限制钢轨附加力。
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5. 耐久性措施
• 改善耐久性的原则
采用上承式结构和整体桥面 高质量的桥面防排水体系和梁端接缝防水，不让桥面污水流经梁体 结构构造简洁，常用跨度桥梁标准化、规格品种少 结构便于检查，可方便地到任何部位察看 足够的保护层厚度，普通钢筋最小保护层厚度≥3cm，预应力管道最
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。
5
3. 客运专线桥梁可分为高架桥、谷架桥和跨越河流的一般桥梁。 混凝土和预应力混凝土结构具有刚度大、噪音小、温度变化 引起结构变形对线路影响少、养护工作量小、造价低等优势， 在客运专线桥梁设计中广泛采用。
京津城际铁路高架桥概貌
6
4. 全面采用无砟轨道是高速铁路发展趋势，桥上无砟轨道对桥梁的 变形控制提出更为严格的要求。
无砟轨道的优点 弹性均匀、轨道稳定、乘坐舒适度进一步改善 养护维修工作量减少 线路平、纵断面参数限制放宽，曲线半径减小，坡度增大
无砟轨道基本类型 轨道板工厂预制、现场铺设—日本板式轨道、德国博格型无砟轨道 现场就地灌筑— 德国雷达型无砟轨道（长枕埋入式、双块式）
• 每孔简支箱梁的四个支座采用四种型号
• 有砟桥梁的坡道梁支座应垂直设置（无砟桥梁另作考虑）
• 采用架桥机架设箱形梁，要保证四支点在同一平面上
采用架桥机架设箱形梁，要保证四支点在同一平面上
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7. 支座与墩台
• 墩台 • 墩台基础的纵向刚度应满足纵向力安全传递的要求，横向刚度应保证上
部结构水平折角在规定的限值以内。
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2. 桥上无缝线路与桥梁共同作用
• 修建客运专线要求一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为不能移动的线上结构，而桥梁在列车荷载、 列车制动作用下和温度变化时要产生位移。当梁、轨体系产生相对位 移时，桥上钢轨会产生附加应力。
• 客运专线桥梁必须考虑梁轨共同作用。尽量减小桥梁的位移与变形，
铁垫板下调高垫板
轨下垫板
轨下微调垫板 铁垫板
铁垫板下弹性垫板
预埋套管
弹条 螺旋道钉 平垫圈 轨距块 轨距挡板
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8. 无砟轨道桥梁设计
京津-北京环线特大桥 CRTS-II型板式无砟轨道桥梁 双线整孔箱梁
CRTS-II型板式无砟轨道特殊构造 40
8. 无砟轨道桥梁设计
• 影响桥上无砟轨道平顺性的主要因素：
7
5. 客运专线与普通铁路是两个时代的产物，客运专线设计、施工采 用新理念，其建设促进了我国铁路桥梁工程技术的发展。
普通铁路桥梁概貌
客运专线桥梁概貌 8
二、高速铁路桥梁特点
9
客运专线铁路桥梁的主要特点：
1. 结构动力效应大 2. 桥上无缝线路与桥梁共同作用 3. 乘坐舒适度要求高 4. 需满足100年使用寿命 5. 维修养护时间少
≤L/4000
6 墩台基础工后均匀沉降
≤30mm（20mm）
有砟（无砟）
7 相邻墩台基础工后沉降差
≤15mm（5mm）
有砟（无砟）
8 铺轨后梁体残余徐变上拱
≤20mm（10mm）
有砟（无砟）
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2. 刚度和变形控制限值
序号
项目
限值 ≥100/L（Hz）(L=12、16、20、24m）
≥120/L（Hz）(L=32m）
说明 200~250km/h线路
9 简支梁竖向自振频率
≥120/L（Hz）(L=12、16、20m） ≥140/L（Hz）(L=24m） ≥150/L（Hz）(L=32m）
L/1400（L≤40m） L/1400（40m＜L≤80m）
L/1000（L＞80m）
350km/h线路
ZK静活载作用下 200~250km/h线路
为保证桥墩具有足够的刚度，结构合理、经济，墩高20m以下宜采用实 体墩，大于20m宜采用空心墩，禁止使用轻型墩；
为便于养护维修、同时注重外观简洁，取消了墩帽、并在墩顶设有 0.5~1m深的凹槽；同时墩顶预留千斤顶顶梁位置。
预制架设简支梁，墩顶支座纵向间距由普通铁路桥梁70cm放大至120cm； 桥位制梁时，应考虑相邻孔梁端张拉空间，墩顶支座宜采用170cm； 梁底进人孔设置在墩顶位置。
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三、主要设计原则及相关限值
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设计原则
1. 设计活载图式 2. 结构刚度与变形控制限值 3. 车桥动力响应 4. 梁轨纵向力传递 5. 耐久性措施 6. 桥面布置 7. 支座与墩台 8. 无砟轨道桥梁设计
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1. 设计活载图式
• 我国客运专线采用ZK活载图式（0.8UIC），我国新建时速200公里客货
墩台基础工后沉降 预应力混凝土梁在运营期间的残余徐变上拱 梁端竖向转角 桥面高程施工误差 梁端接缝两侧钢轨支点的相对位移 日照引起的梁体挠曲和旁弯
相邻不等高桥墩台顶的横向位移差差
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8. 无砟轨道桥梁设计
• 墩台基础工后沉降应满足以下要求（必要时可采用调高支座）：
均匀沉降≤20mm 相邻墩台不均匀沉降≤5mm
用挡砟墙（防撞墙）替代护轨，便于线路维修养护。 有砟轨道桥梁，挡砟墙内侧至线路中心线距离2.2m，便于大型养路
机械养修线路。 直曲线梁的桥面等宽，接触网支柱设在桥面，线路中心至立柱内侧
净距不小于3.0m。 桥面总宽按检查通道是否行走桥梁检查车而定。时速350km客运专线
桥梁（无砟）顶宽分别为13.4m和12.0m。 采用优质防水层和伸缩缝，确保桥面污水不直接在梁体上流淌。
小保护层≥管道直径 截面尺寸拟定首先应保证混凝土的灌筑质量，应力不宜用足 采用高品质混凝土
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5. 耐久性措施-德国高速铁路桥梁构造措施实例
44m预应力混凝土简支梁截面
人行道示意 25
5. 耐久性措施-德国高速铁路桥梁构造措施实例
桥面泄水孔构造
支座示意 26
5. 耐久性措施-德国高速铁路桥梁构造措施实例
• 车桥耦合动力响应分析是利用有限元方法建立车辆及线--桥结构动
力模型、运动方程。在满足轮轨间几何相容和作用力平衡的条件下， 求解行车过程中车、线、桥相应的动力参数指标，并判断其是否符 合行车安全和乘坐舒适。
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4. 梁轨纵向力传递
• 桥上无缝线路钢轨受力与路基上不同，由于桥梁自身的变形和位移
会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。钢轨附加应力的分类： 制动力 列车制动使桥墩纵向位移产生的钢轨附加力 伸缩力 梁体随气温变化纵向伸缩产生的钢轨附加力 挠曲力 梁体受荷挠曲变形产生的钢轨附加力
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7. 支座与墩台
简支箱梁支座布置图 36
7. 支座与墩台
矩形实体墩效果图 矩形实体墩设计图
37
7. 支座与墩台
圆端形空心墩效果图 圆端形空心墩设计图
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8. 无砟轨道桥梁设计
• 桥上无砟轨道建成后可调整余量很小，扣件垫板在高程上调整
量约为2cm，为了保证客运专线线路的平顺和稳定，必须限值桥 梁的各种变形。
高速铁路桥梁特点及分 类
1
讲座内容
一. 前言 二. 高速铁路桥梁特点 三. 主要设计原则及相关限值 四. 我国高速铁路桥梁结构型式
2
一、前 言
3
1. 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。
4
2. 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。
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6. 桥面布置-检查通过行走桥梁检查车
有砟桥面
无砟桥面 32
6. 桥面布置-伸缩缝构造
伸缩缝构造 33
7. 支座与墩台
• 支座 • 客运专线桥梁对支座的要求
应明确区分固定和活动支座，保证桥上无缝线路的安全
支座应纵、横向均能转动，并能使结构在支点处可横向自由伸缩
支座应便于更换
• 盆式橡胶支座能符合上述要求，被广泛应用于各国高速铁路桥梁
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6. 桥面布置
• 桥面布置优劣直接影响结构耐久性和桥梁使用方便。 • 特点
除线路结构外，桥面主要设施有： ① 防、排水系统（防水层、保护层、泄水管、伸缩缝） ② 电缆槽及盖板（检查通道） ③ 遮板、栏杆或声屏障 ④ 挡砟墙或防护墙 ⑤ 接触网支柱 ⑥ 长桥桥面每隔2~3km设置应急出口
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6. 桥面布置
静定结构相邻墩台 均匀沉降量差
≤10 L（mm）
说明
L—跨度
L—跨度，单位以米计
当L＜24m时，按24m计
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2. 刚度和变形控制限值
序号
项目
限值
说明
1
桥面竖向加速度
≤0.35g（0.5g）
有砟(无砟)(f≤20Hz)
2
上部结构扭转变形
≤1.5mm/3m
ZK活载作用下
≤2‰
有砟，梁与桥台之间
≤4‰
有砟，梁与梁之间
3
梁端竖向转角变化
≤1.5‰（梁端悬出长度≤0.55m） 无砟，梁与桥台之间 ≤1.0‰（0.55＜长度≤0.75m） 无砟，梁与桥台之间
≤3.0‰（梁端悬出长度≤0.55m） 无砟，梁与梁之间
≤2.0‰（0.55＜长度≤0.75m） 无砟，梁与梁之间
4
梁端水平转角变化
≤1‰
5
梁体水平挠度
围内不产生较大振动。
乘坐舒适度评定标准