高速铁路度桥梁设计活载分析

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【摘要】中小跨度桥梁活载设计标准对于高速铁路有着十分重要的作用，活载对高速铁路桥梁的强度以及刚度等都有着十分重要的作用，直接关系到桥梁的使用寿命以及使用性能。本文以中小跨度桥梁设计为研究内容，分析高速铁路中小跨度桥梁设计活载的意义，分析了我国现今高速铁路中桥梁活载设计的常用结构，探究了车辆荷载在高速铁路中小跨度简支梁以及连续梁中的效应，对高速铁路常见的运营车辆荷载以及活载进行了比较分析，以中小跨度桥梁为对象对高速铁路桥梁的活载设计进行探讨。

【关键词】高速铁路；中小跨度；桥梁设计；活载；探讨

引言

近年来，随着我国经济快速增长，高速铁路发展十分迅猛，已经成为世界上运营里程数量最多的国家，经济的增长对高速铁路有着更高的要求，使得我国在交通运输上的供给能力仍然满足不了运输上的需求，从而产生了很大的矛盾。对此，中国的高速铁路采取的是客运专线以及客货共线铁路共存的交通运营模式。两种方式高速铁路分别设定了不同的运行速度，客运专线铁路用来专门进行旅客快速运输，速度大约在300到350公里/小时；客货共线铁路不仅有客运，还有货运，速度相对较慢，在200到250公里/小时。

1.分析高速铁路中小跨度桥梁设计活载的意义

对于高速铁路来说，其所用的桥梁结构一般都具有刚度大以及变形小的特点，桥梁结构在高速铁路中所占的比例很大。列车活载是铁路桥梁设计过程中的关键参考点，列车的整体效应当中，列车活载所占有的比例较大。所以说，选择一种合理的活载，不仅仅能够确保高速铁路桥梁的安全性及适用性，而且还能够降低工程造价，保证高速铁路的经济性。目前，我国高速铁路桥梁所选用的设计活载一般都是ZK活载，而客货共运的铁路桥梁，其所选用的设计活载一般都是中-活载，由于活载不同，桥梁结构也有较大差别。而且，由于设计部门在研究分析某一高速铁路的桥梁设计活载时，一般都是在确定的过程中选择不同跨度的简支梁来作为主要的研究对象，对于常见的连续梁的分析却往往忽略，所以有必要专门研究不同的高速铁路中小跨度桥梁设计活载。随着高速铁路桥梁的不断设计优化，在高速铁路桥梁活载方面的设计不断优化也能够为我国的铁路工程建设节约大量的人力物力。

2.我国的高速铁路桥梁常用结构形式

高速铁路桥梁位于铁路的下部位置，对于变形控制的要求比较高，在设计时一般都是控制其刚度。一旦出现桥梁的刚度较低，那么每当高速列车通过时，在桥梁上就能够产生较大的挠度，对于轨道的平顺性产生一定的影响，这样就使得高速列车在通过时对桥梁结构造成了比较大的冲击力量，严重的影响了旅客的舒适度，甚至可能对列车的运行过程产生威胁。由于中小跨度桥梁本身的特点不容易变形，能够充分的满足轨道对变形方面的要求，所以在我国的高速铁路桥梁当中，一般都是采用标准跨径的中小跨度桥梁。

3.中小跨度简支梁以及连续梁活载设计在高速铁路中的应用

目前我国高速铁路桥梁一般都是采用中小跨度简支梁以及连续梁，对于活载设计方面一般都是借助一些标准设计。我们主要以高速铁路中小跨度桥梁中简支梁和连续梁为典型，分析了不同现行运营车辆荷载在高速铁路中小跨度简支梁以及连续梁中的效应比较以及规律情况。目前，我国高速铁路不同的中小跨度简支梁或者是连续梁，不同的运营车辆的实际荷载效应大小差别以及规律方面基本没有明显的不同，具体分析如下：对于简支梁以及连续梁来说，现行的运营车辆的作用效用基本都是随着跨度的增加而增加，当然对于梁端转角处有所不同。

其中对于简支梁来说，其支座上面的反力、弯矩以及剪力等都是随着桥梁的跨度的增加而增加，对于连续梁来说，其所包括的支点反力、负弯矩以及剪力也都是随着跨度的增加而保持一种线性的增大；而随着桥梁的跨度的进一步的增加，简支梁竖向位移并不呈现线性的增加，对于连续梁来说，随着桥梁的跨度的进一步的增加，其支点反力、正弯矩及竖向位移线性增大。实际上，不管是简支梁还是连续梁，在当前的运营车辆的荷载效应的影响因素主要是与列车的重量有关，具体来说就是“列车的延米重”以及列车的牵引方式。尤其是对于中小跨度桥梁，列车的动力牵引方式明显的影响运营车辆的荷载效应，随着跨度的增大，动力牵引的方式的影响逐渐降低，一旦跨度提高到一定的数值时，运营车辆的荷载效应主要就是受到列车重量也就是“列车延米重”的影响。

4.结语

列车活载属于铁路桥梁设计过程中的关键参考点，列车的整体效应当中，列车活载所占有的比例相当的大，所以说，选择一种合理的活载，不仅仅能够确保高速铁路所使用的桥梁的安全以及适用性，而且还能够保证桥梁设计的经济性。我国的高速铁路桥梁，基本都是采用中小跨度的简支梁或者是连续梁，活载的安全储备比较高。

参考文献

[1]郑健.中国高速铁路桥梁[M].北京：高等教育出版社，2008

[2]李玲英.高速铁路中小跨度桥梁活载设计标准的研究[D].长沙：中南大学，2011

[3]刘文硕，戴公连，胡楠.高速铁路中小跨径连续梁的设计[J].铁道科学与工程学报，2010，7（2）：45-51

作者：郭一民 单位：中铁西南科学研究院有限公司