高速铁路大跨度桥梁建造技术(郭辉)

高速铁路大跨度桥梁建造技术2017年7月主讲:郭辉(博士,副研究员)中国铁道科学研究院铁道建筑研究所2目录1世界高速铁路发展概况2高速铁路大跨度桥梁发展概况3高速铁路大跨度桥梁的特点4高速铁路大跨度桥梁设计施工案例5高速铁路大跨度桥梁关键技术创新6发展趋势与展望3世界高速铁路发展概况41.1高速铁路定义

国际铁路联盟(UIC,1962):旧线改造时速达200公里、新建时速达250~300公里的铁路。日内瓦协议(1985):新建客货共线型高铁时速为250公里以上，新建客运专线型高铁时速为350公里以上。国际铁路联盟(UIC,2014):新建时速达250公里及以上、既有线改造升级后时速达到200公里或220公里的铁路。中国国家铁路局:新建设计开行250公里/小时（含预留）及以上动车组列车，初期运营速度不小于200公里/小时的客运专线铁路。1世界高速铁路发展概况51.2世界高速铁路发展

世界上第一条高速铁路线:1964年，日本东海道新干线(东京-大阪)开通，列车最大运营速度270km/h，全长515.4km。法国、德国、西班牙开通首条高速铁路线路的时间分别为1981年、1988年、1992年，中国开通首条高速铁路时间为2008年(京津城际，164.8km，350km/h)。到目前为止，已有17个国家开通时速200公里以上高速铁路。分别为中国(含台湾地区)、日本、西班牙、法国、德国、英国、意大利、土耳其、韩国、芬兰、美国、乌兹别克斯坦、波兰、比利时、瑞士、荷兰、奥地利。正在积极建设或规划建设的还有印度、俄罗斯、泰国、南非、澳大利亚、越南、加拿大等20多个国家。1世界高速铁路发展概况61.2世界高速铁路发展

1世界高速铁路发展概况序号地区运营里程/km在建里程/km规划里程/km总里程/km1欧洲8327261911605225512亚洲286541259915135563883其他362666916910197合计37343158843590989136表1-1世界高速铁路分布情况（按洲划分，截至2017年4月，UIC统计资料）图1-1世界高速铁路运营里程及排序(截至2017年4月，UIC统计资料)截至2017年4月，我国高速铁路运营里程达2.4万公里，比世界其他国家总和还要长，占世界运营总里程61.3%。71.2世界高速铁路发展

1世界高速铁路发展概况图1-2世界高速铁路在建里程及排序(截至2017年4月，UIC统计资料)图1-3世界高速铁路规划里程及排序(截至2017年4月，UIC统计资料)截至2017年4月，我国高速铁路在建里程达1.07万公里，比世界其他国家总和还要长，占世界运营总里程67.8%。截至2017年4月，世界高速铁路规划里程约3.4万公里，以印度、俄罗斯、泰国、南非、澳大利亚的规划里程最长。81.2世界高速铁路发展

1世界高速铁路发展概况图1-4中国高速铁路网基本构架(八纵八横)《中长期铁路网规划（2008年调整）》：四纵：京沪高速铁路、京港客运专线、京哈客运专线、杭福深客运专线（东南沿海客运专线）；四横：徐兰客运专线（含徐连客运专线）、沪昆高速铁路、青太客运专线、沪汉蓉高速铁路。《中长期铁路网规划》（2016-2030年）：八纵：沿海通道、京沪通道、京港（台）通道、京哈-京港澳通道、呼南通道、京昆通道、包（银）海通道、兰（西）广通道；八横：绥满通道、京兰通道、青银通道、陆桥通道、沿江通道、沪昆通道、厦渝通道、广昆通道。到2030年，我国将实现“八纵八横”高速铁路主通道，铁路总里程达20万公里，高铁4.5万公里。91.2世界高速铁路发展

1世界高速铁路发展概况图1-5日本高速铁路线路图图1-6法国高速铁路线路图101.2世界高速铁路发展

1世界高速铁路发展概况图1-7德国高速铁路线路(红、橙、蓝色)图图1-8西班牙高速铁路线路图11高速铁路大跨度桥梁发展概况12目录2.1高速铁路桥梁比2.2大跨度桥梁主要结构型式2.3各类型大跨度桥梁代表桥例2

高速铁路大跨度桥梁发展概况132.1高速铁路桥梁比

统计国外高速铁路主要发达国家桥梁占线路比，如下表2所示。2

高速铁路大跨度桥梁发展概况国别线路线路长/km桥梁比/%日本东海道新干线17333.6山阳新干线553.738.1上越新干线16661.5东北新干线344.458.1北陆新干线11733.3德国汉诺威-维尔兹堡33812.5曼海姆-斯图加特1096.1科隆-法兰克福1842.7法国TGV东南线4196.0TGV大西洋线29112.8东南延伸线12132.2TGV北方线34621.8TGV环巴黎联络线10415.6TGV地中海线2594.7TGV东方线(一期)3321.3西班牙马德里-塞维利亚4713.2表2-1国外高速铁路主要发达国家桥梁占线路比142.1高速铁路桥梁比

统计我国高速铁路桥梁占线路比，如下图9所示。2

高速铁路大跨度桥梁发展概况图2-2我国高速铁路桥梁占线路比

综合考虑桥梁建设周期、后期沉降控制、节约土地资源等因素，我国高速铁路桥梁占线路比例总体较高，平均约为47.6%。日本由于土地资源少以及大规模应用无砟轨道，新干线的桥梁占比总体也较高；而德国、法国、西班牙的桥梁占比相对较低。我国普速铁路、重载铁路桥梁占线路比较低，约为8.5%和16.7%。152.1高速铁路桥梁比

我国新建客运专线和高速铁路桥梁中常用跨度预应力混凝土简支梁桥占桥梁总里程的94%以上。采用现场预制、架桥机架设的施工方法，最长的高架桥超过100公里。各类混凝土桥梁数量占比达到99%，而钢桥数量占比仅为1%。通过预制架设施工的混凝土简支梁，其施工质量得到较好控制。对于大跨度现浇混凝土梁桥、大跨度钢桥，设计和施工质量控制难度大，是高铁建设中的重点和难点。2

高速铁路大跨度桥梁发展概况图2-3我国高速铁路常用跨度预应力混凝土简支梁制运架成套施工技术体系162.2大跨度桥梁主要结构型式

国外大跨度桥梁主要结构型式

大跨度连续梁(刚构)、梁拱组合桥、拱桥、连续钢桁梁、斜拉桥等我国大跨度桥梁主要结构型式大跨度连续梁(刚构)桥组合体系桥：连续梁(刚构)-拱组合体系桥、梁桁组合大跨度拱桥(钢桁拱、钢箱拱、混凝土拱)斜拉桥

悬索桥2

高速铁路大跨度桥梁发展概况172.2大跨度桥梁主要结构型式

国外大跨度桥梁2

高速铁路大跨度桥梁发展概况表2-2国外高速铁路大跨度桥梁(跨度＞100m)典型桥例*为保证桥上线路平顺性要求，国外在选用大跨度桥梁时均十分慎重，已建的跨度超过100m的桥梁数量较为有限，大跨度桥梁的主要结构型式包括预应力混凝土连续梁(刚构)、预应力混凝土梁拱组合结构、连续钢桁梁、拱桥、斜拉桥。*牛斌.中国高速铁路桥梁综述[C]//全国桥梁学术会议.2008.182.3各类型大跨度桥梁代表桥例

大跨度连续梁(刚构)桥2

高速铁路大跨度桥梁发展概况序号桥名桥型跨度组成/m设计行车速度/km/h通车时间1京津城际跨北京五环路大桥连续梁80+128+8035020082福厦铁路乌龙江特大桥连续梁80+3×144+8025020103厦深铁路九龙江特大桥连续梁70.5+154+8025020134石济客专衡景特大桥连续梁72+128+7225020175沪杭高铁横潦泾特大桥连续梁75+2×135+7535020106沪杭高铁松江特大桥连续梁60+100+6035020107广珠城际沙朗特大桥连续梁75+125+7520020128武广客专株洲湘江特大桥连续梁60+5×100+6035020099武广客专衡阳湘江特大桥连续梁64+4×116+64350200910武广客专陆水特大桥连续梁70+125+70350200911武广客专王灌冲特大桥连续梁70+125+70350200912武广客专陈村水道桥连续梁70+125+70350200913京沪高铁京杭运河特大桥连续梁60+100+60350201114温福铁路田螺大桥连续刚构88+160+88250200915温福铁路白马河大桥连续刚构80+3×145+80250200916广珠城际容桂水道特大桥连续刚构108+2×185+115200201217广深港跨沙湾水道特大桥连续刚构112+2×168+104350201118沪昆高铁克地坝陵河特大桥连续刚构88+168+88350201619宁杭高铁京杭运河特大桥连续刚构84+152+843502013表2-3高速铁路大跨度连续梁(刚构)代表桥例192.3各类型大跨度桥梁代表桥例

大跨度连续梁(刚构)桥2

高速铁路大跨度桥梁发展概况图2-4厦深铁路九龙江特大桥成桥及施工现场设计特点：1.不等跨连续梁结构(70.5+154+80)m；2.悬臂施工时，两T构悬臂长度不同，中跨合龙段一般不在跨中；3.边跨不对称引起预应力束配置不对称；4.边中跨比小于0.5，活载下较短边跨引起支座负反力；5.设置减隔震支座、LUD装置保证本桥抗震性能。施工特点：1.主跨跨越厦深高速公路桥和九龙江西溪航道，边跨跨越过江自来水管高架，施工风险极大，采用防护兜进行安全防护；2.主墩深水承台采用“先桩后堰”的深水基础钢套箱围堰施工技术。202.3各类型大跨度桥梁代表桥例

大跨度连续梁(刚构)桥2

高速铁路大跨度桥梁发展概况图2-5沪昆高铁克地坝陵河特大桥设计特点：1.主桥跨径布置(88+168+88)m，主墩墩高分别为92.5m、104m，为已建成350km/h世界最大跨度预应力混凝土连续刚构桥，山区高墩、大跨高速铁路连续刚构设计难度较大；2.设计行车速度350km/h，桥上轨道采用Ⅰ型板式无砟轨道，对结构刚度和线形要求高；3.墩柱纵、横向刚度对梁体受力和行车性能均有重要影响，经与双薄壁墩比选后选择刚度更大的矩形空心墩，且横桥向直线二次放坡，将墩身质量和刚度集中于结构下部，较好满足全桥静动力特性；4.通过车桥空间耦合振动分析确定高墩合理方案。施工特点：1.地理环境特殊、施工难度高、安全风险大；2.针对危岩落石群、滑坡、岩堆、岩溶等地质灾害，分别采取局部清除加固并设置安全隔离带、设置抗滑桩及排水天沟、岩堆减载及边坡处理、桩基处理并留足安全距离等措施。212.3各类型大跨度桥梁代表桥例

连续梁(刚构)-拱组合体系桥2

高速铁路大跨度桥梁发展概况表2-4连续梁(刚构)-拱组合体系桥代表桥例序号桥名线路跨径布置/m设计行车速度/km/h建成年代1北京特大桥跨北京四环连续梁拱桥京津城际60+128+6035020072昆阳特大桥温福铁路64+136+6425020073宜万铁路宜昌长江大桥宜万铁路130+2×275江京杭运河特大桥京沪高铁90+180+9035020105骝岗涌水道大桥广深港客专76+160+7635020106娄江连续梁拱桥京沪高铁70+136+7035020107南淝河连续梁拱桥合福铁路90+180+9030020138小榄水道特大桥广珠城际100+220+1002002015222.3各类型大跨度桥梁代表桥例

连续梁(刚构)-拱组合体系桥2

高速铁路大跨度桥梁发展概况图2-6镇江京杭运河特大桥特点：下承式连续梁拱组合体系；主跨180m;设计时速350公里，设计活载ZK活载，双线铁路；3.“先梁后拱”,悬臂浇筑主梁后合龙，主梁兼作施工作业面，拱肋竖转后合龙。

图2-7广珠城际小榄水道特大桥特点：1.主跨220m,下承式V形刚构-拱组合体系；2.设计时速200公里，列车活载双线0.6UIC;3.“先梁后拱，竖向转体。232.3各类型大跨度桥梁代表桥例

大跨度拱桥(钢桁拱桥)2

高速铁路大跨度桥梁发展概况表2-5中国高速铁路大跨度钢桁拱桥代表桥例序号桥名线路跨径布置/m设计行车速度/km/h通车时间1武广客专东平水道钢桁拱桥武广客专99+242+9920020092济南黄河大桥京沪高铁112+3×168+11235020103南京大胜关长江大桥京沪高铁108+192+2×336+192+10830020114闽江特大桥福厦铁路99+198+9925020115榕江特大桥厦深铁路110+2×220+11025020136南淝河钢桁拱桥沪汉蓉铁路114.75+229.5+114.7525020147天生港专用航道桥沪通铁路140+336+1402502019242.3各类型大跨度桥梁代表桥例

大跨度拱桥(钢桁拱桥)2

高速铁路大跨度桥梁发展概况图2-8京沪高铁南京大胜关长江大桥

特点：1.主跨（336+336）m；2.下承式钢桁拱桥；3.京沪高速铁路双线设计时速300公里、沪汉蓉铁路双线设计时速200公里和南京地铁双线设计时速80公里，六线铁路。图2-9京沪高铁济南黄河大桥特点：1.主跨3×168m；2.下承式钢桁拱桥；3.京沪高铁双线设计时速350公里，太青铁路双线设计时速200公里以上，四线铁路。252.3各类型大跨度桥梁代表桥例

大跨度拱桥(钢箱拱桥、混凝土拱桥)2

高速铁路大跨度桥梁发展概况表2-6中国高速铁路大跨度钢箱拱桥/混凝土拱桥代表桥例序号桥名桥型线路跨径布置/m设计行车速度/km/h通车时间1汀泗河特大桥下承式钢箱系杆拱桥武广高铁1沪高铁跨京开高速公路钢箱拱桥

中承式钢箱拱桥

京沪高铁32+108+3235020103沪杭高铁跨沪杭高速公路转体拱桥自锚上承式预应力混凝土拱桥

沪杭高铁88.8+160+88.835020104新开河特大桥下承式钢箱叠拱哈大客专1-138

35020125肇庆西江特大桥中承式钢箱提篮拱桥南广铁路41.2+486+49.125020146北盘江特大桥上承式钢筋混凝土拱桥

沪昆高铁1-44530020167西溪河大桥上承式钢管混凝土拱桥成贵高铁1-24025020198鸭池河大桥中承式钢桁-混凝土结合拱桥成贵高铁1-4362502019262.3各类型大跨度桥梁代表桥例

大跨度拱桥(钢箱拱桥、混凝土拱桥)2

高速铁路大跨度桥梁发展概况图2-10武广高铁汀泗河特大桥特点：1.跨度140m，开创了大跨度钢桥使用无砟轨道的先例；2.下承式钢箱系杆拱桥；3.设计时速350公里，双线铁路。图2-11沪昆高铁北盘江特大桥特点

：1.

跨度445m,世界跨度最大高铁混凝土拱桥；2.上承式劲性骨架钢筋混凝土拱桥；3.设计时速250公里，设计活载ZK活载，双线铁路。272.3各类型大跨度桥梁代表桥例

大跨度拱桥(钢箱拱桥、混凝土拱桥)2

高速铁路大跨度桥梁发展概况图2-12南广铁路肇庆西江特大桥特点：1.主跨450m的中承式钢箱提篮拱桥，为已建世界最大跨度高速铁路拱桥（设计速度250km/h，双线铁路）；2.拱肋为钢箱结构，桥面系采用钢纵横梁与钢筋混凝土桥面板的结合梁体系，吊杆采用镀锌平行钢丝束；3.主拱肋开始3个节段采用浮吊安装、支架滑移到位；其余节段采用“缆索吊机节段悬拼”施工。图2-13成贵高铁鸭池河特大桥特点

：1.

跨度436m,为已建世界最大跨度高铁中承式空腹钢桁-混凝土结合拱桥（设计速度250km/h，双线铁路）；2.拱肋采用钢桁-混凝土结合结构，拱上立柱为双柱式RC框架墩，主梁为单箱三室PC梁结构；3.采用缆索吊机“斜拉扣挂”法悬臂拼装拱肋结构，然后，拱肋外包段混凝土采用“吊挂支架法”施工。282.3各类型大跨度桥梁代表桥例

斜拉桥2

高速铁路大跨度桥梁发展概况表2-7中国高速铁路大跨度斜拉桥代表桥例序号桥名梁型线路跨径布置/m设计行车速度/km/h建成1武汉天兴洲大桥钢桁武广高铁98+196+504+196+9825020092郑州黄河公铁大桥钢桁京广高铁120+5×168+12035020123西江特大桥(独塔斜拉连续刚构组合)混凝土箱梁广珠城际100+2×210+10020020124黄冈长江大桥钢桁武汉城际81+243+567+243+8120020145贵广跨穗盐路曲线斜拉桥钢箱-混凝土混合梁贵广高铁32.6+175+175+32.630020146桂平郁江特大桥钢桁南广铁路36+96+228+96+3625020147铜陵长江公铁大桥钢桁合福铁路90+240+630+240+9035020158安庆铁路长江大桥钢桁宁安城际101.5+188.5+580+217.5+159.5+116200/25020159贵广铁路北江特大桥/思贤窖大桥钢桁贵广高铁57.5+109.25+230+109.25+57.5300201810平潭海峡公铁大桥三座通航孔桥钢桁平潭铁路132+196+532+196+132128+154+364+154+12880+140+336+140+80200201911沪通长江大桥钢桁沪通铁路140+462+1092+462+140200/250201912芜湖长江公铁大桥钢桁商合杭铁路98+238+588+224+84200/250202013赣江特大桥钢箱-混凝土结合混合梁昌赣客专35+40+60+300+60+40+35350201914宜宾临港长江大桥错层钢箱梁川南城际72.5+203+522+203+72.5350-29图2-14武汉天兴洲长江大桥特点：1.主跨504m，建成时为铁路斜拉桥最大跨度；2.主桥首次采用三索面三主桁结构；3.4线铁路、6车道公路，旅客列车设计行车速度200km/h以上，按250km/h作动力仿真设计，公路设计行车速度80km/h。图2-15沪通长江大桥特点：1.主跨1092m，建成后将成为世界跨度最大铁路斜拉桥；2.三索面三主桁、主桥铁路桥面首次采用全箱桁组合结构；3.4线铁路、6车道高速公路。沪通铁路200km/h，通苏嘉城铁250km/h，锡通高速100km/h。2.3各类型大跨度桥梁代表桥例

斜拉桥2

高速铁路大跨度桥梁发展概况302.3各类型大跨度桥梁代表桥例

斜拉桥2

高速铁路大跨度桥梁发展概况RusskyBridge(1104m,2012)SutongBridge(1088m,2008)TataraBridge(890m,1999)HutongBridge(1092m,2019)TianxingzhouBridge(504m,2009)OresundBridge(490m,2000)图2-16世界斜拉桥主跨跨径的发展历程312.3各类型大跨度桥梁代表桥例

悬索桥2

高速铁路大跨度桥梁发展概况序号桥名国家主跨/m建成年份车道设计加劲梁形式1布鲁克林桥美国4861883原铺设有轨电车4线，2车道汽车，1952年桥上轨道被拆除钢桁梁2曼哈顿大桥美国4481909双向4车道，下层双向可转换3车道、4条地铁钢桁梁3旧金山-奥克兰海湾大桥美国7041936上层汽车通道，下层铁路和载货卡车通道，1960年后下层改为汽车通道钢箱梁4大鸣门桥日本87619856车道公路，新干线标准双线铁路。加劲大鸣门梁式5下津井大桥日本94019874车道公路，双线铁路（160km/h）钢桁梁6南备赞大桥日本110019884车道公路，双线铁路（160km/h）钢桁梁7北备赞大桥日本99019884车道公路，双线铁路（160km/h）钢桁梁84月25日桥葡萄牙101319666车道公路；双线客车(1999年增加，60km/h)钢桁梁8香港青马大桥中国137719976车道公路，双线轻载客运列车(140km/h)及汽车钢箱加劲桁梁9丽香铁路金沙江大桥中国660在建双线铁路(120km/h)加劲桁梁10五峰山长江大桥中国1092在建4线铁路(250km/h)，8车道高速公路加劲桁梁11鹅公岩轨道专用桥中国600在建2线轻轨（As8型车），设计速度80km/h钢箱加劲梁12墨西拿海峡大桥意大利3300完成设计双线标准轨距铁路、8车道公路多箱室加劲梁表2-8国内外代表性铁路悬索桥桥例(含普速、轻轨)322.3各类型大跨度桥梁代表桥例

悬索桥2

高速铁路大跨度桥梁发展概况图2-17丽香铁路金沙江特大桥特点：1.跨度布置（132+660+132）m，为三跨连续单跨悬吊钢桁梁悬索结构；2.设计时速120km/h，Ι级双线铁路，线间距5.0m；3.两岸均采用隧道式锚碇，主缆采用预制平行钢丝索股架设（PPWS），钢梁采用缆索吊先主跨后边跨对称架设。图2-18连淮扬镇铁路五峰山特大桥特点：1.五跨连续单跨悬吊钢桁梁悬索结构，跨径布置为(84+84+1092+84+84)m；2.世界首座高速铁路、高速公路悬索桥；上层为8车道高速公路，设计速度100km/h；下层为4线高速铁路通道，设计速度每小时250km/h；3.主缆直径达1.3m、世界首座采用板桁结合加劲梁的公铁两用悬索桥、首次采用轧制不锈钢复合钢板铁路桥面新材料等；4.北锚碇沉井、南锚碇地下连续墙、4号主塔墩高低桩等施工难度极大。

33高速铁路大跨度桥梁的特点34目录3.1桥梁设计活载3.2桥梁刚度限值3.3动力特性3

高速铁路大跨度桥梁的特点353.1桥梁设计活载

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高速铁路大跨度桥梁的特点（a）高速列车专用荷载N荷载（b）高速列车专用荷载P荷载图3-1日本高速铁路活载图式（c）H标准荷载图3-2欧洲UICLoadModel71荷载图式图3-3中国ZK活载图式（a）普通荷载（b）特种荷载363.1桥梁设计活载

3

高速铁路大跨度桥梁的特点ZK标准活载图式ZK特种活载图式图3-4我国客运列车ZK活载图式UIC0.8UIC0.7UIC0.6UIC373.1桥梁设计活载

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高速铁路大跨度桥梁的特点

由于各国国情和运输模式的差异，高速荷载图式的制定原则也有所区别，分别以国际铁路联盟与日本为代表。国际铁路联盟研究制定的LoadModel71荷载图式涵盖了集中牵引的旅客列车和重载货车、高速动车组等6种运营列车，图式适用范围较广。日本在桥梁的设计、建造方面多考虑经济性，因此对于高速铁路，无论是2002年以前N、P荷载还是2004年以后的H荷载，都仅针对高速动车组列车制定。我国高速铁路列车荷载图式制定时，要求满足高速动车组、轻型货运列车和必要的施工运维荷载的安全运营，制定原则与UIC接近，图式形式也与UIC的LoadModel71荷载基本一致。总体来说，我国高速铁路设在适应我国实际运输形势的基础上，实现了与国际接轨。383.2桥梁刚度限值

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高速铁路大跨度桥梁的特点

高速列车在铁路桥梁上运行时，列车与桥梁间的相互作用明显，为减小桥梁动力响应，保证列车运行的安全和平稳性，桥梁应具有足够的刚度和适宜的自振频率。

我国《高速铁路设计规范》(TB10621-2014)针对跨度96m及以下的混凝土桥梁梁部及墩台刚度限值进行了明确规定。

我国《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10091-2017)针对跨度168m及以下的单双线桁梁和跨度40m及以下的板梁的刚度限值进行了明确规定。

我国《铁路桥涵设计规范》(TB10002-2017)针对跨度不大于168m钢梁，跨度不大于128m混凝土梁及墩高不大于50m的桥梁，较之前的版本提出了比较完整的刚度限值指标。

对于跨度超过上述标准的大跨度桥梁，其刚度限值需通过与规范值对比、车-桥动力分析、实桥运营经验等综合确定。393.2桥梁刚度限值

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高速铁路大跨度桥梁的特点

跨度超出规范标准的高速铁路大跨度桥梁，由于对桥梁高平顺性要求，刚度可能成为控制设计的标准。其刚度标准的制定，主要依据高速列车运行安全性和乘坐舒适性两方面的评判标准，各国所采用的标准不尽相同。

列车运行安全性：列车在桥上是否发生脱轨。控制参数：脱轨系数、轮重减载率及轮轨横向水平力。

脱轨系数Q/P：轮轨间横向水平力Q与垂直力P的比值*；

(Q/P)max≤0.8~1.0

轮对竖向减载率ΔP/P：一侧车轮轴重的减载量ΔP和车轮左右侧平均轮重P的比值。

ΔP/P≤0.6（一般不控制）

轮轨横向水平力Q：Q≤80kN(高速铁路轨道平顺日常养护维修管理标准取用限值)

3.2.1列车运行安全性和乘坐舒适性*《铁路车辆动力性能评定和试验鉴定规范》（GB5599-85）、《铁路机车动力性能试验鉴定方法及评定标准》（TB/T2360-93）。403.2桥梁刚度限值

3

高速铁路大跨度桥梁的特点

乘坐舒适度指标：斯佩林(Sperling)指标Wz、杰奈威(Janeway)指标J、限值加速度最大值标准3种指标。不同指标对确定刚度的敏感程度差别较大，故有待于进一步研究。

大跨度钢筋混凝土桥：车体竖向加速度av≤0.125g；横向加速度aH≤0.1g作为评定指标；大跨度钢桥：

采用斯佩林指标时，对刚度变化极为敏感，对加速度影响不显著。

Wzmax≤3.0

车体竖向、横向加速度的最大值约在中、小跨度桥梁限值附近。

av≤0.13g；

aH≤0.1g3.2.1列车运行安全性和乘坐舒适性*《铁路车辆动力性能评定和试验鉴定规范》（GB5599-85）、《铁路机车动力性能试验鉴定方法及评定标准》（TB/T2360-93）。413.2桥梁刚度限值

3

高速铁路大跨度桥梁的特点

3.2.2竖向刚度的限值钢桥梁式桥fv≤L/800斜拉桥fv≤L/650混凝土桥fv≤L/1000表3-1大跨度桥梁竖向刚度限值表竖向刚度基本都采用“挠跨比”的形式。大跨度钢桥和钢筋混凝土桥竖向刚度限值建议按表3-1采用。桥型跨度L/m挠跨比(fv/L)设计活载实际列车预应力混凝土斜拉桥2401/9801/2900钢连续梁桥180~2641/11001/4800钢斜拉桥4001/6901/2500表3-2几种典型跨度在设计活载和中速列车下的挠跨比值注：表3-1限值在设计活载双线加载下得到，实际高、中速列车荷载远低于设计活载，挠跨比很小。423.2桥梁刚度限值

3

高速铁路大跨度桥梁的特点

3.2.2竖向刚度的限值表3-3大跨度高速铁路桥梁的竖向刚度和梁端转角**陈良江，乔健.中国高速铁路大跨度桥梁发展与实践[J].铁道经济研究，2010（6）：46-50.433

高速铁路大跨度桥梁的特点3.2桥梁刚度限值

3.2.2竖向刚度的限值表3-4斜拉桥设计的竖向刚度*国内外铁路斜拉桥(含公铁两用)的竖向刚度限值一般在1/400~1/800。大跨度桥因挠度变形曲线较和缓，属于长波不平顺，对列车运行影响较小，故挠跨比不宜成为主要关注的控制指标。实际上，影响行车安全和舒适的主要位于刚度突变区域，如梁端、主塔和桥墩等，需对局部范围轨面变形进行限制。*陈良江，乔健.中国高速铁路大跨度桥梁发展与实践[J].铁道经济研究，2010（6）：46-50.443

高速铁路大跨度桥梁的特点3.2桥梁刚度限值

3.2.2横向刚度的限值桥梁横向刚度是在工程实践中提出的，其内在机理比较复杂，故而各国在制定横向刚度限值时，在理论研究的处理方法和尺度表征上都不完全一致，但大多数国家规范采用不同形式对横向刚度做出了规定。我国目前采用横向挠度与跨度的比值作为尺度，钢桥仍建议取用桁宽与跨度的比值来表征。

我国《高速铁路设计规范》(TB10621-2014)对梁体横向变形的限值规定：

在列车横向摇摆力、离心力、风力和温度的作用下，梁体的水平挠度应小于或等于梁体计算跨度的1/4000。

无砟轨道桥梁相邻梁端两侧的钢轨支点横向相对位移不应大于1mm。

大跨度钢桥仍采用主桁中心距B与跨度L的比值作为横向刚度参考指标，跨度160~300m的梁式桥一般B/L≈1/12~1/18。对大跨度斜拉桥一般较难满足，此时因通过车-桥动力响应计算确定。453

高速铁路大跨度桥梁的特点表3-5斜拉桥设计的横向刚度**陈良江，乔健.中国高速铁路大跨度桥梁发展与实践[J].铁道经济研究，2010（6）：46-50.注：横向挠跨比对应的荷载组合为列车横向摇摆力+离心力+风力+温度组合。

3.2桥梁刚度限值

3.2.2横向刚度的限值463.3梁端变位及构造

3

高速铁路大跨度桥梁的特点图3-5梁端转动引起钢轨支点上拔及改善方案示意图**牛斌.中国高速铁路桥梁综述[C]//全国桥梁学术会议.2008.对采用无砟轨道的大跨度桥，受无砟轨道扣件调整量仅20mm的限制，为保证运营期间桥上无砟轨道平顺性，无砟轨道桥梁的长期变形需严格控制，具体包括：

墩台基础工后沉降、预应力混凝土梁在轨道铺设后的残余徐变上拱、梁端竖向转动、日照引起的梁体挠曲等。

限制梁端竖向转动的主要目的是：减小桥梁接缝附近扣件的附加上拔力和下压力。473.3梁端变位及构造

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高速铁路大跨度桥梁的特点图3-6武汉天兴洲长江大桥梁端伸缩构造图3-7南京大胜关长江大桥梁端伸缩构造图3-8两类典型的梁端伸缩构造三维示意图为协调主桥和引桥梁端的不同变位，特别是主桥的纵向伸缩等复杂梁端位移，一般在大跨度桥梁端均需设置伸缩构造，伸缩构造的设计、施工对保证后期的列车运营、减少梁端养护维修工作量至关重要。48高速铁路大跨度桥梁设计施工案例49目录4.1南京大胜关长江大桥4.2沪通长江大桥4.3五峰山长江大桥4高速铁路大跨度桥梁设计施工案例4.1南京大胜关长江大桥50大桥概述主要技术标准结构设计主桥施工4.1南京大胜关长江大桥51大桥概述

南京大胜关长江大桥为京沪高铁全线重点控制性工程，是京沪高速铁路、沪汉蓉Ⅰ级铁路干线、南京地铁过江的通道，主桥主跨为2×336m连续钢桁拱桥。通行6线铁路，其中京沪高铁设计车速为300km/h。首次采用Q420qE高强度桥梁钢。它是世界上设计速度最快，跨度最大的钢桁拱桥，于2011年建成通车，代表了中国当前桥梁建造的最高水平。52主要技术标准4.1南京大胜关长江大桥主要技术标准京沪高速铁路沪汉蓉铁路南京地铁线路等级高速铁路I级·客货共线城市轨道交通正线数目双线双线双线设计速度300km/h客运列车160~200km/h80km/h线间距5.0m4.6m主梁外侧最大坡度12‰6‰—设计活载ZK活载中-活载B型车加载53结构设计-总体布置大桥钢梁全长1608m，由北向南的孔跨布置为：2联（84+84）m连续钢桁梁和（108+192+336+336+192+108）m六跨连续钢桁拱。4.1南京大胜关长江大桥主拱两侧为平弦N形钢桁梁，桁高16.0m，节间长12.0m，竖杆与线路的纵坡垂直。54两个336m的主跨为钢桁拱连续梁，拱矢高84m，矢跨比约1/4，拱顶桁高12m，从拱趾到拱顶总高96m。平弦与拱桁间设加劲弦及变高桁相连接。铁路桥面设在平弦的下弦和拱桁的系杆上，离拱趾约28m高。三个主墩的两侧各60m范围内为4个15m节间，其余的节间长均为12m，竖杆呈竖直设置。4.1南京大胜关长江大桥12m16m56.8m84m结构设计-总体布置55结构设计-横断面布置大桥采用三片主桁，主桁间距为15m，桁宽2×15m。沪汉蓉铁路在上游侧，京沪高速铁路在下游侧，南京地铁布置在主桁外挑臂上,悬臂长5.8m。4.1南京大胜关长江大桥56结构设计-主桁大桥采用三片主桁，主桁采用焊接的整体节点,杆件间采用高强螺栓连接。

为适应受力和节约钢材,主桁杆件的宽度、高度分别做了2次和3次改变。

弦杆采用箱形和箱形带4条加劲肋截面,拱肋下部受力最大的箱形弦杆增加到8根加劲肋。

杆力大的腹杆设计为箱形截面,

与节点板及节点内的隔板四面对拼连接;杆力小的腹杆为H形截面,

插入节点板间连接。最长的单根竖杆24.2m,整根制造。4.1南京大胜关长江大桥57结构设计-桥面系桥面采用正交异性钢桥面板与主桁下弦结合、道碴槽板与整体钢桥面结合的型式。钢桥面板和下弦杆焊接形成板桁组合结构,桥面板直接与下弦杆共同受力。桥面板采用分块制造安装，面板为熔透焊接，其余均为高强度螺栓连接。

4.1南京大胜关长江大桥58结构设计-吊杆

为抑制吊杆风致振动，采取以下3种措施：①吊杆截面摒弃传统的H形截面，采用箱形截面，增加了截面刚度，提高了吊杆自振频率；②从优化吊杆的气动外形着手，将箱形截面四边倒角成八边形截面，从而提高了涡激振动发生的风速；③设计预留阻尼器安装位置，待成桥后实测频率和阻尼，根据需要加装阻尼器。最长吊杆长约52m，分3段制造，工地拼装。4.1南京大胜关长江大桥59结构设计-联结系横联和平联都采用刚度大、受力性能好的x形布置形式，横联杆件采用工形截面，尺寸为500mm×460mm、500mm×400mm，最大板厚20mm；平联撑杆采用箱形截面，其余杆件采用箱形和工形截面。4.1南京大胜关长江大桥60结构设计-材料该桥拱上弦A31～A43节点之间，拱下弦E20～S32、S42～S50节点之间杆件内力超过40MN的受压杆件及节点板采用新研制的Q420qE高强钢材，重量约11000t；2×84m连续桁梁主桁杆件和钢桁拱桥主桁一般杆件以及桥面系构件采用Q370qE钢材；联结系杆件及轻轨纵梁、托架选用Q345qD钢材。4.1南京大胜关长江大桥61结构设计-主墩基础主墩基础采用46根Φ2.8m的钻孔桩基础，桩长112m。承台平面尺寸为34×76m，厚度6.0m，顶面标高-7.0m。承台施工围堰平面尺寸为38×80m，高26.5m，总重约6200t。4.1南京大胜关长江大桥承台平面尺寸为34×76m承台顶面标高-7.0m，厚6.0m46根Φ2.8m的钻孔桩，桩长112m62主桥施工-主墩基础4.1南京大胜关长江大桥工程规模大，施工工期紧水深流急，水流变化频繁上下游河床高差大地质复杂，桩基嵌岩深主墩基础施工特点主桥桥墩基础施工方案：6#墩采用双壁钢套箱围堰方案；7#、8#墩采用双壁钢吊箱围堰方案。63主桥施工-主墩基础4.1南京大胜关长江大桥常规施工方法：先建立钻孔平台，钻孔桩施工完毕，拆除钻孔平台，安装围堰拼装平台，就地拼装、下放围堰进行承台施工。本项目方法：将围堰既作为钻孔桩施工平台，又作为承台施工挡水结构，采用整体制造、下水、浮运的方式可以达到快速施工的目的。围堰岸上制造整体下水围堰下放浮运至墩位插打定位桩，挂桩建立钻孔平台钻孔桩施工围堰封底、施工承台精确定位基础施工主要步骤64主桥施工-钢梁架设4.1南京大胜关长江大桥钢梁架设技术特点：钢梁为三片主桁连续钢桁拱结构,合龙技术要求高，线形控制难度大。桥面为正交异性板与下弦结合的整体桥面，桥面板安装精度高，对位难度大。主墩钢梁采用双悬臂架设，双主拱合龙技术。钢梁安装主墩支点反力达8000t/桁，支点布置与调整难度大。钢梁刚度大，合龙点多，合龙点位移调整难度大。65主桥施工-钢梁架设4.1南京大胜关长江大桥上述特点给钢梁架设合龙带来极大难度，提出较高的技术要求。主跨钢梁安装与合龙采用全新的方法：利用三层吊索塔架全伸臂架设6#、8#墩钢梁至合龙口，采用墩旁托架与钢梁固结、辅助三层水平索双悬臂架设7#墩钢梁至合龙口，采用以调整索力、钢梁预先纵移为主要手段，取消常规顶落梁的方法，实现大跨度钢桁拱安装与合龙。66主桥施工-钢梁架设4.1南京大胜关长江大桥主跨钢梁架设步骤：1）安装6、8#墩墩顶吊索塔架。2）6、7、8#墩架梁吊机拼装钢梁至第8节间。3）6、8#墩挂设张拉第一层索，前索790t、后索760t。4）7#墩挂设张拉第一层水平索，张拉力1300t。后索760t前索790t1300t67主桥施工-钢梁架设4.1南京大胜关长江大桥主跨钢梁架设步骤：5）6#、8#墩拼装至第11节间，挂设张拉第二层索，前索1160t、后索1200t。6）7#墩钢梁拼装至第10节间，挂设张拉第二层水平索，张拉力1320t。后索1200t前索1160t1320t68主桥施工-钢梁架设4.1南京大胜关长江大桥主跨钢梁架设步骤：7）7#墩拼装至第12节间，安装主拱合龙杆件，挂设张拉第三层水平索，张拉力1600t。8）6、8#墩拼装至第13节间，挂设张拉第三层索，前索1450t、后索1500t。1600t前索1450t后索1500t69主桥施工-钢梁架设4.1南京大胜关长江大桥主跨钢梁架设步骤：9）第一层水平索补拉600t,第二层水平索补拉580t，第三层水平索补拉350t。补拉600t补拉580t补拉350t70主桥施工-钢梁架设4.1南京大胜关长江大桥主跨合龙特点：主跨合龙采用双悬臂、双主拱合龙技术。悬臂跨度长，合龙端挠度、转角大，合龙对位困难。合龙点多：合龙有6根弦杆、3根斜杆、3根系杆，共有12根合龙杆件。合龙时，7#墩与托架固结不动，6、8#墩支点反力达8000t/桁，合龙口位移调整手段受限。合龙精度要求高：钢梁采用多点合龙，按照设计理论尺寸安装合龙杆件，精度要求高。合龙前辅以吊索塔架进行钢梁悬臂安装，拱桁合龙后，吊索塔架参与主梁受力，体系复杂。合龙点影响因素多：受温度、索力偏差、钢梁安装偏差、安装荷载、钢梁实际刚度系数等影响。调整时竖向、纵向位移相互影响，合龙时较难掌握。4.2沪通长江大桥71大桥概述主要技术标准结构设计主桥施工72

沪通铁路长江大桥是新建沪通铁路控制性工程，集沪通铁路、通苏嘉城际铁路和锡通高速公路于一体，主桥采用双塔五跨钢桁斜拉桥，主跨1092m。通行四线铁路，六车道公路，其中沪通铁路双线，设计时速200km/h，双线城际铁路，设计时速250km/h。钢桁梁主体结构首次采用Q500qE高强度桥梁钢。建成后将成为世界上跨度最大的公铁两用斜拉桥。4.2沪通长江大桥大桥概述73主要技术标准主要技术标准沪通铁路通苏嘉城际铁路锡通高速公路线路等级I级铁路客运专线高速公路正线数目双线双线6车道设计速度200km/h250km/h100km/h线间距4.6m4.6m3.75m最大坡度3‰3‰—设计活载中-活载ZK活载公路-Ⅰ级4.2沪通长江大桥74结构设计-总体布置沪通长江大桥钢梁全长2296m，主跨1092m，孔跨具体布置为：（140+462+1092+492+140）m五跨连续钢桁梁。结构体系为塔梁分离、塔墩固结形式，塔梁之间设置支座、纵向阻尼器和限位装置。

大桥主塔桥面以上为倒Y形，桥面以下塔柱内收为钻石形，承台以上塔高325m。斜拉索采用直径7mm平行钢丝，标准抗拉强度为2000MPa，三索面形式布置。主桁采用三主桁结构，梁宽35m，高16m，节间长14m。4.2沪通长江大桥75结构设计-主墩基础

主墩采用矩形沉井基础，沉井下段采用钢沉井，上段采用混凝土沉井。28号墩沉井总高105m，钢沉井高50m；29号墩沉井高115m，钢沉井高56m。井身平面尺寸为86.9m×58.7m，四周倒圆角半径为7.45m。

边墩、辅助墩也采用沉井基础，平面尺寸39.2m×26.8m，26、27号墩沉井高为80m，30、31号墩沉井高为84m。其中，26、31号墩钢沉井高度32m，27、30号墩钢沉井高度38m，其余部分为混凝土沉井。4.2沪通长江大桥76结构设计-主塔

大桥主塔采用钢筋混凝土结构，塔身采用C60混凝土，塔座采用C50混凝土。桥面以上为倒Y形，桥面以下塔柱内收为钻石形。

上塔柱采用八边形截面，中塔柱由上塔柱八边形渐变至六边形截面，下塔柱为单箱双室的六边形截面。承台以上塔高325m。塔柱顺桥向尺寸14～21m，上塔柱标准段横桥向尺寸为14m～15m，中塔柱和下塔柱横向尺寸为8.7m～16.7m。4.2沪通长江大桥77结构设计-斜拉索大桥斜拉索采用直径7mm平行钢丝拉索，标准抗拉强为2000MPa，配合主梁三桁结构，拉索采用三索面布置。全桥共布置拉索432根，其中最外侧索倾角24°06’，最内侧索倾角72°01’，分别选用PESC7-253、265、283、301、337、367、409、421、439、451共10种规格，单根最大制造长度为576.193m，最大索重83.5t（含保护层）。4.2沪通长江大桥78结构设计-斜拉索锚固

索梁锚固结构采用锚拉板的结构型式，斜拉索锚箱置于两片锚拉板之间，锚拉板焊接于主桁弦杆顶面。

索塔锚固结构采用钢锚梁的结构型式，拉索锚固在钢锚梁两侧，拉索水平分力由钢锚梁承担，钢锚梁与塔壁之间通过牛腿连接，传递拉索竖向分力。4.2沪通长江大桥79结构设计-主梁材料主桁采用Q370qE、Q420qE及Q500qE三种规格的钢材。合计：30个节间采用Q500qE钢材，22个节间采用Q420qE钢材，112个节间采用Q370qE。4.2沪通长江大桥钢桁梁主体结构首次采用了新研制的Q500qE控温控轧高强度桥梁钢，全桥用钢13.95万吨，其中Q500qE钢3.16万吨。采用Q500qE后，全桥用钢量减少1.32万吨，节约费用1.5亿元。80结构设计-主梁结构及桥面系4.2沪通长江大桥主梁钢厂制造无应力跨度布置为：（140+462.217+1092.480+462.217+140）m，全长2296.914m，为五跨连续结构，横断面采用三片主桁结构，标准段主梁边桁桁高为16.0m，中桁桁高16.308m，桁宽35m，桁式采用“N”形桁，节间距分为14m、14.006m、14.007m、14.008m四种。公路桥面采用正交异性整体钢桥面板，铁路桥面采用钢箱整体桥面，公路桥面、铁路桥面与主桁连接为一体，共同参与主桁受力。为解决辅助墩反力问题，边跨252m范围公路桥面采用带有混凝土桥面板的结合截面。

81主桥施工-主墩基础主桥桥墩沉井基础施工方案：

沪通长江大桥28#（29#）墩钢沉井高度50m（56m），船坞整体制造、整体浮运技术。4.2沪通长江大桥82主桥施工-主墩基础本项目沉井施工方法：由于沪通桥为底部钢沉井+上部混凝土沉井结构，因此考虑实际施工条件、工期等问题，采用钢沉井工厂制造、下水、浮运、定位、下沉，然后接高上部混凝土沉井的施工方案。从而达到快速施工的目的。钢沉井制造整体下水下沉到位浮运至墩位钢沉井下沉砼沉井接高沉井封底、施工承台精确定位主桥沉井基础施工主要步骤4.2沪通长江大桥83主桥施工-主塔沪通长江大桥主塔高325m（从承台计），主塔混凝土浇筑难度大，拟采用液压爬模施工方法结合高压泵送混凝土施工工艺。分别从以下四方面进行了施工前研究：4.2沪通长江大桥泵送能力计算设备配置要求耐超高压的管道系统布管合理性设备选型主塔浇筑节段划分及泵管布置示意84主桥施工-钢梁沪通长江大桥主桥钢梁架设采用2节间整体全焊接节段、双悬臂对称架设，从主塔墩分别往跨中及边墩方向架设，先边跨合龙，后中跨合龙的方案。大节段箱桁组合钢梁在运输、提升、安装等状态下的受力模式各异，从而给钢梁施工带来了困难。4.2沪通长江大桥85主桥施工-斜拉索沪通长江大桥斜拉索采用塔端为张拉端，梁端为固定端——锚杯锚固在梁面钢锚箱的形式，因此采用先塔、后梁的总体安装方案分别将全桥斜拉索分为短索、中索及长索三种方式进行安装。4.2沪通长江大桥长索塔端安装示意图桥面展开示意图梁端安装示意图图2-11沪通长江大桥超长索施工示意图86主桥施工-技术难点超大型钢-混凝土组合结构沉井施工，28#（29#）墩沉井总高105m（115m），钢沉井高50m（56m）；沉井身平面尺寸为86.9m×58.7m；超高（325m）混凝土桥塔施工，液压爬模法结合高压泵送混凝土施工工艺；两节段钢桁梁整体架设，两节段最大重量达1700t，针对此钢梁技术特点，研究了2000t级架梁吊机；超长超重斜拉索施工，单根最大制造长度为576.193m，最大索重83.5t（含保护层）。4.2沪通长江大桥4.3五峰山长江大桥87大桥概述主要技术标准结构设计主桥施工主桥结构技术特点88五峰山长江大桥按四线铁路、八车道公路共通道建设。是江苏南北中轴城际交通枢纽——连(云港)淮(安)扬(州)镇(江)铁路和京沪高速公路南延的关键节点工程。以其“跨度大(1092m)、速度高(250km/h)、荷载重(四线ZK)”，成为世界首座高速铁路悬索桥，将铁路悬索桥提升到了一个新的技术高度。4.3五峰山长江大桥大桥概述五峰山长江大桥89主要技术标准主要技术标准连镇铁路预留双线铁路京沪高速公路线路等级客运专线客运专线高速公路正线数目双线双线8车道设计速度250km/h200km/h100km/h线间距4.6m4.6m3.75m最大坡度3‰3‰3‰设计活载ZK活载ZK活载公路-Ⅰ级4.3五峰山长江大桥90结构设计-总体布置沪通长江大桥钢梁全长1428m，主跨1092m，孔跨具体布置为：（84+84+1092+84+84）m五跨连续钢桁梁。每个主塔及桥墩处主桁下均设有竖向刚性支座，纵向为活动，在两主塔处钢梁底设纵向液压阻尼器。

大桥主墩采用群桩基础、埋置型承台、门字形主塔。主缆直径1.3m，矢跨比1/10。北侧为沉井锚碇基础，南侧为地连墙锚碇基础。主梁采用板桁结合钢桁梁，梁宽46m，高16m，节间长14m。4.3五峰山长江大桥91结构设计-主墩基础

五峰山长江大桥主塔基础采用群桩基础（3号主塔70根，4号主塔67根，最大设计桩长115m、桩径2.80m。设计桩底进入微风化凝灰熔岩超过20m。北岸Φ320钢护筒最大设计入泥深度超过50m。4.3五峰山长江大桥3#北主塔墩桩基础结构图4#南主塔墩桩基础布置图92结构设计-锚碇基础

五峰山长江大桥北锚碇采用沉井基础，沉井底部为8m高钢壳混凝土结构，上部为混凝土结构。基础长100.7m、宽72.1m、高56m。沉井采用矩形截面，标准壁厚2.0m，隔墙厚1.3m，中间共设置48个（10.2×10.9）m的矩形井孔。4.3五峰山长江大桥北锚碇基础布置图北锚碇结构图93结构设计-锚碇基础

五峰山长江大桥南锚碇基础为外径90m，壁厚1.5m的圆形地下连续墙基础，设置环形钢筋混凝土内衬作为基坑开挖的支护结构，基础底面成台阶形布置，高程为-31.00m～-15.00m。4.3五峰山长江大桥南锚碇基础布置图南锚碇结构图94结构设计-主塔五峰山长江大桥采用门字型主塔，南主塔塔高191m，北主塔塔高203m。桥塔采用钢筋混凝土框架结构。分别由上、中、下塔柱，上、下横梁及塔顶鞍罩房等部分组成。

北主塔两塔柱间的横向中心间距，塔顶为43.0m。塔柱为箱型截面，横桥向尺寸为9.0m。纵桥向尺寸从塔顶面11.0m变化到塔底15.974m。南主塔与北主塔基本一致。4.3五峰山长江大桥北主塔总体布置图95结构设计-主缆大桥主缆采用PPWS法施工。全桥共两根主缆，每根主缆由352根通长索股组成。每根索股由127根φ5.5mm的高强镀锌钢丝组成。紧缆后主缆成圆形，其索夹内、外直径分别为1284mm及1300mm。

在空缆状态下，主缆跨中理论垂度为94.23m，垂跨比为1：11.623。在设计成桥状态下，主缆跨中理论垂度为109.2m，垂跨比为1:10。4.3五峰山长江大桥96结构设计-吊索

大桥吊索为顺桥向双吊索布置，双吊索间设置减震架，吊索连接采用销接；吊索采用PWS平行钢丝束，外包双层12mm厚PE防护层，锚头采用锌铜合金热铸锚；吊索均采用337φ5规格索，钢丝标准抗拉强度不小于1860MPa；最大索长约120m。4.3五峰山长江大桥97结构设计-主梁结构及桥面系

主梁为板桁结合钢桁梁，华伦式桁架，两片主桁间距30m，桁高16m，节间长度14m。主梁横断面采用带副桁的直主桁形式。上、下弦杆设计时均考虑板桁共同作用，上、下弦杆均采用箱形截面。主桁腹杆采用箱形截面或H形截面。主桁采用焊接整体节点，节点外拼接。吊索两吊点间距43m，吊点由外侧的纵梁延伸形成。4.3五峰山长江大桥公路桥面采用正交异性整体钢桥面板，板厚16mm；铁路桥面采用纵横梁体系的正交异性桥面板结构，每隔14m设置一道横梁，横梁采用Π型截面。98主桥施工-主墩基础

3号及4号墩是主桥的两个主墩，均靠近河岸，承台均为于通航水位以下。根据河床标高的实际情况，基础均采用先平台后双壁钢套箱围堰的方法施工。4号墩边坡较陡，在施工之前，考虑设置双排桩对岸坡进行防护。

主桥1、2号墩位于北岸陆地，5、6号墩位于南岸陆地。2号辅助墩基础施工靠近大堤，施工前需施工单排防护桩对大堤进行防护。辅助墩和边墩基础采用陆地法钻孔桩施工。4.3五峰山长江大桥99主桥施工-锚碇基础

北岸锚碇采用沉井基础，采用陆地沉井施工方法进行施工。沉井底节为钢壳混凝土结构，上部其余节段为钢筋混凝土结构。沉井施工拟采用4部塔吊进行辅助。根据地质资料对沉井下沉系数进行计算，下沉系数满足要求，沉井下沉过程不需进行降水。南岸锚碇基础采用地下连续墙支护的明挖基础形式。地下连墙拟采用4部塔吊辅助施工。4.3五峰山长江大桥南锚碇地下连续墙基础施工现场北锚碇沉井基础施工现场100主桥施工-主塔

根据大桥主塔的结构特点，对塔柱进行分节段施工，塔柱标准节段长6m。塔柱采用爬模体系进行节段浇筑施工。

随着塔柱施工高度的增加，在已经浇筑的塔柱之间，每隔一定距离设置横撑，以保证主塔线形和塔底受力安全。主塔下横梁和上横梁不与塔柱同步施工，采用落地支架浇筑。主塔底座浇筑现场4.3五峰山长江大桥主塔浇筑动画模拟101主桥施工-主缆直径1.3m的主缆为世界上直径最大的主缆。施工时安装三跨连续式猫道作为主缆架设施工走道，采用门架小循环式牵引系统，逐根架设主缆索股。4.3五峰山长江大桥主缆索股架设方案102主桥施工-吊索及加劲梁

全桥加劲梁均采用在工厂制造，现场整节段吊装的方式进行安装。两边跨加劲梁采用大吨位浮吊吊装。中跨加劲梁采用4台缆载吊机自跨中向塔侧对称架设。4.3五峰山长江大桥

主缆架设完成后，安装吊索。中跨钢梁节段（携带二恒）通过缆吊起吊后与吊索进行连接，节段间进行临时连接，两岸逐节段对称自跨中向边跨进行架设，最终在中跨靠近主塔位置进行合龙。103主桥结构技术特点4.3五峰山长江大桥首次采用直径1.3m平行钢丝主缆，配套1.3m直径紧缆机与缠丝机；加劲梁在同类桥中首次采用板桁结合结构；加劲梁制造中采用了单面焊双面成形焊缝100%全融透U肋焊接最新技术；铁路桥面板首次采用轧制不锈钢复合钢板新材料。北锚碇沉井基础长100.7m、宽72.1m、高56m，为目前世界上最大的陆地沉井；南锚碇采用扩大基础，结构形式为90m大直径不等深、一体地连墙结构，最大开挖深度50m，结构设计与施工难度大；南塔基础采用高低桩（长短桩）基础，钻孔桩长度50m~128m不等，孔径2.8m，且岩面倾斜，设计与施工复杂。104高速铁路大跨度桥梁关键技术创新105目录5.1新材料5.2新结构5.3新工艺5.4新设备5

高速铁路大跨度桥梁关键技术创新1065

高速铁路大跨度桥梁关键技术创新5.1新材料5.1.1500MPa级高性能钢研发与工程应用桥名武汉桥南京桥九江桥芜湖桥大胜关桥沪通桥图片主跨（m）1281602163123361092运营荷载2铁4公2铁4公2铁4公2铁4公4铁2轨4铁6公通车日期1957.101968.121996.092000.092011.01建设中钢材(万t)2.146.655.689.6020.1228.52钢材种类A3q16Mnq15MnVN14MnNbQ420qQ500q表5-1铁路桥梁钢发展历程1075

高速铁路大跨度桥梁关键技术创新5.1.1500MPa级高性能钢研发与工程应用母材基本性能轴向拉伸性能是钢材最基本的力学性能指标，此外，在钢梁的施工和运营过程中，不可避免要承受厚度方向的应力，有必要对Q500qE钢的Z向（厚度方向）拉伸性能展开研究。分别进行了轴向拉伸和Z向拉伸试验，共完成了57个试样的试验。Q500qE钢在强度提高的同时，具备良好的塑性；具有一定的应力循环硬化性能；Z向性能满足规范（《厚度方向性能钢板》（GB5313））Z25级及以上要求，Q500qE钢的轴向性能和Z向拉伸性能，能够满足铁路钢桥的安全性要求。(1)拉伸性能图5-1不同屈强比标准试样拉伸应力-应变曲线1085

高速铁路大跨度桥梁关键技术创新5.1.1500MPa级高性能钢研发与工程应用母材基本性能低温时钢材抵抗冲击的韧性会变差，易发生脆性断裂。依据国标试验方法*，选取板厚32、44和60mm的Q500qE母材及40+40mm