京沪高速铁路徐州至上海段桥梁设计

1、京沪高速铁路徐州至上海段桥梁设计许三平文望青武汉）（中铁第四勘察设计院集团有限公司桥梁处【摘要】选择了京沪高速有代表性的桥梁，对其合理桥跨、桥式及技术经济等多方面进行了比较分析，以确保设计安全、经济、合理。【关键词】京沪高速铁路桥梁设计京沪高速铁路由于对轨道高平顺性要求高，且1概述经过人口稠密、城市化发展快速地区，为了跨越既有（规划）交通路网、少侵占农田，以及避免地质不良地段高大路基的不均匀沉降，采用了高架桥梁或以桥代路的方案，使得桥梁长度急剧加大，全线超过50km 的桥有三座，其中丹阳至昆山特大桥全长164.85km ，为已知的桥梁中第一长桥。特殊结构多是京沪高速铁路桥梁的又一特点，全线跨越

2、的道路、河流多，共计228处特殊结构，主要结构有连续梁、连续梁刚构、V 型墩连续梁刚构、系杆拱、连续梁拱以及高架车站桥等，其中跨镇江京杭运河主跨（90+180+90）m 连续梁拱为全线时速350km 的第一跨。京沪高速铁路徐沪段经过我国华北、华东地区，沿线以平原和低山丘陵区为主。沿线经过黄河、淮河、长江三大水系，位于各水系流域的中下游，地势平坦，河谷交错。丹阳以东地势平坦，为太湖河网地区，河沟纵横交错，互相沟通，形成整个太湖涝区。徐州至池河为黄淮冲积平原及淮河一、二级阶地，池河至丹阳段线路通过剥蚀低山丘陵区及长江河谷阶地，丹阳至上海段线路通过长江三角洲平原区，均为第四系地层覆盖，系江河、湖泊、

3、海相沉积形成。京沪高速铁路徐州至上海段正线大中桥总数135座，共521.9km ，占正线建筑长度的81.2%。2高速铁路常用跨度桥梁合理结构形式研究高速铁路桥梁总长占线路比例很大，而40m 以下跨度的常用跨度桥梁占桥梁的比例见表1（2005年统计）。合理地选择常用跨度桥梁的结构形式、跨度，对桥梁景观、 工程投资均有很大影响。作者简介：许三平，男，中铁第四勘察设计院集团有限公司桥梁处高级工程师。文望青，男，中铁第四勘察设计院集团有限公司桥梁处副总工程师，高级工程师。铁道勘测与设计RAILWY SURVEY AND DESIGN 2008(59设计10铁道勘测与设计RAILWY SURVEY AN

4、D DESIGN 2008(5 32m 简支梁2×32连续梁3×32连续梁24m 简支梁2×24连续梁3×24连续梁图3蕴藻浜特大桥从图13中可以看出，预制架设32m 简支箱梁最为经济，其次是预制架设24m 简支箱梁。对于3×10+8m连续钢架，其经济指标从蕴藻浜特大桥比较中可知，具有较强的经济优势。但考虑到其施工、适用条件等的特殊性，没有把它作为常用跨度桥梁推荐。基于以上的研究、分析比较，确定了高速铁路桥梁主要以32m 预制简支箱梁为主，其他结构在适宜条件下采用的原则，使得900 吨简支箱梁大规模 地在高速铁路、客运专线中运用。同时也节约了工

5、程投资，带动、发展了我国架桥机研制水平。下，其相关设计参数较常规取值有何差异直接关系到行车安全。鉴于软土地基桩基反应更为敏感，研究是从深厚软弱地基桩基础开展的。1997年进行了高速铁路深厚软弱地基上桥梁基础合理形式及设计研究，采集了苏锡常地区软土地质钻孔土样，在试验室内进行模拟软土桩基动、静载试验。室内动力激振试验研究认为位于软土地基的桥梁桩基础其动承载力将下降，动、静比值为0.8左右。为了更充分地了解软土地基桥梁桩基长期在高速列车动荷载作用下的工作性状，在昆山现场进行了软土地基桥梁桩基础单桩竖向动静载试验研究工作。结合现场试验条件，选择2种桩径共6根试验桩（均为桥梁工程桩）分两组进行了试验加

6、载，两种试桩的参数见表2。于2002年12月正式启动了现场试验工作。现场试验工作于2003年10月完成。表2桩径1.0m桩型钻孔灌注桩桩长(m 43设计容许承载力(kN 3184设计最大承载力(kN 3173试桩根数(根33高速铁路桥梁桩基础极限摩阻力取值的确定高速铁路由于行车速度高，对桥梁桩基础的激振较普通铁路严重，桩基础在高速铁路车辆的激振通过昆山试验段桥梁桩基采用激振设备对两组共6根试验桩进行动静载试验，得出以下结论：由动荷载引起的桩顶沉降量值较小；动荷载循环作用下桩顶动位移幅值较小，且很快能达到稳RAILWY SURVEY AND DESIGN 2008(5铁道勘测与设计11设计12铁

7、道勘测与设计RAILWY SURVEY AND DESIGN 2008(5经技术经济比较（表3），双矩形柱墩也是最优的（表中定额基价含基础、承台费用）。表3 桥墩投资分析4.3基础设计京沪高速铁路桥梁设计除了应注重强度、经济性外还应注重刚度、耐久性设计，特别是结构的刚度，对运行高速列车的高速铁路来说，尤为重要。桥梁对结构横向刚度控制的主要目的有：保证桥上列车运行的安全性和舒适性；保证桥上轨道结构的稳定性；保证结构不出现过大的附加受力和振动；减少桥上轨道的养护维修。对桥墩纵向刚度控制的主要目的则是满足无缝线路轨道的受力要求。桩基础的平面布置形式有行列式和梅花式之分。对于桥墩的横向刚度来说，行列式是梅花式的1.2倍左右，而承台体积行列式是梅花式的0.773倍。因此，在纵向刚度不控制的情况下，桩基础的平面布置应尽量采用行列式布置，另外，行列式比梅花式施工方便。对于墩高20m 以下的桥墩基础，在一般地质条定额基价（万元）件下，按 8布置，如采用1.25m 布置。1.00m 、 11、81.00m5结语目前京沪正在施工，会暴露如下一些设计问题，需要我们结合施工情况对设计进行优化、完善，确保设计安全、经济、合理。（1）孔跨布置综合考虑城市发展及地方主管部门要求，跨度不宜抠得太紧。由于京沪高速铁路经过华东经济发达地区，桥梁长度大，控制工点多，孔跨调