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文档简介
高速铁路桥隧建筑物技术要求与特点高铁桥隧建筑物技术要求与特点高速铁路桥隧建筑物高铁桥隧建筑物技术要求与特点一、高速铁路基础设施按专业划分(一)专业划分《高速铁路工程静态验收技术规范》规定,高速铁路工程划分为16个专业:轨道工程、路基工程、桥涵工程、隧道工程、精密工程测量、通信工程、信号工程、信息工程、电力工程、电力牵引供电工程、房屋建筑工程、综合接地工程、建设用地、环境保护与水土保持工程、声屏障及屏蔽门/安全门工程、自然灾害及异物侵线监测系统工程。高铁桥隧建筑物技术要求与特点一、高速铁路基础设施按专业划分(一)专业划分高铁桥隧建筑物(二)工务专业
轨道工程、路基工程、桥涵工程、隧道工程、精密工程测量、综合接地工程(部分)、环境保护与水土保持工程(部分)、声屏障及屏蔽门/安全门工程(部分)、自然灾害及异物侵线监测系统工程。本次重点介绍高速铁路桥涵工程和隧道工程。高铁桥隧建筑物技术要求与特点(二)工务专业高铁桥隧建筑物技术要求与特点(三)无砟轨道和有砟轨道
高铁桥隧建筑物技术要求与特点时速350公里高铁:无砟轨道为主时速250公里高铁及城际铁路:有砟轨道为主(长大隧道内采用有砟)(三)无砟轨道和有砟轨道高铁桥隧建筑物技术要求与特点时速3
桥隧特点桥梁技术要求隧道技术要求桥隧检查维修特点高铁桥隧建筑物技术要求与特点桥隧特点高铁桥隧建筑物技术要求与特点二、高速铁路桥梁的特点和重要性由于高速铁路具有运行速度高、设计标准高、施工要求严等特点,高速铁路桥梁结构具有以下的特点:
①具有足够的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度,对桥梁变形更为严格。②具有良好动力性能,确保高速列车安全性和乘坐舒适性的要求。③结构耐久性应满足使用寿命100年的要求。④结构型式选择尽量避免或减少温度调节器的设置,以保持桥上线路高平顺性。⑤墩台具有有足够的的纵向刚度,以满足轨道纵向力的要求。⑥墩台及沉降控制要求严。⑦桥面布置考虑检查、维修及通信、信号、电力电缆设置的需要。⑧规格和外形标准化,并考虑与环境景观的协调。二、高速铁路桥隧建筑物的特点二、高速铁路桥梁的特点和重要性二、高速铁路桥隧建筑物的特点二、高速铁路桥梁的特点和重要性由于高速铁路具有运行速度高、设计标准高、施工要求严等特点,高速铁路桥梁结构具有以下的特点:
①具有足够的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度,对桥梁变形更为严格。②具有良好动力性能,确保高速列车安全性和乘坐舒适性的要求。③结构耐久性应满足使用寿命100年的要求。④结构型式选择尽量避免或减少温度调节器的设置,以保持桥上线路高平顺性。⑤墩台具有有足够的的纵向刚度,以满足轨道纵向力的要求。⑥墩台及沉降控制要求严。⑦桥面布置考虑检查、维修及通信、信号、电力电缆设置的需要。⑧规格和外形标准化,并考虑与环境景观的协调。二、高速铁路桥隧建筑物的特点二、高速铁路桥梁的特点和重要性二、高速铁路桥隧建筑物的特点我国高速铁路桥梁在跨度、数量和结构型式方面远远超过国外高速铁路的桥梁,主要有以下几种结构类型:①预应力混凝土简支箱梁常用跨度主要为20m、2m、32m和40m几种,以跨度32m双线预应力混凝土简支箱梁为主。②现浇钢筋混凝土斜交刚构连续梁。③常用跨度现浇预应力混凝土连续箱梁,跨越公路和一般河流的需要,实现标准化设计。④特殊桥梁结构。为了跨越大江大河及与公路、河流的需要,高速铁路上设计了许多新型桥梁结构型式,在跨域大江、大河时代表性桥梁:
武汉天兴洲公铁两用长江大桥(公铁两用斜拉桥中跨度世界第一);
京沪高铁南京大胜关桥(国内最大跨度的连续钢桁梁);
广珠小榄水道特大桥(最大跨度组合结构。徐宿盐淮线盐城特大桥跨西塘河(100+200+100)m连续梁钢管拱二、高速铁路桥隧建筑物的特点我国高速铁路桥梁在跨度、数量和结构型式方面远二、高速铁路桥隧建筑物的特点(一)设计理论创新1.车线桥动力耦合计算技术→桥梁动力性能。(1)设计活载采用ZK活载,确定了动力系数、离心力、制动力、横向摇摆力、脱轨荷载、气动力等计算边界条件,并考虑了桥上超长无缝线路而产生的长钢轨纵向力。
(2)为保证桥上轨道的平顺性和结构具有良好的动力性能,对结构刚度和基频进行严格控制。
(3)为保证桥上无缝线路的使用状态,增加了墩台最小纵向水平线刚度限值的要求。
(4)对基础工后沉降及不均匀沉降严格限制。
(5)提高桥梁结构的整体性。
(6)桥面构造合理,满足各种桥面设施的安装要求,采取了提高结构耐久性、减振降噪等措施,满足养护维修的要求2.隧道空气动力学计算技术→隧道净空有效面积。
(1)设计速度为300km/h、350km/h时,双线隧道不宜小于100m2,单线不宜小于70m2(2)设计速度为250km/h时,双线隧道不宜小于90m2,单线不宜小于58m2
二、高速铁路桥隧建筑物的特点(一)设计理论创新(二)新型桥梁1.常用跨度桥大量采用预应力混凝土双线整孔箱梁。二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁2.预应力混凝土连续箱梁。常用跨度预应力混凝土连续梁商合杭商丘特大桥跨陇海铁路连续梁80+128+80m二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁常用跨度预应力混凝土连续梁商合杭商丘特大桥跨陇有声屏障无砟轨道桥面道岔梁(先简支后连续)桥面二、高速铁路桥隧建筑物的特点无砟轨道有声屏障桥面和道岔梁桥面有声屏障无砟轨道桥面道岔梁(先简支后连续)桥面二、高速铁路桥(二)新型桥梁3.梁拱组合桥-系杆拱桥郑万石梁河大桥跨永登高速公路
128m系杆拱(跨郑尧140m)系杆拱主体构造示意图二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁郑万石梁河大桥跨永登高速公路
128m系杆拱(二)新型桥梁4.梁拱组合桥-连续梁拱郑万赵河镇跨南水北调(74+160+74)m连续梁拱桥郑万张良镇跨南水北调(74+160+74)m连续梁拱转体施工二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁郑万赵河镇跨南水北调(74+160+74)m郑(二)新型桥梁4.梁拱组合桥-连续梁拱徐宿盐淮线盐城特大桥跨西塘河(100+200+100)m连续梁钢管拱盐城特大桥跨西塘河连续梁钢管拱拱肋施工二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁徐宿盐淮线盐城特大桥跨西塘河(100+200+(二)新型桥梁5.梁拱组合桥-钢桁加劲连续梁郑阜沈界1号特大桥跨越宁洛高速86+172+86m曲弦钢桁加劲连续梁二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁郑阜沈界1号特大桥跨越宁洛高速86+172+8(二)新型桥梁6.斜拉桥郑万联络线跨越徐兰高铁(32+138+138+32)m独塔斜拉桥二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁郑万联络线跨越徐兰高铁(32+138+138+(二)新型桥梁6.斜拉桥天兴洲公铁两用长江大桥主桥(98+196+504+196+98)m双塔三索面钢桁梁斜拉桥二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁天兴洲公铁两用长江大桥主桥二、高速铁路桥隧建筑(二)新型桥梁6.斜拉桥京广高铁郑州黄河公铁两用桥主桥第一联(121.05+5×168+121.05)m六塔单索面连续钢桁结合梁斜拉桥二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁京广高铁郑州黄河公铁两用桥主桥第一联二、高速铁
最大跨度
双线整孔箱梁,最大跨度64m。预应力混凝土连续梁最大跨度168m预应力混凝土连续刚构最大跨度200m预应力混凝土连续刚构-钢拱组合最大跨度220m钢桁斜拉桥最大跨度504m钢桁拱桥最大跨度336m深水基础水深超过50m钻孔桩直径3.4m桩长112m
高墩墩高50m(宜万线墩高128m)二、高速铁路桥隧建筑物的特点最大跨度二、高速铁路桥隧建筑物的特点(三)以桥代路1.稳定性好,病害少,为平稳高速运行提供保障。如郑西高铁K921、阜阳西站。2.有效控制工后沉降。如郑阜高铁沈界1号桥跨沙河沉降3.沿线经济社会发达,跨越的城市道路、公路、既有铁路、地下管线多,避开河道水网、软土等影响。
4.节约用地,少占农田。与填土8m的路基相比,每公里节省土地55亩。5.大量采用高架桥,且长桥多,桥梁比例大:京沪桥梁1074/全长1318km,占比81.5%,其中昆山大桥164.8km,世界最长;广珠城际90%;郑阜河南段303.2/350.825km,占比86.4%。6.施工便捷,速度快。二、高速铁路桥隧建筑物的特点(三)以桥代路二、高速铁路桥隧建筑物的特点
(五)高性能能混凝土1.混凝土材料常规指标严格控制
强度等级、胶凝材料用量水胶比、用水量等2.原材料优选
基本原材料(水泥、细骨料、粗骨料、水)矿物掺和料(粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰)外加剂(高效减水剂、引气剂等)二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)高性能能混凝土二、高速铁路桥隧建筑物的特点(六)隧道特点
1.大断面隧道:(1)设计速度为300km/h、350km/h时,双线隧道不宜小于100m2,单线不宜小于70m2;(2)设计速度为250km/h时,双线隧道不宜小于90m2,单线不宜小于58m22.早进晚出,新型洞门,洞口缓冲结构;3.长大隧道4.强化防水排水5.提高防灾救援能力二、高速铁路桥隧建筑物的特点(六)隧道特点二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)隧道特点
新型洞门,洞口缓冲结构二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)隧道特点二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)隧道特点
强化防水排水二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)隧道特点二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)隧道特点
应急疏散通道和救援站石太客运专线太行山隧道救援站两个单线隧道互为救援疏散通道二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)隧道特点石太客运专线太行山隧道救援站两个单线隧道互高速铁路桥梁工程基本技术规定(一)设计活载:列车竖向活载采用“ZK活载”。ZK标准活载图式:中-活载的70%,UIC活载的80%ZK特种活载图式:三、高速铁路桥梁工程基本技术规定高速铁路桥梁工程基本技术规定(一)设计活载:ZK标准活载图(二)限界
桥梁限界应满足《铁路技术管理规程》规定。曲线地段限界应考虑因超高产生车体倾斜对曲线内侧的限界加宽。三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(二)限界
桥梁限界应满足《铁路技术管理规程》规定。(三)孔径和净空桥涵的洪水频率标准,应符合现行《铁路桥涵设计基本规范》Ⅰ级铁路干线的规定。
铁路等级设计洪水频率检算洪水频率桥梁涵洞特大桥(大桥)属于技术复杂、技术困难或重要者I级、II级1/1001/1001/300三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(三)孔径和净空铁路等级设计洪水频率检算洪水频率桥梁涵
(三)孔径和净空
1.净空:正线或联络线跨越通行双层集装箱的普速铁路立交净空按7.96m的净高设计;跨越其它铁路线路等立交净空按客运专线电气化净高7.25m设计。本线跨越高速公路时净空不小于6m,国省道不小于5.5m,、县道、乡道及一般乡村道路不小于4.5m。道路路面以上净空不足5m时,设置限高防护架在铁路下面通过机动车辆的立交桥涵,道路路面以上净空不足5m时,应设置限高防护架,限高防护架的形式,按部颁标准执行。三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(三)孔径和净空三、高速铁路桥梁工程基本技术规限高架应有足够的强度、刚度和耐久性;材质一般为Q345不锈钢管,方便维修和减少维修;应兼顾美观和经济。三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(三)孔径和净空
2.限高防护架:限高架应有足够的强度、刚度和耐久性;三、高速铁路桥梁工程基本三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(三)孔径和净空
2.防撞墩:根据不同的道路级别设置不同等级的防撞设施三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(三)孔径和净空根据不同的
(四)墩台基础的沉降控制严格其铺轨后(工后沉降)残余沉降不应超过下列容许值:墩台均匀沉降量:对于有砟桥面桥梁:30mm
对于无砟桥面桥梁:20mm
静定结构相邻墩台沉降量之差:对于有砟桥面桥梁:Δ=15mm
对于无砟桥面桥梁:Δ=5mm
三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(四)墩台基础的沉降控制严格三、高速铁路桥梁工程基本技术
刚度与沉降控制沿线路的刚度不平顺会造成轨道动态不平顺。列车速度越高、刚度变化越剧烈,列车振动越强烈。实现刚度均匀过渡措施——设置各种过渡段:路桥、路涵、路隧、堤堑过渡段
时速350公里高铁:无砟轨道为主(大跨度钢梁桥采用有砟,如京广高铁郑州黄河桥、武汉天兴洲大桥)。郑阜高铁阜阳西站、瓦日线吾沿河隧道。
时速250公里高铁:有砟轨道为主(长大隧道内采用有砟)二、高速铁路桥隧建筑物的特点刚度与沉降控制二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)刚度桥涵设备应具有足够的刚度、良好的动力性能及耐久性,满足轨道稳定性、平顺性和高速列车运行安全性、旅客乘坐舒适性的要求。1.梁体竖向挠度的限值应符合下列规定:A、梁部结构在列车竖向静活载作用下,梁体的竖向挠度不应大于下表所列数值。(测量方法:水准、挠度计、光电测挠仪)跨度项目L≤24m24m<L≤80mL>80m单跨L/1300L/1000L/1000多跨L/1800L/1500L/1000三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(五)刚度桥涵设备应具有足够的刚度、良好的动力性能及耐久性(五)刚度
1.梁体竖向挠度的限值应符合下列规定:
B.梁部结构在列车竖向静活载作用下,桥梁梁端竖向转角θ不应大于1‰。梁端竖向转角如图。(测量方法:倾角仪)三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(五)刚度三、高速铁路桥梁工程基本技术规定
(五)刚度
2.在ZK活载作用下,桥梁梁缝两侧钢轨支承点间的相对竖向位移(设有纵向坡度的桥梁,包含活动支座水平温度位移引起的梁缝两侧钢轨支承点间的相对竖向位移)不宜大于1mm;相邻梁梁端两侧的钢轨支点横向相对位移不应大于1mm。三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(五)刚度三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(五)刚度3.活载作用下梁体扭转引起的轨面不平顺限值为:以一段3m长的线路为基准,ZK活载作用下,一线两根钢轨的竖向相对变形量t≤1.5mm;实际运营列车作用下,一线两根钢轨的竖向相对变形量t≤1.2mm。桥面允许扭转变形示意图(S为钢轨中心距)
三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(五)刚度桥面允许扭转变形示意图三、高速铁路桥梁工程基本技术
(六)振动控制1.竖向自振频率
L≤80m简支梁竖向自振频率不应低于下列限值:L≤40m时no=120/L40<L≤80m时no=23.58L-0.592
式中no—简支梁竖向自振频率限值(HZ)
L—简支梁跨度(m)。三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(六)振动控制三、高速铁路桥梁工程基本技术规定
(六)振动控制:
2.对32m简支梁箱梁,动车组列车产生的竖向激振频率
f激振≈2.78Hz(V=250km/h)f激振≈3.88Hz(V=350km/h)3.对32m简支梁箱梁,梁体竖向自振频率设计控制
f设计≥3.75Hz(V=250km/h)f设计≥4.66Hz(V=350km/h)4.对32m简支梁箱梁,实测梁体竖向自振频率f实际≥5.00Hz(V=250km/h)f实际≥5.50Hz(V=350km/h)三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(六)振动控制:三、高速铁路桥梁工程基本技术规定
(七)除静力满足有关规定的要求外,按实际运营客车通过桥梁的车桥耦合动力响应分析结果中的脱轨系数、轮重减载率、轮对横向水平力、车体竖、横向振动加速度、旅客乘坐舒适度指标及桥面板竖向振动加速度,应满足以下要求:
脱轨系数:Q/P≤0.8;轮重竖向减载率:ΔP/P≤0.6轮对横向水平力:Q≤80kN;桥面板在强振频率20Hz及以下的竖向振动加速度:≤0.5g车体竖向振动加速度:αz≤0.13g(半峰值)(g为重力加速度)车体横向振动加速度:αy≤0.10g(半峰值)斯佩林舒适度指标:一般情况<2.5(优),困难条件2.5~2.75(良)
三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(七)除静力满足有关规定的要求外,按实际运营客车通过桥梁(八)在ZK活载、横向摇摆力、离心力、风力和温度的作用下,墩顶横向水平位移引起的桥面处梁端水平折角应不大于1.0‰。梁端水平折角如下图。水平折角示意图三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(八)在ZK活载、横向摇摆力、离心力、风力和温度的作用下,墩(九)安装无砟轨道后,收缩及徐变引起的梁体垂直变形不得大于下列值:
跨度L≤50m 10mm跨度L>50m L/5000,也不大于20mm(十)运营桥梁梁跨实测竖向挠度(换算到ZK活载时)、竖向自振频率、桥面竖向振动加速度应满足有关限值的规定。如超过限值,则应检查分析桥梁的技术状态,采取限速或加固、改造措施。三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(九)安装无砟轨道后,收缩及徐变引起的梁体垂直变形不得大于下32m钢筋混凝土简支箱梁钢筋混凝土连续箱梁钢筋混凝土连续梁拱桥钢筋混凝土T型刚构桥梁上部结构四、高速铁路桥梁工程标准及检查32m钢筋混凝土简支箱梁钢筋混凝土连续箱梁钢筋混凝土连续梁拱梁体混凝土浇筑顺序四、高速铁路桥梁工程标准及检查梁体混凝土浇筑顺序四、高速铁路桥梁工程标准及检查边墙钢筋绑扎后的对位底板钢筋与边墙钢筋对位后的绑扎连接底板立模及底板钢筋绑扎后的对位预设预应力管道预应力钢筋混凝土箱型梁的预制:四、高速铁路桥梁工程标准及检查边墙钢筋绑扎后的对位底板钢筋与边墙钢筋对位后的绑扎连接底板立预应力张拉预应力钢绞线的张拉(后张法)张拉后的注浆及封锚四、高速铁路桥梁工程标准及检查预应力张拉预应力钢绞线的张拉(后张法)张拉后的注浆及封锚四、梁体达到强度后的吊装脱模吊装脱模后梁体集中存放吊装、脱模、存放四、高速铁路桥梁工程标准及检查梁体达到强度后的吊装脱模吊装脱模后梁体集中存放吊装、脱模、存箱梁顶部制作防水层制作防水层四、高速铁路桥梁工程标准及检查箱梁顶部制作防水层制作防水层四、高速铁路桥梁工程标准及检查箱型梁的铺架四、高速铁路桥梁工程标准及检查箱型梁的铺架四、高速铁路桥梁工程标准及检查梁体封锚及接缝处,应在构造上采取防水措施,防止雨水渗入。墩台上相邻钢筋混凝土梁间、梁端与墩台挡砟墙(胸墙、异型墩帽)间的间距,应能保证梁体自由伸缩。发现梁体表面有湿润渗水、流锈水白浆时,应查明防水层、泄水管状态,如有破损应进行修理,必要时予以更换或增设。钢筋混凝土和预应力混凝土梁应具有要求的强度、刚度、抗裂、抗渗和整体稳定性,并经常保持状态良好。大跨度桥梁徐变观测与评估。预应力混凝土梁检查注意事项四、高速铁路桥梁工程标准及检查梁体封锚及接缝处,应在构造上采取防水措施,防止雨水渗入。四、高速铁路桥梁工程标准及检查现浇连续梁0号块底板病害四、高速铁路桥梁工程标准及检查现浇连续梁0号块底板病害如发现下列状态,应及时处理:1.防排水设施失效,梁体表面泛白浆。2.混凝土保护层中性化大于25mm。3.钢筋混凝土梁沿主筋裂纹流锈水。4.钢筋缝宽混凝土梁碱集料反应导致梁体产生裂纹。5.钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁恒载裂度超限。6.相邻跨梁端或梁端与桥台胸墙间顶紧,或相邻跨作业通道栏杆顶紧,影响梁跨自由伸缩。7.意外事故造成梁体混凝土局部溃碎或钢筋变形、折断。8.封锚混凝土脱落,锚头锈蚀。9.连续梁0号块,要严格进行敲击。四、高速铁路桥梁工程标准及检查如发现下列状态,应及时处理:四、高速铁路桥梁工程标准及检查箱型梁桥梁架构箱梁支座墩顶凹槽墩帽桥面防护墙梁底进人孔孔支承垫石四、高速铁路桥梁工程标准及检查箱型梁桥梁架构箱梁支座墩顶凹槽墩帽桥面防护墙梁底进人孔孔支四、高速铁路桥梁工程标准及检查四、高速铁路桥梁工程标准及检查四、高速铁路桥梁工程标准及检查无砟轨道桥面构造有砟轨道桥面构造桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查无砟轨道桥面构造有砟轨道桥面构
桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面1.维修作业通道及电缆槽四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查
2.防护墙:与普通铁路不同,高速铁路桥梁桥面不设护轨,而采用防护墙的方式,高速铁路有砟桥面防护墙兼作挡砟墙使用。(有砟桥面线路中心至挡砟墙净距2.2m是为满足大型养路机械清筛道床的要求而定。)防撞墙高度应根据最小曲线半径时墙顶不低于外轨顶面计算确定,直线、曲线上高度等高。、检查内容及病害处理措施:防撞墙混凝土无开裂、掉块,每2m设10mm断缝,缝内不得有杂物、不得积水,并以橡胶或弹性嵌缝胶填塞,防撞墙下端设过水孔,并做防水处理。四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面2.防护墙:与普通铁路不同,高速铁路桥梁桥面
3.维修作业通道及电缆槽桥面两侧设置维修作业通道,宽度不小于0.8m。维修作业通道下方为电缆槽,其上为活性粉末混凝土(RPC)混凝土盖板。检查注意:电缆槽内A、B墙尺寸,是否有阻水物。RPC盖板厚度50mm/25mm;沿线路每10m铺设带凹口的活动盖板。在梁缝处设纵横向限位装置,防止电缆槽盖板串动,易断,影响人身安全。
3.主梁翼缘悬臂板端部设钢筋混凝土遮板,防止雨水等流经梁体,遮板受损后可以局部更换。防撞墙、遮板裂纹宽度大于0.3mm时应进行处理。遮板、栏杆等在梁的活动端处均应断开或设伸缩缝。四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面3.维修作业通道及电缆槽四、高速铁路桥梁工程标电缆槽、遮板防护墙、RPC盖板、声屏障、栏杆桥面4.遮板
断缝间距一般为2m,由于断缝防水失效或漏设,经常造成遮板断缝渗漏水,影响结构耐久性和桥梁外观。因此遮板断缝一般需要采用弹性嵌缝胶沿缝全高填塞饱满,以免渗漏水。四、高速铁路桥梁工程标准及检查电缆槽、遮板防护墙、RPC盖板、声屏障、栏杆桥面四、高速铁路
桥面5.声屏障四、高速铁路桥梁工程标准及检查(1)声屏障分为桥梁声屏障与路基声屏障两种类型。声屏障的构造形式有插板式和整体式两种。常用的结构形式为直立式,折角式;(2)高速铁路声屏障的声学构件为声屏障单元板。
桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查(1)声屏障
四、高速铁路桥梁工程标准及检查声屏障应满足以下的声学、力学和物理性能:
(1)声学性能:
①隔声性能。单元板的计权隔音量Rw≥25dB。②吸声性能。单元板的降噪系数NRC≥0.7,同时在高湿度、雨淋环境中,吸声性能不受影响。(2)力学性能
①抗疲劳性能。经过数百万次往复循环作用下,不产生疲劳破坏。
②抗冲击性能。单元板应能承受(30±1)J能量。
③抗变形能力。最大弹性挠度不应超过L/100,残余变形不应超过L/500。
(3)防火性能。防火等级应满足B2级。
(4)防腐蚀性能。金属构件应具有防腐蚀性能,在规定使用年限内不产生腐蚀现象。
(5)抗冻融性能。构件在30次冻融循环后,得有任何损坏现象
四、高速铁路桥梁工程标准及检查声屏障应满足以下的桥面6.桥面必须设置性能良好的防、排水设施。
桥面上铺设的防水层应密闭有效,在桥梁纵向伸缩缝处应设防水伸缩缝。桥面横向应设置排水坡,坡度不得小于2%。排水管道宜设于防撞墙的内侧或桥梁中心处,管道内径一般不小于150mm,排水管出水端须伸出梁体,长度要保证排水不污染梁体、墩台。穿越居民区和道路的桥梁,应设横向集中排水管,将桥面排水集中排放。四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查
桥面7.防水层:可能被积水渗入的处所,均应铺设防水层。若发现混凝土表面有湿润渗水、流锈水、白浆时,或无砟轨道桥面防水层出现起泡、脱皮、空鼓、开裂、掉块等病害时应查明原因及时修理,必要时予以更换或增设。采用防水卷材的防水层,其上设置保护层,保护层采用C40及以上纤维混凝土,厚度不小于6cm。修补防水层的标准不应低于既有的防水层标准。修补部位的防水层搭接宽度不小于20cm。四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面
有砟轨道混凝土桥面防水
1.桥面防水层应设置保护层,保护层纵向每隔4m设置宽10mm深20mm的横向预裂缝,并用聚氨酯防水涂料填实。
2.防护墙间宜铺设卷材类防水层,防护墙根部加铺卷材附加层,附加层沿防护墙弯起高度5cm,水平向宽度15cm。防水层上设厚度不小于6cm的纤维混凝土保护层,保护层与防护墙接缝应采用聚氨酯防水涂料封边,封边高度不小于8cm。
3.防护墙外侧电缆槽应采用聚氨酯防水涂料防水层,防水层上设厚度4-6cm的纤维混凝土保护层。保护层与防护墙、电缆槽竖墙接缝应采用聚氨酯防水涂料封边,封边高度不小于8cm。四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面无砟轨道混凝土桥面防水轨道底座板直接与桥面板相连的无砟轨道结构(Ⅰ型板),在轨道底座板范围外的防护墙之间铺设卷材类防水层,防护墙和底座板根部加铺卷材附加层,附加层沿防护墙弯起高度5cm,水平向宽度15cm。防水层上设厚度不小于6cm的纤维混凝土保护层,保护层与防护墙接缝应采用聚氨酯防水涂料封边,封边高度不小于8cm。轨道底座板与桥面板之间设有隔离层(滑动层)的无砟轨道结构(Ⅱ型板),采用底涂、喷涂防水层。喷涂防水层上不设保护层。防护墙、侧向挡块根部进行封边处理,封边高度不小于8cm;分次喷涂时,搭接长度不小于10cm。防护墙外侧电缆槽防水层铺设要求与有砟轨道桥面防水相同。四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查2012年11月7日京广高铁K739+500聚脲防水层:性能优越、耐磨、防腐、防水。半聚脲,市场价35元/kg,中标价17元/kg。2014年铁路拒用。聚脲防水层施工工艺四、高速铁路桥梁工程标准及检查2012年11月7日聚脲防水层:桥面8.梁体防排水设施注意以下问题:(1)梁端伸缩缝破损、渗漏水,排水管、伸缩缝渗漏水。(2)过水孔堵塞。(3)排水管破损、堵塞。(4)箱梁箱室内积水。(5)伸缩缝长度不足,泄水管位置靠里。(6)铁路、道路上方应设置梁端集中排水管。四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查梁体内外排水设施(问题处理)四、高速铁路桥梁工程标准及检查梁体内外排水设施(问题处理)四、高速铁路桥梁工程标准及检查四、高速铁路桥梁工程标准及检查梁体内外排水设施(问题处理方式)四、高速铁路桥梁工程标准及检查梁体内外排水设施(问题处理方式桥面
9.梁端伸缩缝
梁缝渗漏水会严重影响梁端封锚、支座、墩顶帽耐久性,造成锚穴浸水、封锚混凝土开裂、脱落,梁端和墩顶混凝土裂损,钢筋和预埋支座板锈蚀,影响支座功能、甚至损坏。为防止梁缝渗漏水,提高桥梁耐久性,须在梁缝顶面设置伸缩装置。梁缝伸缩装置要求沿梁缝全长设置,防水橡胶带不得有接缝。对建造时,伸缩装置未沿梁缝全长设置的,采取全长封闭措施,防止梁缝渗漏水。四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面
9.梁端伸缩缝
梁缝渗漏水会严重影有砟轨道桥梁钢板伸缩缝:
常见问题:破损、开裂、剥落。注意:钢板固定端在固定支座一侧、桥台在胸墙上。四、高速铁路桥梁工程标准及检查有砟轨道桥梁钢板伸缩缝:常见问题:破损、开裂、剥落无砟轨道桥梁橡胶伸缩缝:
无砟轨道桥梁伸缩缝使用氯丁橡胶或三元乙丙橡胶防水橡胶带。伸缩装置安装平直,防水橡胶带应全部嵌固于异型耐候钢或异型铝合金型材凹槽内,不得积水,且沿梁缝全长设置,防水橡胶带不得有接缝。四、高速铁路桥梁工程标准及检查无砟轨道桥梁橡胶伸缩缝:
无砟轨道桥梁伸缩缝使用氯梁端伸缩缝橡胶止水带四、高速铁路桥梁工程标准及检查
桥面梁端伸缩缝橡胶止水带四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面梁端弹性体伸缩装置四、高速铁路桥梁工程标准及检查
桥面梁端弹性体伸缩装置四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面支座一般跨度桥梁采用盆式橡胶支座或球型钢支座。简支梁采用TGPZ或KTPZ调高盆式橡胶支座,连续梁采用ALGATMT调高盆式橡胶支座。盆式橡胶支座四、高速铁路桥梁工程标准及检查支座盆式橡胶支座四、高速铁路桥梁工程标准及检查
1.下支座板、2.球面滑板、3.球面不锈钢滑板、4.球冠衬板、5.密封装置、6.平面滑板、7.平面不锈钢滑板、8.上支座板、9.连接螺栓球型钢支座四、高速铁路桥梁工程标准及检查1.下支座板、2.球面滑板、3.球面不锈钢滑
180MN球型钢支座球型钢支座基本构造图四、高速铁路桥梁工程标准及检查180MN球型钢支座球型钢支座基本构造图四、高速铁路桥梁
支座按其使用性能分为:多向活动(DX)、纵向活动(ZX)、纵向活动(ZX)、固定支座(GD)。四、高速铁路桥梁工程标准及检查支座按其使用性能分为:多向活动(DX)、纵向活动(ZX支承垫石支承垫石的高度应满足维修养护的需要,其高度不应小于35cm。支座锚栓直径不应小于24mm,支承垫石顶的套筒孔应采用无收缩灌浆料重力灌浆填实,螺栓标准件应采用渗锌或多元合金共渗防护处理。支座钢质外露部分防腐涂装应采用TB/T1527规定的第6套涂装体系。支座应按环境要求设置防尘装置,且便于拆装。四、高速铁路桥梁工程标准及检查支承垫石四、高速铁路桥梁工程标准及检查支座检查:
1.聚四氟乙烯板磨耗严重,或滑出;
2.位移或转角超限,位移量超过设计值10mm,转角超过设计值的20%;(郑阜1处,商合杭1处)
3.锚栓缺少或剪断;
4.橡胶密封圈脱落或外翻;
5.下支座板与垫石间灌浆料、干硬性砂浆开裂;
6.支座砂浆垫层高度超过35mm;开裂、积水、翻浆;
7.钢件裂纹深度≥10mm,主受力部位焊缝脱焊;
8.支座位置装错,或上下板颠倒。(目前已避免)四、高速铁路桥梁工程标准及检查支座检查:四、高速铁路桥梁工程标准及检查支座砂浆垫层失效四、高速铁路桥梁工程标准及检查支座砂浆垫层失效四、高速铁路桥梁工程标准及检查防落梁装置、接地装置防落梁挡块。20-40mm防尘罩接地装置四、高速铁路桥梁工程标准及检查防落梁装置、接地装置防落梁挡块。防尘罩接地装置四、高速铁路桥圆端形实体墩设计图圆端形空心墩效果图桥梁墩台四、高速铁路桥梁工程标准及检查圆端形实体墩设计图圆端形空心墩效果图桥梁墩台四、高速铁路桥双柱式轻型桥墩圆端型实体桥墩流线型实体桥墩一字型桥台桥梁墩台四、高速铁路桥梁工程标准及检查双柱式轻型桥墩圆端型实体桥墩流线型实体桥墩一字型桥台桥梁
沉降观测标四、高速铁路桥梁工程标准及检查沉降观测标四、高速铁路桥梁工程标准及检查墩台检查内容:
1.结构表面混凝土状态检查:裂缝、空洞、剥落、掉块、腐蚀,倾斜、滑动、倾斜等;
2.混凝土中性化检查。
3.意外事故造成梁体或墩台混凝土局部溃碎或钢筋变形。
4.空心墩台内部积水;
5.沉降观测标志;墩台标志;
6.立交桥桥下净空及限高架;防撞设施;
7.泄水管等排水装置;
8.吊围栏等检查设施;
9.桥下弃土堆载;
10.桥下河床铺砌、河调等防护设施完好程度,冲淤情况
11.桥址200米范围内禁止抽取地下水。(李良店煤矿)四、高速铁路桥梁工程标准及检查墩台检查内容:四、高速铁路桥梁工程标准及检查墩台检查内容:
12.平原、微丘区及城镇附近旱桥地段的防护栅栏主
13.要为防止堆放易燃、易爆物品或堆放物资、侵占铁路用地等影响运营安全、甚至桥梁安全。
14.对于梁底至地面高度小于4m的桥梁,因桥墩较矮,无关人员易从桥下进入墩顶、箱内,必要时应加强防护。
四、高速铁路桥梁工程标准及检查墩台检查内容:四、高速铁路桥梁工程标准及检查
顺坡式救援疏散通道折向式救援疏散通道桥梁救援疏散通道四、高速铁路桥梁工程标准及检查顺坡式救援疏散通道折向式救援疏散通道桥梁救援疏散通道四救援疏散通道检查内容:
1.桥面救援疏散标志;
2.桥面救援疏散通道顶部平台及门、锁;顶部平台一般设在桥墩位置,并与梁部独立,顶部平台与桥面作业通道顶面相对高差、与桥面遮板之间的缝隙。
3.救援疏散通道踏步铺面;
4.救援疏散通道立柱防撞;
5.桥下救援疏散通道门、锁、标志;
6.救援疏散通道应在桥下预留地面维修通道,地面维修通道净宽不小于3.0m,以便能够通行汽车。四、高速铁路桥梁工程标准及检查救援疏散通道检查内容:四、高速铁路桥梁工程标准及检查公跨铁立交桥四、高速铁路桥梁工程标准及检查避免修建公跨铁立交桥,修建等级公跨铁立交桥四、高速铁路桥梁工程标准及检查避免修建公跨铁立公跨铁立交桥
1.公跨铁立交桥应设置防抛网,防抛网高度应大于3.0m,孔眼0.25cm2,防抛网与桥面遮板连接螺栓应齐全、有效。桥下不得设置泄水管。
2.桥面应设防撞墙,防撞等级SS级;
3.桥头应设防撞墙或防撞墩。跨线桥上延长防护网,应分别自轨道中心向汽车驶来方向延长至40m以上,向汽车驶出方向延长至20m以上;
4.桥下梁底及湿接缝内不得有杂物。四、高速铁路桥梁工程标准及检查公跨铁立交桥
1.公跨铁立交桥应设置高速铁路桥隧建筑物技术要求与特点高铁桥隧建筑物技术要求与特点高速铁路桥隧建筑物高铁桥隧建筑物技术要求与特点一、高速铁路基础设施按专业划分(一)专业划分《高速铁路工程静态验收技术规范》规定,高速铁路工程划分为16个专业:轨道工程、路基工程、桥涵工程、隧道工程、精密工程测量、通信工程、信号工程、信息工程、电力工程、电力牵引供电工程、房屋建筑工程、综合接地工程、建设用地、环境保护与水土保持工程、声屏障及屏蔽门/安全门工程、自然灾害及异物侵线监测系统工程。高铁桥隧建筑物技术要求与特点一、高速铁路基础设施按专业划分(一)专业划分高铁桥隧建筑物(二)工务专业
轨道工程、路基工程、桥涵工程、隧道工程、精密工程测量、综合接地工程(部分)、环境保护与水土保持工程(部分)、声屏障及屏蔽门/安全门工程(部分)、自然灾害及异物侵线监测系统工程。本次重点介绍高速铁路桥涵工程和隧道工程。高铁桥隧建筑物技术要求与特点(二)工务专业高铁桥隧建筑物技术要求与特点(三)无砟轨道和有砟轨道
高铁桥隧建筑物技术要求与特点时速350公里高铁:无砟轨道为主时速250公里高铁及城际铁路:有砟轨道为主(长大隧道内采用有砟)(三)无砟轨道和有砟轨道高铁桥隧建筑物技术要求与特点时速3
桥隧特点桥梁技术要求隧道技术要求桥隧检查维修特点高铁桥隧建筑物技术要求与特点桥隧特点高铁桥隧建筑物技术要求与特点二、高速铁路桥梁的特点和重要性由于高速铁路具有运行速度高、设计标准高、施工要求严等特点,高速铁路桥梁结构具有以下的特点:
①具有足够的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度,对桥梁变形更为严格。②具有良好动力性能,确保高速列车安全性和乘坐舒适性的要求。③结构耐久性应满足使用寿命100年的要求。④结构型式选择尽量避免或减少温度调节器的设置,以保持桥上线路高平顺性。⑤墩台具有有足够的的纵向刚度,以满足轨道纵向力的要求。⑥墩台及沉降控制要求严。⑦桥面布置考虑检查、维修及通信、信号、电力电缆设置的需要。⑧规格和外形标准化,并考虑与环境景观的协调。二、高速铁路桥隧建筑物的特点二、高速铁路桥梁的特点和重要性二、高速铁路桥隧建筑物的特点二、高速铁路桥梁的特点和重要性由于高速铁路具有运行速度高、设计标准高、施工要求严等特点,高速铁路桥梁结构具有以下的特点:
①具有足够的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度,对桥梁变形更为严格。②具有良好动力性能,确保高速列车安全性和乘坐舒适性的要求。③结构耐久性应满足使用寿命100年的要求。④结构型式选择尽量避免或减少温度调节器的设置,以保持桥上线路高平顺性。⑤墩台具有有足够的的纵向刚度,以满足轨道纵向力的要求。⑥墩台及沉降控制要求严。⑦桥面布置考虑检查、维修及通信、信号、电力电缆设置的需要。⑧规格和外形标准化,并考虑与环境景观的协调。二、高速铁路桥隧建筑物的特点二、高速铁路桥梁的特点和重要性二、高速铁路桥隧建筑物的特点我国高速铁路桥梁在跨度、数量和结构型式方面远远超过国外高速铁路的桥梁,主要有以下几种结构类型:①预应力混凝土简支箱梁常用跨度主要为20m、2m、32m和40m几种,以跨度32m双线预应力混凝土简支箱梁为主。②现浇钢筋混凝土斜交刚构连续梁。③常用跨度现浇预应力混凝土连续箱梁,跨越公路和一般河流的需要,实现标准化设计。④特殊桥梁结构。为了跨越大江大河及与公路、河流的需要,高速铁路上设计了许多新型桥梁结构型式,在跨域大江、大河时代表性桥梁:
武汉天兴洲公铁两用长江大桥(公铁两用斜拉桥中跨度世界第一);
京沪高铁南京大胜关桥(国内最大跨度的连续钢桁梁);
广珠小榄水道特大桥(最大跨度组合结构。徐宿盐淮线盐城特大桥跨西塘河(100+200+100)m连续梁钢管拱二、高速铁路桥隧建筑物的特点我国高速铁路桥梁在跨度、数量和结构型式方面远二、高速铁路桥隧建筑物的特点(一)设计理论创新1.车线桥动力耦合计算技术→桥梁动力性能。(1)设计活载采用ZK活载,确定了动力系数、离心力、制动力、横向摇摆力、脱轨荷载、气动力等计算边界条件,并考虑了桥上超长无缝线路而产生的长钢轨纵向力。
(2)为保证桥上轨道的平顺性和结构具有良好的动力性能,对结构刚度和基频进行严格控制。
(3)为保证桥上无缝线路的使用状态,增加了墩台最小纵向水平线刚度限值的要求。
(4)对基础工后沉降及不均匀沉降严格限制。
(5)提高桥梁结构的整体性。
(6)桥面构造合理,满足各种桥面设施的安装要求,采取了提高结构耐久性、减振降噪等措施,满足养护维修的要求2.隧道空气动力学计算技术→隧道净空有效面积。
(1)设计速度为300km/h、350km/h时,双线隧道不宜小于100m2,单线不宜小于70m2(2)设计速度为250km/h时,双线隧道不宜小于90m2,单线不宜小于58m2
二、高速铁路桥隧建筑物的特点(一)设计理论创新(二)新型桥梁1.常用跨度桥大量采用预应力混凝土双线整孔箱梁。二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁2.预应力混凝土连续箱梁。常用跨度预应力混凝土连续梁商合杭商丘特大桥跨陇海铁路连续梁80+128+80m二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁常用跨度预应力混凝土连续梁商合杭商丘特大桥跨陇有声屏障无砟轨道桥面道岔梁(先简支后连续)桥面二、高速铁路桥隧建筑物的特点无砟轨道有声屏障桥面和道岔梁桥面有声屏障无砟轨道桥面道岔梁(先简支后连续)桥面二、高速铁路桥(二)新型桥梁3.梁拱组合桥-系杆拱桥郑万石梁河大桥跨永登高速公路
128m系杆拱(跨郑尧140m)系杆拱主体构造示意图二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁郑万石梁河大桥跨永登高速公路
128m系杆拱(二)新型桥梁4.梁拱组合桥-连续梁拱郑万赵河镇跨南水北调(74+160+74)m连续梁拱桥郑万张良镇跨南水北调(74+160+74)m连续梁拱转体施工二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁郑万赵河镇跨南水北调(74+160+74)m郑(二)新型桥梁4.梁拱组合桥-连续梁拱徐宿盐淮线盐城特大桥跨西塘河(100+200+100)m连续梁钢管拱盐城特大桥跨西塘河连续梁钢管拱拱肋施工二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁徐宿盐淮线盐城特大桥跨西塘河(100+200+(二)新型桥梁5.梁拱组合桥-钢桁加劲连续梁郑阜沈界1号特大桥跨越宁洛高速86+172+86m曲弦钢桁加劲连续梁二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁郑阜沈界1号特大桥跨越宁洛高速86+172+8(二)新型桥梁6.斜拉桥郑万联络线跨越徐兰高铁(32+138+138+32)m独塔斜拉桥二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁郑万联络线跨越徐兰高铁(32+138+138+(二)新型桥梁6.斜拉桥天兴洲公铁两用长江大桥主桥(98+196+504+196+98)m双塔三索面钢桁梁斜拉桥二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁天兴洲公铁两用长江大桥主桥二、高速铁路桥隧建筑(二)新型桥梁6.斜拉桥京广高铁郑州黄河公铁两用桥主桥第一联(121.05+5×168+121.05)m六塔单索面连续钢桁结合梁斜拉桥二、高速铁路桥隧建筑物的特点(二)新型桥梁京广高铁郑州黄河公铁两用桥主桥第一联二、高速铁
最大跨度
双线整孔箱梁,最大跨度64m。预应力混凝土连续梁最大跨度168m预应力混凝土连续刚构最大跨度200m预应力混凝土连续刚构-钢拱组合最大跨度220m钢桁斜拉桥最大跨度504m钢桁拱桥最大跨度336m深水基础水深超过50m钻孔桩直径3.4m桩长112m
高墩墩高50m(宜万线墩高128m)二、高速铁路桥隧建筑物的特点最大跨度二、高速铁路桥隧建筑物的特点(三)以桥代路1.稳定性好,病害少,为平稳高速运行提供保障。如郑西高铁K921、阜阳西站。2.有效控制工后沉降。如郑阜高铁沈界1号桥跨沙河沉降3.沿线经济社会发达,跨越的城市道路、公路、既有铁路、地下管线多,避开河道水网、软土等影响。
4.节约用地,少占农田。与填土8m的路基相比,每公里节省土地55亩。5.大量采用高架桥,且长桥多,桥梁比例大:京沪桥梁1074/全长1318km,占比81.5%,其中昆山大桥164.8km,世界最长;广珠城际90%;郑阜河南段303.2/350.825km,占比86.4%。6.施工便捷,速度快。二、高速铁路桥隧建筑物的特点(三)以桥代路二、高速铁路桥隧建筑物的特点
(五)高性能能混凝土1.混凝土材料常规指标严格控制
强度等级、胶凝材料用量水胶比、用水量等2.原材料优选
基本原材料(水泥、细骨料、粗骨料、水)矿物掺和料(粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰)外加剂(高效减水剂、引气剂等)二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)高性能能混凝土二、高速铁路桥隧建筑物的特点(六)隧道特点
1.大断面隧道:(1)设计速度为300km/h、350km/h时,双线隧道不宜小于100m2,单线不宜小于70m2;(2)设计速度为250km/h时,双线隧道不宜小于90m2,单线不宜小于58m22.早进晚出,新型洞门,洞口缓冲结构;3.长大隧道4.强化防水排水5.提高防灾救援能力二、高速铁路桥隧建筑物的特点(六)隧道特点二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)隧道特点
新型洞门,洞口缓冲结构二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)隧道特点二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)隧道特点
强化防水排水二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)隧道特点二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)隧道特点
应急疏散通道和救援站石太客运专线太行山隧道救援站两个单线隧道互为救援疏散通道二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)隧道特点石太客运专线太行山隧道救援站两个单线隧道互高速铁路桥梁工程基本技术规定(一)设计活载:列车竖向活载采用“ZK活载”。ZK标准活载图式:中-活载的70%,UIC活载的80%ZK特种活载图式:三、高速铁路桥梁工程基本技术规定高速铁路桥梁工程基本技术规定(一)设计活载:ZK标准活载图(二)限界
桥梁限界应满足《铁路技术管理规程》规定。曲线地段限界应考虑因超高产生车体倾斜对曲线内侧的限界加宽。三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(二)限界
桥梁限界应满足《铁路技术管理规程》规定。(三)孔径和净空桥涵的洪水频率标准,应符合现行《铁路桥涵设计基本规范》Ⅰ级铁路干线的规定。
铁路等级设计洪水频率检算洪水频率桥梁涵洞特大桥(大桥)属于技术复杂、技术困难或重要者I级、II级1/1001/1001/300三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(三)孔径和净空铁路等级设计洪水频率检算洪水频率桥梁涵
(三)孔径和净空
1.净空:正线或联络线跨越通行双层集装箱的普速铁路立交净空按7.96m的净高设计;跨越其它铁路线路等立交净空按客运专线电气化净高7.25m设计。本线跨越高速公路时净空不小于6m,国省道不小于5.5m,、县道、乡道及一般乡村道路不小于4.5m。道路路面以上净空不足5m时,设置限高防护架在铁路下面通过机动车辆的立交桥涵,道路路面以上净空不足5m时,应设置限高防护架,限高防护架的形式,按部颁标准执行。三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(三)孔径和净空三、高速铁路桥梁工程基本技术规限高架应有足够的强度、刚度和耐久性;材质一般为Q345不锈钢管,方便维修和减少维修;应兼顾美观和经济。三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(三)孔径和净空
2.限高防护架:限高架应有足够的强度、刚度和耐久性;三、高速铁路桥梁工程基本三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(三)孔径和净空
2.防撞墩:根据不同的道路级别设置不同等级的防撞设施三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(三)孔径和净空根据不同的
(四)墩台基础的沉降控制严格其铺轨后(工后沉降)残余沉降不应超过下列容许值:墩台均匀沉降量:对于有砟桥面桥梁:30mm
对于无砟桥面桥梁:20mm
静定结构相邻墩台沉降量之差:对于有砟桥面桥梁:Δ=15mm
对于无砟桥面桥梁:Δ=5mm
三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(四)墩台基础的沉降控制严格三、高速铁路桥梁工程基本技术
刚度与沉降控制沿线路的刚度不平顺会造成轨道动态不平顺。列车速度越高、刚度变化越剧烈,列车振动越强烈。实现刚度均匀过渡措施——设置各种过渡段:路桥、路涵、路隧、堤堑过渡段
时速350公里高铁:无砟轨道为主(大跨度钢梁桥采用有砟,如京广高铁郑州黄河桥、武汉天兴洲大桥)。郑阜高铁阜阳西站、瓦日线吾沿河隧道。
时速250公里高铁:有砟轨道为主(长大隧道内采用有砟)二、高速铁路桥隧建筑物的特点刚度与沉降控制二、高速铁路桥隧建筑物的特点(五)刚度桥涵设备应具有足够的刚度、良好的动力性能及耐久性,满足轨道稳定性、平顺性和高速列车运行安全性、旅客乘坐舒适性的要求。1.梁体竖向挠度的限值应符合下列规定:A、梁部结构在列车竖向静活载作用下,梁体的竖向挠度不应大于下表所列数值。(测量方法:水准、挠度计、光电测挠仪)跨度项目L≤24m24m<L≤80mL>80m单跨L/1300L/1000L/1000多跨L/1800L/1500L/1000三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(五)刚度桥涵设备应具有足够的刚度、良好的动力性能及耐久性(五)刚度
1.梁体竖向挠度的限值应符合下列规定:
B.梁部结构在列车竖向静活载作用下,桥梁梁端竖向转角θ不应大于1‰。梁端竖向转角如图。(测量方法:倾角仪)三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(五)刚度三、高速铁路桥梁工程基本技术规定
(五)刚度
2.在ZK活载作用下,桥梁梁缝两侧钢轨支承点间的相对竖向位移(设有纵向坡度的桥梁,包含活动支座水平温度位移引起的梁缝两侧钢轨支承点间的相对竖向位移)不宜大于1mm;相邻梁梁端两侧的钢轨支点横向相对位移不应大于1mm。三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(五)刚度三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(五)刚度3.活载作用下梁体扭转引起的轨面不平顺限值为:以一段3m长的线路为基准,ZK活载作用下,一线两根钢轨的竖向相对变形量t≤1.5mm;实际运营列车作用下,一线两根钢轨的竖向相对变形量t≤1.2mm。桥面允许扭转变形示意图(S为钢轨中心距)
三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(五)刚度桥面允许扭转变形示意图三、高速铁路桥梁工程基本技术
(六)振动控制1.竖向自振频率
L≤80m简支梁竖向自振频率不应低于下列限值:L≤40m时no=120/L40<L≤80m时no=23.58L-0.592
式中no—简支梁竖向自振频率限值(HZ)
L—简支梁跨度(m)。三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(六)振动控制三、高速铁路桥梁工程基本技术规定
(六)振动控制:
2.对32m简支梁箱梁,动车组列车产生的竖向激振频率
f激振≈2.78Hz(V=250km/h)f激振≈3.88Hz(V=350km/h)3.对32m简支梁箱梁,梁体竖向自振频率设计控制
f设计≥3.75Hz(V=250km/h)f设计≥4.66Hz(V=350km/h)4.对32m简支梁箱梁,实测梁体竖向自振频率f实际≥5.00Hz(V=250km/h)f实际≥5.50Hz(V=350km/h)三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(六)振动控制:三、高速铁路桥梁工程基本技术规定
(七)除静力满足有关规定的要求外,按实际运营客车通过桥梁的车桥耦合动力响应分析结果中的脱轨系数、轮重减载率、轮对横向水平力、车体竖、横向振动加速度、旅客乘坐舒适度指标及桥面板竖向振动加速度,应满足以下要求:
脱轨系数:Q/P≤0.8;轮重竖向减载率:ΔP/P≤0.6轮对横向水平力:Q≤80kN;桥面板在强振频率20Hz及以下的竖向振动加速度:≤0.5g车体竖向振动加速度:αz≤0.13g(半峰值)(g为重力加速度)车体横向振动加速度:αy≤0.10g(半峰值)斯佩林舒适度指标:一般情况<2.5(优),困难条件2.5~2.75(良)
三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(七)除静力满足有关规定的要求外,按实际运营客车通过桥梁(八)在ZK活载、横向摇摆力、离心力、风力和温度的作用下,墩顶横向水平位移引起的桥面处梁端水平折角应不大于1.0‰。梁端水平折角如下图。水平折角示意图三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(八)在ZK活载、横向摇摆力、离心力、风力和温度的作用下,墩(九)安装无砟轨道后,收缩及徐变引起的梁体垂直变形不得大于下列值:
跨度L≤50m 10mm跨度L>50m L/5000,也不大于20mm(十)运营桥梁梁跨实测竖向挠度(换算到ZK活载时)、竖向自振频率、桥面竖向振动加速度应满足有关限值的规定。如超过限值,则应检查分析桥梁的技术状态,采取限速或加固、改造措施。三、高速铁路桥梁工程基本技术规定(九)安装无砟轨道后,收缩及徐变引起的梁体垂直变形不得大于下32m钢筋混凝土简支箱梁钢筋混凝土连续箱梁钢筋混凝土连续梁拱桥钢筋混凝土T型刚构桥梁上部结构四、高速铁路桥梁工程标准及检查32m钢筋混凝土简支箱梁钢筋混凝土连续箱梁钢筋混凝土连续梁拱梁体混凝土浇筑顺序四、高速铁路桥梁工程标准及检查梁体混凝土浇筑顺序四、高速铁路桥梁工程标准及检查边墙钢筋绑扎后的对位底板钢筋与边墙钢筋对位后的绑扎连接底板立模及底板钢筋绑扎后的对位预设预应力管道预应力钢筋混凝土箱型梁的预制:四、高速铁路桥梁工程标准及检查边墙钢筋绑扎后的对位底板钢筋与边墙钢筋对位后的绑扎连接底板立预应力张拉预应力钢绞线的张拉(后张法)张拉后的注浆及封锚四、高速铁路桥梁工程标准及检查预应力张拉预应力钢绞线的张拉(后张法)张拉后的注浆及封锚四、梁体达到强度后的吊装脱模吊装脱模后梁体集中存放吊装、脱模、存放四、高速铁路桥梁工程标准及检查梁体达到强度后的吊装脱模吊装脱模后梁体集中存放吊装、脱模、存箱梁顶部制作防水层制作防水层四、高速铁路桥梁工程标准及检查箱梁顶部制作防水层制作防水层四、高速铁路桥梁工程标准及检查箱型梁的铺架四、高速铁路桥梁工程标准及检查箱型梁的铺架四、高速铁路桥梁工程标准及检查梁体封锚及接缝处,应在构造上采取防水措施,防止雨水渗入。墩台上相邻钢筋混凝土梁间、梁端与墩台挡砟墙(胸墙、异型墩帽)间的间距,应能保证梁体自由伸缩。发现梁体表面有湿润渗水、流锈水白浆时,应查明防水层、泄水管状态,如有破损应进行修理,必要时予以更换或增设。钢筋混凝土和预应力混凝土梁应具有要求的强度、刚度、抗裂、抗渗和整体稳定性,并经常保持状态良好。大跨度桥梁徐变观测与评估。预应力混凝土梁检查注意事项四、高速铁路桥梁工程标准及检查梁体封锚及接缝处,应在构造上采取防水措施,防止雨水渗入。四、高速铁路桥梁工程标准及检查现浇连续梁0号块底板病害四、高速铁路桥梁工程标准及检查现浇连续梁0号块底板病害如发现下列状态,应及时处理:1.防排水设施失效,梁体表面泛白浆。2.混凝土保护层中性化大于25mm。3.钢筋混凝土梁沿主筋裂纹流锈水。4.钢筋缝宽混凝土梁碱集料反应导致梁体产生裂纹。5.钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁恒载裂度超限。6.相邻跨梁端或梁端与桥台胸墙间顶紧,或相邻跨作业通道栏杆顶紧,影响梁跨自由伸缩。7.意外事故造成梁体混凝土局部溃碎或钢筋变形、折断。8.封锚混凝土脱落,锚头锈蚀。9.连续梁0号块,要严格进行敲击。四、高速铁路桥梁工程标准及检查如发现下列状态,应及时处理:四、高速铁路桥梁工程标准及检查箱型梁桥梁架构箱梁支座墩顶凹槽墩帽桥面防护墙梁底进人孔孔支承垫石四、高速铁路桥梁工程标准及检查箱型梁桥梁架构箱梁支座墩顶凹槽墩帽桥面防护墙梁底进人孔孔支四、高速铁路桥梁工程标准及检查四、高速铁路桥梁工程标准及检查四、高速铁路桥梁工程标准及检查无砟轨道桥面构造有砟轨道桥面构造桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查无砟轨道桥面构造有砟轨道桥面构
桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面1.维修作业通道及电缆槽四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查
2.防护墙:与普通铁路不同,高速铁路桥梁桥面不设护轨,而采用防护墙的方式,高速铁路有砟桥面防护墙兼作挡砟墙使用。(有砟桥面线路中心至挡砟墙净距2.2m是为满足大型养路机械清筛道床的要求而定。)防撞墙高度应根据最小曲线半径时墙顶不低于外轨顶面计算确定,直线、曲线上高度等高。、检查内容及病害处理措施:防撞墙混凝土无开裂、掉块,每2m设10mm断缝,缝内不得有杂物、不得积水,并以橡胶或弹性嵌缝胶填塞,防撞墙下端设过水孔,并做防水处理。四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面2.防护墙:与普通铁路不同,高速铁路桥梁桥面
3.维修作业通道及电缆槽桥面两侧设置维修作业通道,宽度不小于0.8m。维修作业通道下方为电缆槽,其上为活性粉末混凝土(RPC)混凝土盖板。检查注意:电缆槽内A、B墙尺寸,是否有阻水物。RPC盖板厚度50mm/25mm;沿线路每10m铺设带凹口的活动盖板。在梁缝处设纵横向限位装置,防止电缆槽盖板串动,易断,影响人身安全。
3.主梁翼缘悬臂板端部设钢筋混凝土遮板,防止雨水等流经梁体,遮板受损后可以局部更换。防撞墙、遮板裂纹宽度大于0.3mm时应进行处理。遮板、栏杆等在梁的活动端处均应断开或设伸缩缝。四、高速铁路桥梁工程标准及检查桥面3.维修作业通道及电缆槽四、高速铁路桥梁工程标电缆槽、遮板防护墙、RPC盖板、声屏障、栏杆桥面4.遮板
断缝间距一般为2m,由于断缝防水失效或漏设,经常造成遮板断缝渗漏水,影响结构耐久性和桥梁外观。因此遮板断缝一般需要采用弹性嵌缝胶沿缝全高填塞饱满,以免渗漏水。四、高速铁路桥梁工程标准及检查电缆槽、遮板防护墙、RPC盖板、声屏障、栏杆桥面四、高速铁路
桥面5.声屏障四、高速铁路桥梁工程标准及检查(1)声屏障分为桥梁声屏障与路基声屏障两种类型。声屏障的构造形式有插板式和整体式两种。常用的结构形式为直立式,折角式;(2)高速铁路声屏障的声学构件为声屏障单元板。
桥面四、高速铁路桥梁工程标准及检查(1)声屏障
四、高速铁路桥梁工程标准及检查声屏障应满足以下的声学、力学和物理性能:
(1)声学性能:
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