设计特点与关键技术摘要:现代社会发展的越来越快,我国在建造高速铁路桥梁的技术也有了非常快速度的发展。
高速的铁路建设技术需求也越来越高,这也是现代关键技术重要的一部分。
本文以我国的告诉铁路桥梁建设中的设计为论点,分析了目前告诉铁路桥梁中使用的关键技术。
关键词:高速铁路;桥梁;设计特点;关键技术一、我国高速铁路桥梁的设计特点目前我国的高速铁路建设中,设计者对桥梁的设计和建筑技术是桥梁建设设计中重要的部分。
它的主要作用是提高稳定平缓的线路,确保高速的列车在桥上安全顺利行驶,保证乘客坐的舒适和安全。
1.1地址复杂我国的幅员比较辽阔,不同方向的地区地质条件也不同,有很大的差异。
比如东沿海、大河大江两岸,它们的冲洪积平原内陆湿地海陆相沉积层都终于要由软松土组成;有湿陷性质的黄土地地区则具体在中西部的黄土高原和黄河流域等地区。
很多铁路也会有一些分布不均匀的石灰岩溶地区。
这些复杂的地质问题给高速铁路桥梁的建设带来一定的难度,设计首先要根据附近地质条件来确定正确、安全的桥梁基础结构。
1.2桥梁比例过大高速铁路在建设中通常都会以观察建筑物和地基的变形问题,其次控制施工之后的沉淀,以少占两天和保护环境、利于保养等宗旨来综合考虑。
在经过桥梁和路基工程技术的比较之后来扩大比例,最后建立高架桥。
1.3结构采用简支箱梁我国在告诉铁路的桥梁修建中,因规模、施工期限和技术要求等特点多用32m的简支箱梁来确定要求的跨度距离、整孔施工。
有砟、五砟两种轨道整孔合称为预制结构,预应力的体系分为先、后张法。
整体来定义就是在时速为350km的后张法,采用32m,箱梁体积为329.7m?,整体重达819t。
其中有效部分会采用跨度为t型的樑来预制吊装。
1.4 多数跨度大的桥梁因碍于我国的路况的问题,在国内的客运专线中,跨度大于100m 的桥梁很多。
有调查显示,在拟定的客运专线高速桥梁中,跨度在100m以上的高速铁路桥梁有200座左右。
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高铁大跨连续梁施工关键技术研究
高铁大跨连续梁施工是高速铁路建设中的重要环节,其关键技术研究对于保证施工质量和工期的控制具有重要意义。
本文将从设计、制造、运输、安装等方面对高铁大跨连续梁施工的关键技术进行研究和分析。
首先是设计方面的关键技术。
高铁大跨连续梁的设计需要考虑诸多因素,如施工限制条件、荷载参数、梁体结构等。
在设计中,需要进行复杂的计算和模拟分析,确定梁体的截面形状、尺寸和材料的选取,以保证梁体的受力性能和使用寿命。
其次是制造方面的关键技术。
高铁大跨连续梁的制造需要高精度的工艺和设备支持。
首先是钢筋混凝土梁体的制作,需要控制混凝土的配合比、浇注质量和养护条件,以确保梁体的强度和耐久性。
其次是预应力钢束的张拉和锚固,需要保证钢束的预应力力值和锚固质量。
还需要控制梁体的几何形状和表面质量,确保梁体的平整度和精度要求。
再次是运输方面的关键技术。
高铁大跨连续梁的运输是整个施工过程中的最关键环节之一。
由于梁体的尺寸庞大、重量较大,运输过程中需要保证梁体的安全和稳定。
通常采用的是大型专用运输车辆进行运输,需要进行详细的路线规划、交通管制和安全措施,以确保梁体的顺利运输和避免交通事故。
最后是安装方面的关键技术。
高铁大跨连续梁的安装需要大型起重设备的支持,如龙门吊、塔式起重机等。
在安装过程中,需要注意控制起吊过程中的变形和位移,保证梁体与桥墩的连接质量和稳定性。
还需要进行精确的位置调整和调整,确保梁体与桥墩的匹配精度,以满足设计要求。
环球市场/施工技术-244-高速铁路桥梁设计关键技术综述 施勇锋中铁第四勘察设计院集团有限公司摘要:随着社会的进步,我国交通建设取得了巨大的成就,尤其是高速铁路建设取得了空前的发展,并且目前我国高速铁路建设正处于一个飞速发展的时期,它的发展不仅推动了我国经济的发展,而且为人们的出行带来了便利。
高速铁路建设离不开桥梁的设计,桥梁的质量直接关系着列车的运营安全和旅客的舒适度,桥梁技术已经成为了高速铁路建设中的核心技术,因此对高速铁路桥梁的设计特点和施工技术准备进行研究是非常重要并且具有现实价值的。
关键词:高速铁路桥梁;设计技术;设计特点1高速铁路桥梁的主要特点1.1刚度要求高速铁路车速比提速列车的速度要高得多,为保证列车过桥的平稳性和旅客的舒适度,对桥梁的刚度要求相当严格。
表1是我国高速铁路设计规范规定的挠度限值和普通铁路桥梁竖向刚度要求的对照表。
多孔桥梁(指简支多跨)限值比单跨更严,这是因为梁端转角大小对车辆加减载作用以及对桥梁的冲击作用影响很大,多孔简支梁梁端处存在相邻两梁端转角,该处折角是两端转角的叠加,冲击作用将更加剧烈,因此要比单孔梁单一转角限制得更严。
国外高速铁路竖向刚度的要求比我国规定值更严,如日本要求单跨梁为L/1600,多跨梁根据跨度不同其竖向刚度限值在L/1800~L/2000。
对于桥梁的横向刚度,各国规定相差不多,基本都是要求静力计算所得的横向挠度不大于跨度的1/4000。
表1 我国高速铁路和普通铁路的桥梁竖向扰度限值跨度范围设计速速L ≤40m 40m <L ≤80mL >80m 250km/h L/1400L/1400L/1000300km/h L/1500L/1600L/11003500km/h L/1600L/1900L/1500普通铁路钢筋混凝土和预应力混凝土梁L/800普通铁路简支钢桁梁、钢板梁L/9001.2 动力性能在高速铁路桥梁动力性能演变及服役安全研究方面,需要加强关键材料劣化、结构部件损伤对桥梁动力性能的影响研究,开展多种不利因素共同作用下桥梁服役性能劣化行为与规律研究,要建立材料变异、结构损伤、环境及灾害等耦合作用下高速铁路桥梁服役性能演变和状态控制的关键技术指标体系,确立基于车桥响应预测和长期监测数据的桥梁结构损伤评估与预警方法。
高速铁路桥梁设计高速铁路桥梁是当今交通建设中的关键组成部分,它在连接各个城市和地区,提高运输效率,促进经济发展方面扮演着重要的角色。
为了确保高速铁路桥梁的安全和可靠性,设计师们需要考虑多种因素,如荷载、地质条件和结构特点。
本文将探讨高速铁路桥梁设计的关键要素,并提出一些现代技术和方法。
1. 荷载分析高速铁路桥梁需要承受巨大的静态和动态荷载。
静态荷载包括自重和行车荷载,而动态荷载则包括列车高速行驶时的振动荷载。
设计师应该考虑不同速度和车型对桥梁的影响,并采取适当的修正系数来确保结构的安全。
2. 结构选择高速铁路桥梁可以采用多种结构形式,如梁式桥、拱桥和悬索桥。
结构选择应该综合考虑地质条件、跨度要求和工程经济性。
在确定结构类型时,设计师还应该考虑材料的可获得性和施工难度。
3. 施工技术高速铁路桥梁的施工技术对于结构的质量和安全至关重要。
设计师需要与施工团队密切合作,确保施工过程中的质量控制和安全管理。
现代技术如施工模拟和监测系统可以提供及时反馈,帮助设计师和施工人员解决问题。
4. 地质调查地质条件对于高速铁路桥梁设计具有重要影响。
设计师需要进行详细的地质调查,了解地下水位、土壤类型和地质构造等因素。
这些信息可以帮助设计师确定桥梁的基础类型和加固措施,确保结构的稳定性和可持续性。
5. 抗震设计地震是高速铁路桥梁设计中必须考虑的因素之一。
设计师需要根据地震区域和设计要求,确定抗震设防水平,并采取相应的抗震措施。
这包括使用抗震材料、增加桥梁的刚度和采用适当的减震装置。
6. 维护与保养高速铁路桥梁的维护和保养对于其寿命和运行安全至关重要。
设计师应该考虑到维护的方便性和经济性,并根据结构特点提出相应的保养建议。
定期巡查、检测以及必要的维修工作能够延长桥梁的使用寿命和保证运行安全。
总结:高速铁路桥梁设计需要综合考虑荷载分析、结构选择、施工技术、地质调查、抗震设计以及维护与保养等方面。
通过合理的设计和施工,高速铁路桥梁可以提供可靠和高效的交通运输服务,进一步推动地区经济的发展和交流。
高速铁路建设中的技术难题与突破在高速铁路建设中,技术难题涉及到多个方面,包括轨道技术、桥梁技术、车辆技术等等。
本文将重点探讨高速铁路建设中常见的技术难题,并讨论一些已经取得的突破。
一、轨道技术的难题与突破高速铁路的轨道技术是保障列车稳定行驶的重要因素之一。
然而在实际建设过程中,常常会遇到以下难题:1. 高速列车行驶对轨道的要求高:高速列车需要更加平整、强度更高的轨道,相较于传统铁路来说,这对轨道的设计和施工提出了更高的要求。
2. 高速列车运行的振动和噪声问题:相较于传统铁路,高速列车的振动和噪声问题更加突出,对轨道的设计和材料选择提出了更高的要求。
为了解决这些难题,工程师们进行了大量的研究与实践,取得了一系列突破:1. 新型轨道材料的应用:使用了更加强度高、耐疲劳性能更好的材料,提高了轨道的使用寿命和稳定性。
2. 轨道设计优化:通过改进轨道几何构型、提高轨道的平整度和纵向坡度控制精度等手段,减小了列车行驶中的振动和噪声。
3. 轨道基础技术的创新:采用复合材料和特殊结构设计,增强了轨道的强度和稳定性。
二、桥梁技术的难题与突破在高速铁路建设中,桥梁是不可或缺的一部分,但也存在一些技术难题:1. 高速列车对桥梁的荷载要求高:高速列车的车型和重量对桥梁结构的承载能力提出了更高的要求。
2. 桥梁的耐久性问题:高速列车的运行速度快,频繁的列车行驶对桥梁的耐久性提出了挑战。
为了解决这些难题,工程师们进行了大量的创新与研究:1. 桥梁结构优化设计:通过优化桥梁的结构形式和材料选择,提高了桥梁的承载能力和耐久性。
2. 异形桥梁设计:针对具体地质环境和交通需求,采用了异形桥梁设计和施工技术,提高了桥梁的适应性和稳定性。
3. 桥梁材料的创新:使用了更加耐久、抗腐蚀性能更好的材料,提高了桥梁的使用寿命。
三、车辆技术的难题与突破在高速铁路建设中,车辆技术是确保列车稳定运行的关键。
以下是常见的技术难题:1. 高速列车运行对车体稳定性的要求高:高速列车在高速运行时需要具备较好的稳定性,这对车体结构和悬挂系统提出了高要求。
我国高速铁路桥梁建设的设计特点与关键技术桥梁建设作为高速铁路土建工程的重要组成部分,桥梁设计与建造技术已成为现代高速铁路建设中关键技术之一。
高速铁路桥梁一、中国高速铁路桥梁设计特点桥梁是构建铁路本体的重要基本工程结构之一,也是铁路建设的关键技术。
在高速运行的环境、技术要求以及我国特有的国情条件下,桥梁设计、建造和检测等许多方面具有与国外高速铁路以及我国传统铁路不同的要求和特点。
1、地质条件复杂多样我国幅员辽阔,东西南北地质地形条件差异很大。
比如,东部沿海地带、大江大河两岸的冲洪积平原和海陆相沉积层以及内陆湿地主要以软土、松软土为主;中西部黄土高原、黄河流域冲积平原主要为湿陷性黄土地区;一些线路还会遇到广泛分布的不良地质石灰岩岩溶地区等。
极为复杂的地质条件为高速铁路桥梁的修建带来很多难题,应根据沿线地质特性确定合理的基础类型和桥梁结构。
2、高架桥多、桥梁比例大在高速铁路建设中,综合考虑建筑物与地基变形、控制工后沉降、少占良田、环境保护以及维修养护等多种因素,通过桥梁与路基工程的技术经济比较,加大桥梁比例,修建高架桥(例如,在建的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 % )。
3、重视抗震设计高速铁路在未来国家发展中所占据的重要位置就对其自身的各方面性能提出了更高的要求,经历了汶川震灾后,结构抗震性能的优劣显得更加至关重要。
高速铁路桥梁的抗震性能也就成了高速铁路抗震设计的核心环节。
新颁布的铁路抗震规范,提出了三水准两阶段设计的原则,在多遇地震下,桥梁结构按弹性理论设计,不允许结构产生大的损伤和破坏。
罕遇地震下,桥梁结构按弹塑性理论设计,引入延性设计方法,允许结构产生可修复的损伤和破坏,但结构物不得倒塌。
从而使“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计原则在规范标准体系中得以体现。
高速铁路桥梁设计I. 简介高速铁路桥梁设计是现代化交通基础设施建设中的重要组成部分。
本篇文章将探讨高速铁路桥梁设计的背景、关键考虑因素以及设计要点,以期为相关研究人员和工程师提供有益的参考。
II. 背景高速铁路桥梁设计的意义和要求随着交通运输的发展不断扩大。
在现代社会中,高速铁路架起了城市之间、国家与国家之间的快速通道,因此桥梁设计的安全性、耐久性和经济性显得尤为重要。
III. 关键考虑因素高速铁路桥梁设计需要综合考虑多个因素,包括但不限于以下几个方面:A. 轨道线路要求:根据高速铁路的设计要求,考虑桥梁与轨道线路的连续性和稳定性。
B. 环境影响:考虑桥梁所处地理环境、气候、地质条件等因素对桥梁结构的影响,并采取相应的防护措施。
C. 载荷与荷载标准:根据高速铁路的运营条件和要求,合理确定桥梁的设计承载能力,同时考虑动荷载、静荷载等各种荷载状况。
D. 桥梁结构材料:选择适合高速铁路桥梁设计的材料,如钢材、混凝土等,并进行相应的材料试验和力学性能分析。
E. 地基基础工程:确保桥梁的地基基础工程安全可靠,以提供良好的支撑和稳定性。
IV. 设计要点高速铁路桥梁设计的要点在于结构的强度、稳定性和耐久性。
A. 结构强度:合理确定桥梁梁体的布置形式、截面形状和尺寸,设计合适的桥墩间距,以提供足够的承载能力和刚度。
B. 结构稳定性:采取合理的构造设计和加固措施,以保证桥梁在各种荷载作用下的稳定性,如采用合理的抗倾覆设计和止振措施等。
C. 结构耐久性:在材料的选择和施工过程中充分考虑桥梁的耐久性,包括抗腐蚀、抗震性能、防水性能等。
V. 结论高速铁路桥梁设计是一个复杂而关键的工程领域。
本文介绍了高速铁路桥梁设计的背景、关键考虑因素和设计要点。
在未来的发展中,随着科技的进步和需求的增加,高速铁路桥梁设计将面临更多挑战和机遇。
因此,有必要进行更深入的研究和创新,以满足日益增长的交通需求和提高交通运输的效率。
附注:本文根据高速铁路桥梁设计的主题特点,以分小节论述的方式展开。
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。
铁科院(北京)工程咨询有限公司陕西西安 710100
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
可信性。
通过多年科研攻关和工程实践,基本掌握了高速铁路“车一线一桥”动力响应作用机理。
4、无砟轨道桥梁设计建造技术
在无砟轨道桥梁设计中追求构造简洁、美观.力求标准化、便于施工架设和养护维修,确保其足够的耐久性和良好的动力性能,关键在于解决梁体的刚度和变形控制技术。
通过对梁体的竖向挠度、水平挠度、扭转角、竖向自振频率等主要技术参数的研究,以及对预应力混凝土梁徐变上拱的控制研究,使桥梁结构能够满足无砟轨道铺设条件。
目前我国已基本掌握了高速铁路无砟轨道桥梁的设计建造技术。
5、车站桥梁设计建造技术
集铁路、地铁、地面交通为一体的大型综合交通客站从桥梁角度来说有两种类型,为房内设桥和桥上设房。
北京南站、上海虹桥站采用房内设桥方式要综合考虑各种因素,重点解决温度应力缝设置、结构综合受力分析以及合理控制工程量等问题;新武汉站、新广州站采用桥上设房方式,桥梁承载了巨大的站房荷载,且多以集中荷载的方式作用于桥上,桥梁结构设计极其复杂,其关键是要上下结合巧妙布置,使站房的力尽快传于桥墩上,并合理控制桥梁桥墩变形对站房结构的影响。
6、高架长桥快速施工技术
正在建设的高速铁路桥梁长度占线路长度的比例远远大于普通铁路,并出现了一些长度大于10km、甚至达到上百千米的特长高架桥。
标准跨度简支梁一般采用在沿线现场预制梁厂集中预制,并以配套运架设备逐孔架设的施工方法,特殊跨度的连续梁采用原位浇筑的施工方法。
通过工程实践,形成了一系列成熟的标准梁制、运、架工艺及相应装备,高质量、高速度地实现了特长桥梁的建造。
7、桥梁基础沉降控制技术
在地层为软土、松软土地段,沉降是桥梁基础设计的主控因素,对工程投资影响巨大。
通过对大量实测数据进行沉降曲线与沉降趋势的分析比较,提出桥梁群桩基础沉降计算采用“剪切变形传递法”及“分层总合法”;桥梁明挖基础及涵洞基底不处理基础沉降计算采用“规范法”(分层总和法);基底为换填或旋喷桩处理的涵洞基础沉降计算则采用“复合模量法”(EC法)与“分层总和法”相结合的方法。
目前,我国基本掌握了高速铁路桥梁基础沉降控制技术。
结束语
通过我国高速铁路的发展、设计、研究,不断完善了我国高速铁路桥梁设计技术,大部分关键技术已经得到良好的运用。
本文所述仅触及桥梁建设的初步问题。
随着高速铁路的大规模建设,我们必须进行技术创新才能满足高速铁路建设的需求。
参考文献:
[1]尚顺邦,陈丰兰.中国高速铁路桥梁建设的发展[J].价值工程.2013(19)
[2]陈强.浅谈我国高速铁路桥梁建设的设计特点[J].黑龙江科技信息.2011(10)。