高速铁路桥梁的主要特点

高速铁路桥梁主要有混凝土和预应力混凝土两种结构，这两种结构在其设计中被广泛采用，高速铁路桥梁有以下主要特点。

（一）结构动力效应大

桥梁在列车通过时的受力要比列车静置时大，其比值（1+μ）被称为动力系数（冲击系数），产生动力效应的主要因素包括移动荷载的速度效应和轨道不平顺引起的车辆晃动。

高速铁路速度效应大于普通铁路，相应的桥梁的动力效应较大。对于常用的刚度混凝土梁、车速为130 km/h、160 km/h、300 km/h时，α-L的关系如下图2-5-1所示。

图2-5-1　α-L的关系图

对于跨度40 m以下的高速铁路简支梁桥来说，当α＞0.33、相当于n＜1.5v /L时，会出现大的动力效应，甚至发生共振。为此，应当选择合理的结构自振频率n，避免与列车通过时的激振频率接近。

列车高速通过时，桥梁竖向加速度达到0.7 g（f≤20 Hz）以上会使有砟道床丧失稳定，道砟松塌，影响行车安全。

（二）以中小跨度为主

由于高速铁路对线路、桥梁、隧道等土建工程的刚度要求严格，因此高速铁路桥梁跨度不宜过大，应以中小跨度为主。京沪高速铁路线上桥梁绝大多数为中小跨度，常用桥式为等跨布置的双线整孔简支梁，跨度分为24 m、32 m、40 m几种，其中以跨度为32 m的梁居多，20 m以下跨度的桥梁由4～5片T梁组成。秦—沈高速铁路常用的简支梁是20 m、24 m双线整孔箱梁及32 m单双线整孔箱梁，如图2-5-2所示。

图2-5-2　高速铁路桥梁

（三）桥上无缝线路与桥梁共同作用

修建高速铁路要求依次铺设跨区间无缝线路，以保证轨道的平顺和稳定，桥上无缝线路可看作不能移动的线上结构，其受力状态不同于路基，在列车荷载、制动作用下和温度变化时，会使梁、轨体系产生相对位移，引起桥上钢轨产生附加应力，过大的附加应力会造成桥上无缝线路失稳，影响行车安全。因此，高速铁路桥梁必须考虑梁轨共同作用，以尽量减少钢轨附加应力和梁轨间的相对位移与变形，保证桥上无缝线路的稳定和行车安全。

（四）刚度大、整体性好(www.xing528.com)

高速铁路运营特点对高速铁路桥梁结构的刚度和整体性提出了严格的要求，要保证高速列车在桥梁上高速、安全地行驶，高速铁路桥梁必须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。一般来说，高速铁路桥梁设计主要由刚度控制，桥梁上部结构优先采用刚度大的预应力混凝土结构，梁体保证竖向、横向和抗扭刚度足够大，可以限制因温差和混凝土徐变产生的上拱形变，保证了线路的高平顺性、高稳定和避免不良的车-桥动力响应，桥型选择应尽量避免增设无缝线路伸缩调节器。

（五）满足乘坐舒适度要求

与普通铁路不同，高速铁路要求高速运行列车过桥时有很好的乘坐舒适度，桥梁应合适的自振频率，保证列车在设计速度范围内不产生较大振动。按表2-5-1评定承坐舒适度。

表2-5-1　乘坐舒适度评定标准

（六）桥梁比例大，高架桥、长桥、大跨度的特殊孔跨结构多

高速铁路桥梁跨越交通干线、通航河流或修建于平原农田上，大量采用钢混结合梁、连续梁、斜拉桥、钢桁拱等特殊结构大跨度梁式桥，技术复杂，施工难度大。其设计参数限制严格，曲线半径大、坡度小，并需要全封闭行车，导致桥梁建筑物数量大大多于普通铁路。京沪高速铁路桥梁占87% 以上，其中最长的高架桥达84 km。

图2-5-3　南京大胜关长江大桥

图2-5-4　武汉天兴洲大桥

（七）重视改善结构耐久性，便于检查、维修

高速铁路桥梁是极其重要的交通运输设施，任何行车中断都会造成很大的经济损失和社会影响。因此，一方面桥梁结构物应尽量做到少维修或免维修，这就需要在设计时将改善结构物的耐久性作为主要设计原则，统一考虑合理的结构布局和构造细节并在施工中严格控制、保证质量。对高速铁路桥梁首次提出在预定作用和预定维修和使用条件下，主要桥梁结构及布置要有100年使用年限的耐久性要求，另一方面，由于高速铁路运营繁忙、列车速度高，造成桥梁维修、养护难度大、费用高。因此，桥梁结构构造应易于日常检查与维修，强调要使结构易于检查维修以保证桥梁的安全使用等（设计、施工、维护三个阶段共同保障）。

（八）强调结构与环境的协调

高速铁路作为重要的现代交通运输设施，应强调结构与环境的协调，重视生态环境保护。这主要指桥梁造型要与周围环境相一致并注重结构外观和色彩，在居民点附近的桥梁要有降噪措施，避免桥面污水损害生态环境等。