注: 為低高度鋼筋混凝土雙片式Ｔ梁。

(3)我國(guó)過(guò)去的鋼橋都采用明橋面,廣深準(zhǔn)高速鐵路跨度64．0ｍ雙線鋼桁梁也是明橋面,只是將明橋面用的鉤頭螺栓改為在縱梁上打孔的螺栓連接。列車(chē)在160ｋｍ/ｈ速度條件下已經(jīng)安全運(yùn)營(yíng)了4年,整個(gè)結(jié)構(gòu)和橋面系均處在良好的狀態(tài)。日本東海道新干線(運(yùn)行速度210ｋｍ/ｈ)上也使用明橋面。明橋面直接承受列車(chē)的沖擊作用,一是縱橫梁容易出現(xiàn)疲勞裂紋,日本東海道新干線在運(yùn)營(yíng)10年后明橋面出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象顯著增多;二是軌枕易變位,使得明橋面的軌道結(jié)構(gòu)的維護(hù)量大;三是明橋面噪聲大。為此,日本東海道新干線明橋面的木枕已逐步改造成樹(shù)酯軌枕。貨車(chē)提速至120ｋｍ/ｈ后,由于其軸重和簧下質(zhì)量都比客車(chē)大,沖擊作用會(huì)顯著增加,明橋面能否長(zhǎng)期適用于120ｋｍ/ｈ貨車(chē)的動(dòng)力作用及噪聲污染都是突出的問(wèn)題。在德國(guó)新建鐵路線上鋼橋一般都采用正交異性板及鋼筋混凝土板的道碴橋面。因此,綜合考慮結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期使用性能和減少橋上軌道的維修量,在新建客車(chē)200ｋｍ/ｈ、貨車(chē)120ｋｍ/ｈ的客貨共線鐵路上不宜采用明橋面。(4)我國(guó)既有鐵路線上曾采用一些柔性橋墩,當(dāng)貨車(chē)速度提高到60～80ｋｍ/ｈ時(shí),柔性橋墩普遍存在橫向振動(dòng)急劇增大的現(xiàn)象。目前,有這類橋墩的線路區(qū)段提速貨車(chē)不得不限速60ｋｍ/ｈ運(yùn)行。因此,在貨車(chē)120ｋｍ/ｈ的新建鐵路上一般不應(yīng)采用剛度較小的柔性墩臺(tái),以滿足行車(chē)舒適性與安全性要求。(5)板式橡膠支座橫向變位沒(méi)有約束,列車(chē)通過(guò)時(shí)梁體橫向呈整體剛體振動(dòng)形態(tài)。當(dāng)速度提高后,列車(chē)的橫向激勵(lì)頻率與梁體橫向整體剛體振動(dòng)頻率很容易接近,從而使梁體產(chǎn)生劇烈的橫向振動(dòng)。因此,必須采取措施,約束其橫向變位。

3　國(guó)外的鐵路橋梁設(shè)計(jì)

目前,國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家的新線建設(shè)一般是高速客運(yùn)專線和時(shí)速200ｋｍ以上的客貨共線鐵路,橋梁的主要功能是為高速列車(chē)提供平順、穩(wěn)定的橋上線路,確保列車(chē)運(yùn)營(yíng)安全和乘坐舒適,并盡量減少使用期間結(jié)構(gòu)的維修工作量。因此,其橋梁設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn):(1)梁體具有足夠大的豎向剛度、橫向剛度和抗扭剛度,限制溫差和混凝土徐變產(chǎn)生的上拱變形,以保證線路的高平順性和避免不良的車(chē)橋動(dòng)力響應(yīng);(2)橋梁墩臺(tái)有足夠大的縱向剛度,以限制橋上無(wú)縫線路軌道的附加應(yīng)力和制動(dòng)時(shí)的梁軌相對(duì)位移,保證線路的穩(wěn)定;橋梁墩臺(tái)還應(yīng)有足夠的橫向剛度,保證線路的方向平順性,避免車(chē)橋產(chǎn)生過(guò)大的橫向振動(dòng);(3)橋梁的選型盡量避免或減少鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的設(shè)置;(4)橋梁結(jié)構(gòu)及構(gòu)造設(shè)計(jì)充分考慮耐久性要求,并便于檢查和維修。橋梁較長(zhǎng)、墩身不高的高架橋在新建高速鐵路中占有很大的比例。德國(guó)、意大利、西班牙等國(guó)都采用等跨布置的25ｍ預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu);韓國(guó)高速采用3×25ｍ或2×40ｍ預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁;日本十分重視結(jié)構(gòu)的抗震性能,大量采用跨度為8、10、12ｍ的鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu),每聯(lián)一般有4～10跨,各聯(lián)之間采用簡(jiǎn)支梁過(guò)渡。一般橋梁一跨或一聯(lián)長(zhǎng)度大于80ｍ時(shí),需要設(shè)置無(wú)縫線路伸縮調(diào)節(jié)器。因此,高架橋的選擇應(yīng)避免在橋上設(shè)置無(wú)縫線路伸縮調(diào)節(jié)器。歐洲新建鐵路有不少跨越山谷的高墩橋梁,橋墩最高達(dá)100ｍ,稱為谷架橋。德國(guó)在20世紀(jì)80年代新線建設(shè)時(shí)一般選用等跨布置的44、56ｍ兩種跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁,運(yùn)營(yíng)后發(fā)現(xiàn)56ｍ簡(jiǎn)支梁的端部由于溫度伸縮量大,道碴不穩(wěn)定,維修工作量大。因此,在以后的新線鐵路建設(shè)中簡(jiǎn)支混凝土梁的最大跨度用到44ｍ。在最近建設(shè)的科隆—法蘭克福高速客運(yùn)專線上,谷架橋更多地采用了連續(xù)梁,連續(xù)梁和簡(jiǎn)支梁的比例約各占50%。西班牙和法國(guó)均選用連續(xù)梁,跨度不超過(guò)80ｍ。由于谷架橋橋墩高,縱向剛度弱,因此都采用傳力裝置將制動(dòng)力直接傳到橋臺(tái)或特別設(shè)計(jì)的制動(dòng)墩上。橋梁截面形式一般有板梁、Ｔ梁和箱梁。德國(guó)一般采用板梁和箱梁,法國(guó)一般采用箱梁,日本和西班牙采用了不少多片式Ｔ形梁,多片式Ｔ形梁都加強(qiáng)勁的橫隔板并采用整體橋面。日本一般采用了4、6、8片式Ｔ形梁,跨度有19．4、24．2、29．2、34．2、39．2ｍ和44ｍ;西班牙一般采用25ｍ跨度5片式Ｔ形梁,也用過(guò)39ｍ跨度9片式Ｔ形梁。對(duì)于跨度小于20ｍ的小型橋梁,根據(jù)法國(guó)的經(jīng)驗(yàn),最好采用超靜定結(jié)構(gòu),如剛構(gòu)橋。因?yàn)榉▏?guó)早期的里昂—巴黎高速線上的小跨度簡(jiǎn)支梁橋,動(dòng)力效應(yīng)十分顯著,導(dǎo)致梁體開(kāi)裂。簡(jiǎn)

支梁和連續(xù)梁是最常用的兩種結(jié)構(gòu)形式。簡(jiǎn)支梁的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于支座沉降不敏感,不需要設(shè)置軌道伸縮調(diào)節(jié)器,可采用工廠預(yù)制。連續(xù)梁較簡(jiǎn)支梁高度低,結(jié)構(gòu)變形和墩帽尺寸較小,但支座沉降對(duì)連續(xù)梁的受力有影響,尤其是小跨度連續(xù)梁,跨度越小,影響越大;并且當(dāng)多跨連續(xù)梁一聯(lián)長(zhǎng)度大于80ｍ時(shí),需要設(shè)置軌道伸縮調(diào)節(jié)器。從橋梁截面形式來(lái)看,跨度不大于40ｍ的混凝土梁采用箱形和Ｔ形都可以,對(duì)Ｔ形梁要采用整體橋面,加強(qiáng)橫向聯(lián)結(jié)。根據(jù)日本的研究比較分析,認(rèn)為跨度大于38ｍ采用箱形梁才較為經(jīng)濟(jì)。

4　結(jié)論

根據(jù)上述分析,一方面總結(jié)分析了我國(guó)既有橋梁在運(yùn)營(yíng)和提速中遇到的問(wèn)題;另一方面積極吸收發(fā)達(dá)國(guó)家類似鐵路橋梁設(shè)計(jì)先進(jìn)成熟的經(jīng)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上對(duì)我國(guó)新建時(shí)速200ｋｍ客貨共線鐵路的橋梁設(shè)計(jì)提出以下一般規(guī)定。(1)橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足行車(chē)舒適度和耐久性的要求,橋梁構(gòu)造應(yīng)便于檢查、養(yǎng)護(hù)和維修。(2)橋梁上部結(jié)構(gòu)應(yīng)采用剛度大的結(jié)構(gòu)型式,宜優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),亦可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼混凝土結(jié)合結(jié)構(gòu),必要時(shí)也可采用鋼結(jié)構(gòu)。(3)預(yù)應(yīng)力混凝土梁,宜采用雙線整孔箱梁,中小跨度也可采用兩個(gè)并置的單線箱梁或整體橋面多片式Ｔ梁。整體橋面多片式Ｔ梁應(yīng)加強(qiáng)橫向連接。(4)鋼結(jié)構(gòu)橋橋面系不宜采用明橋面。(5)橋梁下部結(jié)構(gòu)宜采用混凝土或鋼筋混凝土墩臺(tái),不得采用柔性結(jié)構(gòu)。(6)涵洞宜采用鋼筋混凝土圓涵、蓋板涵和框架矩形涵,涵頂不得高出路基基床底層頂面。(7)橋面構(gòu)造應(yīng)考慮橋上線路大型養(yǎng)路機(jī)械作業(yè)的要求。對(duì)跨度不大于40ｍ的混凝土標(biāo)準(zhǔn)梁在滿足上述規(guī)定的條件下,應(yīng)根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況,在充分考慮梁體的預(yù)制、運(yùn)輸和架設(shè)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行充分的經(jīng)濟(jì)365JT技術(shù)比較綜合確定梁體的截面形式。