某中低速磁浮试验线桥梁总体设计
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收稿日期： 2018 08 09； 修回日期： 2018 08 20 作者简介： 张文斌（ 1983—） ，男，高级工程师，2006 年毕业于兰州交通 大学桥梁工程专业，工 学 学 士，主 要 从 事 桥 梁 设 计 研 究 工 作，E-mail： zhangwenbin@ t5y．cn。
当前国内已运营的长沙机场快线、北京 S1 线最高速度 仅 100 ～ 120 km / h，无法满足如市域、长距离旅游线等 对更高速度（ 120 ～ 160 km / h） 的迫切需求，急需对现有 中低速磁浮技术进行提升与改进。因此，有必要建设 一条用于磁浮技术测试和研究的工程试验线路作为中 低速磁浮技术发展的基础平台，为磁浮系统的进一步 成熟和完善提供有力的技术保障［1 5］。
简单。因此，本线高架区间轨道梁采用“抱轨”式小箱 梁，可根据现场情况采用预制吊装或支架现浇方案。 3. 1. 3 常用跨度的选择
根据国内轨道交通工程设计经验，区间标准梁的 经济跨度为 20 ～ 35 m。桥梁跨度越大，则桥下视线通
第6期
张文斌，文功启—某中低速磁浮试验线桥梁总体设计
95
透性就越好，也更容易避开地下管线。中低速磁浮轨 道交通对轨道梁的刚度要求较高，为满足刚度及结构 受力要求，轨道梁跨度越大则其梁高越高，截面尺寸也 相应加大，梁部经济指标也就越大，基础和墩身经济指 标随跨径的增加而递减，具体经济指标见表 2。
经表 1 比较，综合考虑技术经济性、施工便捷性、 线路后期维 护、景 观 效 果 等，“抱 轨 式 ”小 箱 梁 方 案 顺 应磁浮交通 独 特 的“抱 轨 ”运 行 方 式，结 构 形 式 合 理， 在施工、结构 噪 声、景 观 效 果 等 方 面 优 于“梁 上 梁 ”箱 梁方案，且截面外形规则，模板加工难度小，施工工艺
第 63 卷 第 6 期 2019 年 6 月
文章编号： 1004－2954（ 2019） 06－0093－04
铁道标准设计 ＲAILWAY STANDAＲD DESIGN
Vol．63 No．6 Jun． 2019
某中低速磁浮试验线桥梁总体设计
张文斌，文功启
（ 中铁第五勘察设计院集团有限公司桥梁设计院，北京 102600）
通过表 2 比较可知： 25 m 跨度简支箱梁综合经济 指标明显低于 20，30，35 m 跨度简支箱梁的综合经济 指标。另因 20，25 m 简支箱梁质量较小，对运梁车及 架桥机的运架能力要求较低，箱梁的运输及架设也更 加便利。磁浮工程标准轨排长度为 12. 5 m，轨排与轨 排之间需设置伸缩接头。采用 25 m 简支梁跨度能较 好地适应标准轨排布置，同时也能减少伸缩接头数量。 国内已建成的长沙中低速磁浮交通工程及北京 S1 线 简支梁标准跨度均为 25 m。
本试验线线路正线全长 5. 44 km，新建桥梁 2 座， 桥梁全长5 274. 3 m，桥梁占比 97. 0%。工程范围内地 质条件较好，基础持力层多为泥质粉砂岩和砾岩，场地 地震动峰值加速度为 0. 05g。
2 主要设计原则及技术标准
根据试验线所采用的车型、现场工程条件、线路要
94
铁道标准设计
板、H 型钢枕的结构形式。本工程所处环境作用等级 截面的整体性强，抗扭刚度大，其动力特性也比较优
分别为碳化环境 T1、化学侵蚀环境 H1。
越，所以，目前的磁浮桥梁基本上都采用箱形截面。磁
3 桥梁主体结构设计
浮轨道交通与跨坐式单轨交通类似，车辆需抱轨运行， 轨道梁梁部结构可选择“抱轨”式小箱梁方案或“梁上
根据试验线的设计原则、功能要求，综合轨排、接 触轨等设备的结构形式，并考虑“抱轨”式轨道梁自身 特点，桥面仅预留承轨台基座、漏缆、CP Ⅲ立柱等设备 布置空间即可，其他无法在桥面布置的信号机、通信天 线等立柱采用墩顶牛腿预留安装条件。桥面不需要局 部加宽，桥面布置简洁、整齐、桥面宽度统一。具体布 置见图 3。 3. 2界要求等，合理选择桥梁结构及相关附属结构方 案，以实现试验线功能［6 9］。在满足结构刚度要求以
综上所述，为了减少设置轨排特殊接缝，避免对行车的 干扰，本次设计推荐采用简支梁结构。
及有关规范的前提下，应尽可能优化桥梁结构尺寸。
3. 1. 2 轨道梁梁型选择
试验线采用单线，结构设计使用年限为 100 年，最
3. 1 标准桥跨结构选型
梁”箱梁方案。见图 1、图 2。两种梁型优缺点比较见
3. 1. 1 结构体系的选择
表 1。
城市轨道交通高架结构受力体系主要有： 简支体
系、连续体系两种。在连续结构中，制动墩承受的水平
力较大，相比于非制动墩其结构尺寸偏大，对全线的整
体景观效果影响较大。虽可采用多制动墩的办法减小
1 工程概况
中低速磁浮是我国具有自主知识产权的新技术， 也是城市轨道交通中较为先进的技术。它具有环保、 安全性高、爬坡能力强、转弯半径小、建设成本低等优 点，适用于城市市区、近距离城市间及旅游景区的交通 连接。未来我国三、四线城市也将进入到轨道交通建 设的黄金期，而作为中等运量轨道交通的磁浮市场发 展前景巨大。磁浮市场发展壮大的同时必将面临许多 车辆制造和工程建设等方面技术难题的挑战，尤其是
Abstract： In order to reduce the cost and difficulties of bridge construction for medium and low speed maglev projects and make it more competitive over straddle type monorail，this paper addresses the selection of track beam structural system，beam and pier types，economical span and construction method based on a test line project of medium and low speed maglev． Bridge deck layout，equipment installation and pipeline arrangements are optimized in consideration of the unique running manner of maglev vehicles． This paper provides an optimized track beam structural system and its construction method based on the requirements for safe and comfort operation，and existing design codes and standards． Key words： Ｒail transit； Medium and low speed maglev； Test line； General design； Bridge structure； Track beam
1. 设置箱梁作为承重梁，桥面较宽，能够提供充足的空间进行电缆敷设以及检 修、救援逃生通道的设置； 2. 桥上设备安装及检修维护也比较方便
缺点
1. 桥上轨道、电缆等检查维修相对困难； 2. 桥面较窄，桥上施工及检修空间小
1. 该方案采用上层为承轨梁、下层为轨道梁的形式，承轨梁作为车辆走行轨道， 基本不参与结构受力，材料浪费，而轨道梁梁高及桥面顶宽均较“抱轨式小箱梁 方案”中的轨道梁工程体量要大，经济性差； 2. 承轨梁需在箱梁施工完成后现浇施工，工序繁琐，工期更长，而且曲线段承轨 梁需扭转，现浇施工时模板加工复杂、定位困难，施工精度难以保证； 3. 箱梁与承轨梁的结构组合高度较高，景观效果一般； 4. 箱梁如采用预制架设施工方案，其体量较大，梁体运架设备通过小半径曲线困 难，项目中的控制节点，也可能造成架桥机多次转场，投资大幅增加，影响工期
General Bridge Design of Medium and Low Speed Magnetic Levitation Test Line
ZHANG Wen-bin，WEN Gong-qi
（ Bridge Design Institute，China Ｒailway Fifth Survey and Design Institute Group Co．，Ltd．，Beijing，102600）
从经济性、景观效果及施工便捷方面的综合比较， 结合国内已建工程经验，从结构受力要求以及架梁能 力需要，推荐高架区间标准段轨道梁以 25 m 作为主要 跨径，优先采用 20 m 作为调整跨径［12 14］。 3. 1. 4 轨道梁施工方法
本线轨道梁采用小箱梁，形状规则、跨度适中，且 桥梁长度 5. 43 km，累计标准轨道梁梁长约 4. 885 km， 共计约 200 片预制箱梁，规模较大。从经济、施工便 捷、保证轨 道 梁 施 工 质 量、预 埋 件 准 确 定 位 等 方 面 考 虑，推荐采用以预制架设为主的施工方案，箱梁在梁场 预制，通过地面交通运输至桥位，利用履带吊车吊装， 最后落梁完成梁体架设施工。 3. 1. 5 桥面布置
表 2 各种跨度简支箱梁经济指标比较
万元 /延米
部位 梁部 墩身 基础 综合经济指标
L = 20 m 1. 71 0. 51 1. 21 3. 43
L = 25 m 1. 71 0. 45 1. 09 3. 25
L = 30 m 2. 05 0. 38 1. 08 3. 51
L = 35 m 2. 24 0. 32 0. 99 3. 55
单个制动墩承受的水平力，以达到减小制动墩尺寸的
目的，但增 加 了 安 装 固 定 支 座 的 难 度，施 工 精 度 要 求
高。因此，连续梁体系存在一定的不足。同时，连续梁
结构的温度跨度较长，梁端的温度伸缩变形较大，需对
磁浮轨排设置特殊接缝构造，对行车舒适度有不利影
当前国内已运营的长沙机场快线、北京 S1 线最高速度 仅 100 ～ 120 km / h，无法满足如市域、长距离旅游线等 对更高速度（ 120 ～ 160 km / h） 的迫切需求，急需对现有 中低速磁浮技术进行提升与改进。因此，有必要建设 一条用于磁浮技术测试和研究的工程试验线路作为中 低速磁浮技术发展的基础平台，为磁浮系统的进一步 成熟和完善提供有力的技术保障［1 5］。
简单。因此，本线高架区间轨道梁采用“抱轨”式小箱 梁，可根据现场情况采用预制吊装或支架现浇方案。 3. 1. 3 常用跨度的选择
根据国内轨道交通工程设计经验，区间标准梁的 经济跨度为 20 ～ 35 m。桥梁跨度越大，则桥下视线通
第6期
张文斌，文功启—某中低速磁浮试验线桥梁总体设计
95
透性就越好，也更容易避开地下管线。中低速磁浮轨 道交通对轨道梁的刚度要求较高，为满足刚度及结构 受力要求，轨道梁跨度越大则其梁高越高，截面尺寸也 相应加大，梁部经济指标也就越大，基础和墩身经济指 标随跨径的增加而递减，具体经济指标见表 2。
经表 1 比较，综合考虑技术经济性、施工便捷性、 线路后期维 护、景 观 效 果 等，“抱 轨 式 ”小 箱 梁 方 案 顺 应磁浮交通 独 特 的“抱 轨 ”运 行 方 式，结 构 形 式 合 理， 在施工、结构 噪 声、景 观 效 果 等 方 面 优 于“梁 上 梁 ”箱 梁方案，且截面外形规则，模板加工难度小，施工工艺
第 63 卷 第 6 期 2019 年 6 月
文章编号： 1004－2954（ 2019） 06－0093－04
铁道标准设计 ＲAILWAY STANDAＲD DESIGN
Vol．63 No．6 Jun． 2019
某中低速磁浮试验线桥梁总体设计
张文斌，文功启
（ 中铁第五勘察设计院集团有限公司桥梁设计院，北京 102600）
通过表 2 比较可知： 25 m 跨度简支箱梁综合经济 指标明显低于 20，30，35 m 跨度简支箱梁的综合经济 指标。另因 20，25 m 简支箱梁质量较小，对运梁车及 架桥机的运架能力要求较低，箱梁的运输及架设也更 加便利。磁浮工程标准轨排长度为 12. 5 m，轨排与轨 排之间需设置伸缩接头。采用 25 m 简支梁跨度能较 好地适应标准轨排布置，同时也能减少伸缩接头数量。 国内已建成的长沙中低速磁浮交通工程及北京 S1 线 简支梁标准跨度均为 25 m。
本试验线线路正线全长 5. 44 km，新建桥梁 2 座， 桥梁全长5 274. 3 m，桥梁占比 97. 0%。工程范围内地 质条件较好，基础持力层多为泥质粉砂岩和砾岩，场地 地震动峰值加速度为 0. 05g。
2 主要设计原则及技术标准
根据试验线所采用的车型、现场工程条件、线路要
94
铁道标准设计
板、H 型钢枕的结构形式。本工程所处环境作用等级 截面的整体性强，抗扭刚度大，其动力特性也比较优
分别为碳化环境 T1、化学侵蚀环境 H1。
越，所以，目前的磁浮桥梁基本上都采用箱形截面。磁
3 桥梁主体结构设计
浮轨道交通与跨坐式单轨交通类似，车辆需抱轨运行， 轨道梁梁部结构可选择“抱轨”式小箱梁方案或“梁上
根据试验线的设计原则、功能要求，综合轨排、接 触轨等设备的结构形式，并考虑“抱轨”式轨道梁自身 特点，桥面仅预留承轨台基座、漏缆、CP Ⅲ立柱等设备 布置空间即可，其他无法在桥面布置的信号机、通信天 线等立柱采用墩顶牛腿预留安装条件。桥面不需要局 部加宽，桥面布置简洁、整齐、桥面宽度统一。具体布 置见图 3。 3. 2界要求等，合理选择桥梁结构及相关附属结构方 案，以实现试验线功能［6 9］。在满足结构刚度要求以
综上所述，为了减少设置轨排特殊接缝，避免对行车的 干扰，本次设计推荐采用简支梁结构。
及有关规范的前提下，应尽可能优化桥梁结构尺寸。
3. 1. 2 轨道梁梁型选择
试验线采用单线，结构设计使用年限为 100 年，最
3. 1 标准桥跨结构选型
梁”箱梁方案。见图 1、图 2。两种梁型优缺点比较见
3. 1. 1 结构体系的选择
表 1。
城市轨道交通高架结构受力体系主要有： 简支体
系、连续体系两种。在连续结构中，制动墩承受的水平
力较大，相比于非制动墩其结构尺寸偏大，对全线的整
体景观效果影响较大。虽可采用多制动墩的办法减小
1 工程概况
中低速磁浮是我国具有自主知识产权的新技术， 也是城市轨道交通中较为先进的技术。它具有环保、 安全性高、爬坡能力强、转弯半径小、建设成本低等优 点，适用于城市市区、近距离城市间及旅游景区的交通 连接。未来我国三、四线城市也将进入到轨道交通建 设的黄金期，而作为中等运量轨道交通的磁浮市场发 展前景巨大。磁浮市场发展壮大的同时必将面临许多 车辆制造和工程建设等方面技术难题的挑战，尤其是
Abstract： In order to reduce the cost and difficulties of bridge construction for medium and low speed maglev projects and make it more competitive over straddle type monorail，this paper addresses the selection of track beam structural system，beam and pier types，economical span and construction method based on a test line project of medium and low speed maglev． Bridge deck layout，equipment installation and pipeline arrangements are optimized in consideration of the unique running manner of maglev vehicles． This paper provides an optimized track beam structural system and its construction method based on the requirements for safe and comfort operation，and existing design codes and standards． Key words： Ｒail transit； Medium and low speed maglev； Test line； General design； Bridge structure； Track beam
1. 设置箱梁作为承重梁，桥面较宽，能够提供充足的空间进行电缆敷设以及检 修、救援逃生通道的设置； 2. 桥上设备安装及检修维护也比较方便
缺点
1. 桥上轨道、电缆等检查维修相对困难； 2. 桥面较窄，桥上施工及检修空间小
1. 该方案采用上层为承轨梁、下层为轨道梁的形式，承轨梁作为车辆走行轨道， 基本不参与结构受力，材料浪费，而轨道梁梁高及桥面顶宽均较“抱轨式小箱梁 方案”中的轨道梁工程体量要大，经济性差； 2. 承轨梁需在箱梁施工完成后现浇施工，工序繁琐，工期更长，而且曲线段承轨 梁需扭转，现浇施工时模板加工复杂、定位困难，施工精度难以保证； 3. 箱梁与承轨梁的结构组合高度较高，景观效果一般； 4. 箱梁如采用预制架设施工方案，其体量较大，梁体运架设备通过小半径曲线困 难，项目中的控制节点，也可能造成架桥机多次转场，投资大幅增加，影响工期
General Bridge Design of Medium and Low Speed Magnetic Levitation Test Line
ZHANG Wen-bin，WEN Gong-qi
（ Bridge Design Institute，China Ｒailway Fifth Survey and Design Institute Group Co．，Ltd．，Beijing，102600）
从经济性、景观效果及施工便捷方面的综合比较， 结合国内已建工程经验，从结构受力要求以及架梁能 力需要，推荐高架区间标准段轨道梁以 25 m 作为主要 跨径，优先采用 20 m 作为调整跨径［12 14］。 3. 1. 4 轨道梁施工方法
本线轨道梁采用小箱梁，形状规则、跨度适中，且 桥梁长度 5. 43 km，累计标准轨道梁梁长约 4. 885 km， 共计约 200 片预制箱梁，规模较大。从经济、施工便 捷、保证轨 道 梁 施 工 质 量、预 埋 件 准 确 定 位 等 方 面 考 虑，推荐采用以预制架设为主的施工方案，箱梁在梁场 预制，通过地面交通运输至桥位，利用履带吊车吊装， 最后落梁完成梁体架设施工。 3. 1. 5 桥面布置
表 2 各种跨度简支箱梁经济指标比较
万元 /延米
部位 梁部 墩身 基础 综合经济指标
L = 20 m 1. 71 0. 51 1. 21 3. 43
L = 25 m 1. 71 0. 45 1. 09 3. 25
L = 30 m 2. 05 0. 38 1. 08 3. 51
L = 35 m 2. 24 0. 32 0. 99 3. 55
单个制动墩承受的水平力，以达到减小制动墩尺寸的
目的，但增 加 了 安 装 固 定 支 座 的 难 度，施 工 精 度 要 求
高。因此，连续梁体系存在一定的不足。同时，连续梁
结构的温度跨度较长，梁端的温度伸缩变形较大，需对
磁浮轨排设置特殊接缝构造，对行车舒适度有不利影
