铁道桥梁工程论文第1篇

关键词：无砟轨道 高速铁路桥梁 线形控制

中图分类号：U231文献标识码： A

前言：伴随我国社会经济的不断进步，交通事业的发展可谓日新月异，而城市的进步也给交通发展提出了越来越严苛的要求，使得道路交通开始向着越来越多元化的方向发展。客运专线在近十年间就发生了翻天覆地的变化。无砟轨道高速铁路桥梁的线形控制就是这一发展过程中非常重要的一部分，它在我国高速铁路桥梁的建筑史上具有重要的意义，将高速铁路桥梁的发展推向了一个全新的高度。因此，本文针对无砟轨道桥梁的特点对无砟轨道高速铁路桥梁的施工控制方法及措施进行研究．

1、无砟轨道桥梁施工控制特点

对于一般的有砟轨道桥梁，桥梁施工控制仅给出箱梁底板立模高程即可，梁顶板立模高程根据箱梁底板立模高程和该段梁高确定，由于现有施工技术水平限制，一般有砟轨道桥梁混凝土浇筑后的梁面不平顺，高程起伏较大．但对于无砟轨道客运专线(高速铁路)桥梁，列车运行速度较快，轨道的平顺度要求较高，如京津城际客运专线采用Ⅱ型板式无砟轨道系统，Ⅱ型板式无砟轨道桥梁桥面系统主要构造为箱梁、底座板、轨道板，箱梁和底座板整体结构分离，为保证底座板在温度等因素的作用下可以自由伸缩，梁面的平整度精度要求较高．

另外，Ⅱ型板的铺设对于梁面高程及徐变上拱值要求也较高，为使梁顶高程满足浇筑底座板和铺设Ⅱ型无砟轨道板的需要，需要对梁顶面高程进行严格控制．由于无砟轨道桥梁对梁体的平顺度要求较高，这样对桥梁的施工控制提出了更高的要求，不仅合拢前合拢段两端的合拢误差不能过大，在桥面系施工完成后梁面的绝对标高也要满足要求。故在施工过程中需要准确估计后续工序对本阶段梁的位移影响．

2、无砟轨道桥梁顶面线形控制

在箱梁混凝土浇筑后，若顶板高程与设计高程有偏差，则需要在铺设底座板之前对梁面高程进行修整，若超出较多，不但修整的工作量很大，且会影响顶板钢筋的保护层厚度，对结构的耐久性等产生影响．为减小箱梁顶板混凝土面的后期修整量，提出了将箱梁顶面及底面高程同时控制的施工控制措施，另外还提出了箱梁顶面在混凝土浇筑即将完成时的梁面高程，如下所示：

式中： h1 为混凝土浇筑即将完成时的箱梁顶面高程；

htop为浇筑混凝土前的箱梁底面立模高程；

hlI为本段前端梁高；

fcon为浇筑本段混凝土时本段前端预测挠度；

fgl为预测本段挂篮变形.

根据式(1)计算的梁顶面立模高程，在混凝土即将浇筑完成时控制完成梁顶面的浇筑工作，可以消除本阶段预测挂篮变形及预测浇筑混凝土产生的梁端挠度误差对梁顶面高程的影响，减小后期梁面的修整工作，保证结构顶板钢筋的保护层厚度．

3、施工控制方法

为达到良好的线形控制效果，需要对后续工序对已浇筑混凝土梁段的挠度影响进行准确预测，在无砟轨道高速铁路大跨度桥的施工控制过程中引入灰色理论及自适应控制方法进行线形控制，并采用最小二乘法对参数进行调整[3_6]．

3．1 灰色控制理论

灰色理论的特点是以现有信息为基础来进行数据加工和处理，建立灰模型来预测系统未来发展变化，灰色系统模型的主要模型是GM(1，N)模型．GM(1，N)模型适合于各变量动态关联分析，适合于为高阶系统建模提供基础，但不适合预测用．适合预测的模型只能是单变量模型即GM(1，1)模型[3_6]．利用灰色理论建立的模型其形式为:

(2)

式中：a为发展系数；

B为灰作用量；

X(1)为原始数列

X(0)的一次累加生成数列．

解方程(2)可得：

式(3)也称为GM(1，1)的预测响应式，其还原值为

对于悬臂施工桥梁，一般将各阶段梁体的变形量和各阶段预拱度调整量作为灰色系统模型原始数据列．

3．2 自适应控制方法

对于预应力混凝土桥梁，施工中每个工况的受力状态达不到设计所确定的理想目标的重要原因是有限元计算模型中的计算参数取值，主要是混凝土的弹性模量、材料的比重、徐变系数等与施工中的实际情况有一定的差距．要得到比较准确的控制凋整量，必须根据施工中实测到的结构反应修正计算模型中的这些参数值，以使计算模型在与实际结构磨合一段时间后，自动适应结构的物理力学规律，图1为自适应控制的原理图(8)．

对于悬臂浇筑的桥梁，主梁在墩顶附近的相对线刚度较大，变形较小，因此，在控制初期，参数不准确带来的误差对全桥线形的影响较小，这对于上述自适应控制思路的应用是非常有利的．经过几个节段的施工后，计算参数已得到修正，为跨中变形较大的节段的施工控制创造了良好的条件．

4、施工控制实例

4．1 工程概况

哈齐客运专线起自哈尔滨站止于齐齐哈尔站。本段为哈齐客专一标段（里木店特大桥部分），线路设计时速250km/m。（本桥桥面铺设无缝线路，钢轨为60kg/m,轨高0.176m）地处哈尔滨市与肇东市交界处，线路基本呈东南---西北走向，地势平坦。线路大致与既有滨州线并行。里程为DK36+161.99至DK41+197.92里木店特大桥（桥长5041m），共有155个墩含2个桥台。本桥桥梁为预制混凝土箱梁跨度为32.7米共154跨。

4．2 本桥特点

对于大跨度梁式桥，一般采用悬臂施工，不同的结构形式，不同的施工顺序(合拢顺序、预应力张拉顺序)对桥梁的累计位移和预拱度设置均有较大影响．为此本文以哈齐客运专线里木店特大桥部分比较无砟轨道桥梁的累积位移．跨四环桥与其他悬臂浇筑连续梁桥的不同在于该桥为不对称桥梁，梁体竖向刚度较小，中跨悬臂长度较大，且有张拉吊杆的横隔板，施工顺序为悬臂施工到14 块一边跨支架浇筑现浇段一拆除边跨现浇支架(边跨未安装支座，为悬臂结构)一中跨施工15#、16 块一合拢一拆除临时支撑，安装边跨支座一施工拱一张拉吊杆一桥面系施工．为说明本桥与一般连续梁结构的不同，以哈齐客运专线里木店特大桥部分作为对比，跨五环桥原设计方案为全部悬臂施工，悬臂4#块后改为支架施工，故列出五环桥的两种不同施工方法的计算结果．对于预应力混凝土连续梁桥，若已施工梁段上出现误差，除张拉预备预应力束外，基本没有调整的余地，且这一调整量也是非常有限的，而且对梁体受力不利．因此，一旦出现线形误差，误差将永远存在，对未施工梁段可以通过立模高程调整已施工梁段的残余误差，如果残余误差较大，则调整需经过几个梁段才能完成．对于无砟轨道高速铁路桥梁，若施工过程中梁体线形出现较大的施工误差，将给后续工序带来较大的困难，需在施工过程中严格控制梁体线形．

4．3 灰色理论与自适应控制方法的结合应用，

连续梁拱组合桥的施工过程随着时间的推移，其影响因素诸如温度、湿度和其它的一些因素是逐步变化的，且这种变化是一种随机的灰色过程．为计人这些影响因素的变化，确保所建立模型的有效性，必须进行反馈校正．在利用灰色理论施工控制时，对理论值与实测值建立误差序列，以此为原始序列，建立GM(1，1)模型，并及时采用新陈代谢模型进行模型的反馈校正，即每补充一个新值，便去掉一个最老的数据，以维持数据序列的维数，采用这种处理方法可使预测模型得到有效的修正，提高预测精度．对于跨四环桥，将各阶段梁体的变形量和各阶段预拱度调整量作为灰色系统模型原始数据列．在第i节段施工完成后，测得前 节段挠度变化、实际拱度实测值，考虑到温度对梁体挠度的影响，挠度观测均在日出前进行．理论挠度、拱度由桥梁专业软件BSAS建立模型求得．

对于悬臂施工桥梁，预拱度设置的准确与否主要在于结构各阶段的位移预测是否准确9，在无砟轨道高速铁路桥梁的施工控制中可以引入灰色理论和自适应控制方法两种预测方法进行预测结构的变形，从而确定结构的预拱度．在进行实测结果和理论结果的误差分析时，为消除测量误差带来的影响对实测结果进行了曲线拟合，采用拟合后的数据进行预测；自适应控制方法的关键在于参数估计，对于无砟轨道桥梁可采用最小二乘法进行参数估计6．

预测完成后对两种方法的预测挠度结果进行比较，确定下一阶段结构的预拱度．跨四环桥159#墩II#一14 块浇筑混凝土时的梁端部竖向挠度如表1所示．

两种方法预测的各阶段梁体挠度与实测挠度值较为接近，灰色理论预测的挠度相对与实测值较为接近，在位移较大的中跨侧，灰色理论预测的预拱度值较自适应控制方法稍大，但相差不大，两种方法均可用于大跨度无砟轨道高速铁路桥梁的施工监控，实际监控中可采用两种方法结合预测．

4．4 线形控制结果

以159 墩为例，14 块施工阶段梁体竖向挠度与理论挠度对比．16 块施工阶段梁体竖向挠度与理论挠度对比．由于灰色理论预测仅对梁端部竖向位移进行了预测，故仅列出自适应控制方法的理论位移结果10．

在本桥的施工监控工作中，相对于普通桥梁，在混凝土即将浇筑完成时增加了一次测量工序，应用式(1)控制梁顶面标高，跨四环桥成桥后梁体实际线形与理想线形的对比如图7所示，理想线形为倒退分析所得的理想状态计算结果．施工阶段实测位移与预测位移较为接近，说明在本桥监控中预测方法较为准确的反映了实际情况；成桥后梁体实际线形与理论线形较为接近，误差均在1 C1TI以内，四环后期桥面修整工作不大即可满足铺设桥面板的平整度要求，节省了工期时间，保证了铺设桥面板等工序的顺利进行．由哈齐客运专线里木店特大桥动态检测报文提出的梁面标商控制方法适合于无砟轨道高速铁桥的施工控制中，高程的测量需要精密测量仪器来测量．

结语：综上所述，在无砟轨道高速铁路桥梁的线形控制技术方面，我们还有很多值得探究之处，要在已有基础上进一步的完善无砟轨道交通的设计理论，不断地加强无砟轨道桥梁的技术标准与技术要求，以更好的为我国高速铁路事业推波助澜，将我国的高速铁路事业推向一个全新的阶段。

参考文献：

铁道桥梁工程论文第2篇

关键词：高速铁路；连续梁；控制与对策

中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：

应用连续梁技术建造的桥梁在跨度、刚度上都比采用一般单梁桥要出色，且连续梁桥所能承载的荷载力很大，因而十分适合火车的运行，因而目前我围高速铁路桥梁的修建多是选用连续梁式的大桥。在高速铁路连续梁桥施工过程中，桥梁的结构变形和内力会随边跨中跨合拢、主梁的增长以及固结的拆除而发生改变，另外其他的不确定因素也会对桥梁结构造成影响，因而就必须采取相应的控制措施对连续梁桥施工过程的受力和变形进行控制，以确保桥梁的施工质量。

一、对连续梁施工进行控制的影响因素

对高速铁路的连续梁桥施工进行控制主要是为了能够使施工现场的施工情况尽量与设计师的理论设计相符合。要实现对连续梁桥施工的控制就要首先了解影响施工控制的因素是什么。

(1)结构参数。结构参数是对桥梁施工进行模拟分析与控制的基础，其直接影响软件计算的准确性，使实际建设和理论设计之间出现偏差。连续梁桥的结构参数主要包括桥梁构件的尺寸、构件材料弹性模量、材料容量、预应力或索力以及材料热膨胀系数等。

(2)桥梁结构的计算模型。现在的桥梁建设一般都会使用计算机技术对实际的大桥结构进行模拟，建立桥梁结构模型。如果模拟数据选择的不合适，就会对最终建立的模型产生影响，从而间接影响到实际连续桥梁的施工。

(3)施工现场的监测。施工现场监测主要是对现场的温度、应力、变形等进行监测。其中对温度和应力的监测是依靠传感器或者应变片等测量工具来完成，而对变形的监测则是依靠水准仪或者百分表等测量工具来完成。在进行这些仪器的安装和设定一定要按照相应规范来进行，一旦这些仪器测量的数据出现偏差就会对桥梁控制产生控制。

二、对连续梁桥施工进行控制的内容

对高速铁路的连续梁桥施工进行控制的内容主要包括以下几个方面：

2.1几何控制

几何控制主要是对桥梁的外形和结构变形进行控制。桥梁外形控制是对桥梁施工中桥梁结构尺寸进行控制和检查。而对桥梁结构变形的控制则是在桥梁施工中对梁桥各节段的平面位置和立面标高进行调整和监测，是几何控制的重要内容。在实际桥梁建设中，不论采取何种措施，桥梁在实际施工中受各种因素影响都会出现结构变形，因而为防止变形过大，就要对桥梁施工的外形进行控制，将桥梁的实际位置和理论设计之间的差距控制在容许范围内，以使桥梁线形满足桥梁设计要求。

2.2应力控制

为保证桥梁的实际成型受力情况与桥梁理论设计一致，就要对桥梁结构的应力状况进行控制。对桥梁结构应力的测定一般是借助相应的应力传感器来进行测量，若测量结果与理论设计之间的差距过大就要对桥梁施工进行调整，以使桥梁的实际受力大小与理论设计接近。

2.3稳定控制

桥梁的稳定直接关系桥梁的质量和行车安全，但是目前对连续梁桥的稳定性控制只限于成桥稳定性的监测，而对于施工过程中的桥梁稳定控制则还没有确定有效的监测方法。目前，高速铁路的连续梁桥施工的稳定控制多是通过监测悬臂浇筑中固结的稳定性来估测整个连续梁桥的稳定性。

三、对连续梁桥的控制对策

3.1连续梁桥的施工控制特点

连续梁桥由于在悬臂的施工阶段中是静定结构，因此在合龙过程中若额外施加压重，那么在成桥后桥梁的内力状态就会与理论设计值相偏离，由此可见对连续梁桥的施工控制目标是对主梁的线形进行控制。再者，在已经施工的连续梁桥段上发现数据误差时，建设人员只能通过张拉预应力来进行调整，但是这样调整的范围是很有限的。因此，若连续梁桥段出现误差，那么误差将永远存在，这时就要通过立模标高来消除残余误差。

3.2连续梁桥的施工控制对策

基于上述连续梁桥的施工控制特点，对连续梁桥施工控制所采取的对策有：

(1)在进行桥梁的模拟计算时，应该全面考虑桥梁施工中的各种因素，如结构参数、现场监测等，尤其是要准确地计算主桥梁的轴线坐标是多少，并且在计算中要考虑竖曲线对轴线坐标值的影响。这样才能对连续梁桥的主梁的线形进行控制，使实际成桥的线形与理论设计的线形之间的差距缩小，从而保证连续梁桥的工程质量。

(2)由于连续梁桥的梁段一旦出现误差，就会造成永久误差，而且目前尚未有有效调整措施对误差进行调整，因此，必须要合理制定连续梁桥的施工步骤，在每一施工步骤中将桥梁的变形量尽量缩小，这样当桥梁施工的某一施工步骤出现问题而产生误差时，其误差在整个桥梁变形中的比例就会很小，与理论设计值的偏差就能够尽量维持在允许范围内。

(3)对于连续梁桥进行施工控制当采用自适应控制方法时，自适应控制中的控制量反馈对连续梁桥的施工控制一般没有影响。因而，自适应控制中的另一部分参数估计在连续梁桥的施工控制中就显得尤为重要。参数估计是通过比较桥梁施工中的实测机构反应值与桥梁计算模型中的预报值之间的差距来实现的。通过不断的比较调整，连续梁桥的实际线形结构参数与计算模型之间的差距就会变小，从而达到控制连续梁桥施工过程，是其与理论设计相符的目的。且要保障参数估计的正确、准确就要对已建完的桥梁段进行全部测量，以得到准确的参数值。另外，对连续梁桥进行施工控制就只能是对梁桥的总体线形进行控制，而对局部的控制则要取决于桥梁挂篮施工的误差。

四、结束语

随着我国桥梁建设的发展，对连续梁桥施工过程的控制也获得了很大发展，但相比起西方国家还存在一定差距，因此，桥梁建设者要加强对桥梁施工控制的研究，提高桥梁施工控制水平，以求建设出质量水准更加高的高速铁路连续梁桥。

参考文献

【1】邓志刚，李坤洋贵广岛速铁路(40+64+40)m连续梁施工：关键技术【J】公路交通科技：应用技术版，2012 (05)

【2】袁定安 武咸城际铁路跨武广高速铁路连续梁施工安伞综合防护技术【J】铁道标准设计，2012 (09)．

铁道桥梁工程论文第3篇

关键词：宝兰客专；系杆拱；纵横向；设计

1、概况

宝兰线客专为一次双线，武威路中桥位于R=2000的圆曲线上，线路高度受站场布置控制。跨越甘肃省兰州市武威路，跨越角度为87°42′14″，武威路为城市道路，沥青路面，现状宽度为12.0m，较为繁忙。

2.主跨结构及设计资料

2.1桥梁跨度LP=80.0m，矢跨比1/5，拱轴线方程。吊杆间距6 m，采用双吊杆。系梁混凝土采用C55， 桥面宽，拱脚处16.60m，跨中15.00m。

拱脚处梁高3.1m，跨中梁高2.5m，截面形式采用单箱三室。拱肋采用外径为1.0m 、壁厚为20mm钢管形成拱肋，缀板厚度20mm，缀板外间距70cm，钢管外间距2.8m，拱肋矢高16.0m，钢管的钢材采用Q345D，拱肋内灌注微膨胀C55混凝土。

2.2二期恒载 包括线路设备重，人行道栏杆及扶手，电缆槽、挡碴墙、竖墙、防水层及保护层。取200kN/m计算。

2.3温度力 按整体升温25℃，降温25℃计算。

2.4限界计算： 表1

3.系杆拱计算分析

3.1拱肋计算

3.1.1拱肋截面换算

拱肋采用钢管混凝土哑铃形截面，两侧各设置1道“K”撑和“一”撑。

图2 拱肋截面图

考虑缀板，拱肋及拱肋内混凝土的换算容重：

=23.8kN/m3

考虑钢管内其余杆件：23.8×1.3=30.94 kN/m3

3.1.2拱肋的稳定检算

平面内稳定参照《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）第5.2.13条计算。

计算得平面内稳定系数为33.8

平面外稳定采用MIDAD Civil2012软件计算，计算得平面外稳定系数为7.5

3.2系梁计算

3.2.1系梁纵向计算

采用桥梁结构分析系统BSAS软件对系梁部分进行计算分析，主要控制条件及计算结果：

表2

3.2.2系梁横向环框计算

1、单元划分及加载图示，纵向采用1m长

4.结语

本桥受制于城市道路及铁路线路高程控制，结构高度严重受限。采用一跨跨越的系杆拱结构，造型美观，结构简单，施工环节较少，施工方便，工期短、成桥快。文中详细设计过程，计算分析了结构、截面、稳定性等，对站场附近同类桥梁起到很好的借鉴参考作用。

参考文献

[1]李亚东.桥梁工程概论[M].成都：西南交通大学出版社，2001.

[2]范立础.桥梁工程（下）[M].北京：人民交通出版社，1987.

[3] 马胜双. 京沪高速铁路跨济兖公路钢箱系杆拱桥主桥方案设计 [J].铁道标准设计，客运专线铁路桥梁设计论文专辑.

[4]谢小兰. 豁口特大桥LP=42m系杆拱设计[J].铁道工程学报，2000.

铁道桥梁工程论文第4篇

关键词：高速铁路；桥梁建设；设计特点；关键技术

中图分类号：U238文献标识码： A

近年来，随着我国高速铁路的飞速发展，高速铁路的技术体系也在不断的完善，主要包括：工程建造技术、高速列车技术、列车控制技术、系统集成技术和运营维护技术。其中，由于我国自身地理环境的复杂性和多变性，对高速铁路的工程建造中桥梁建设的发展提出了越来越严格的要求。

1 高速铁路桥梁建设概述

在现代高速铁路建设中，桥梁设计与建造技术已成为关键技术之一。桥梁是高速铁路土建工程的重要组成部分，主要功能是为高速列车提供平顺、稳定的桥上线路，以确保运营的安全和旅客乘坐的舒适。高速铁路技术就是通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到每小时200 公里以上，或者专门修建新的“高速新线”、使营运速率达到每小时 250 公里以上的铁路系统。高速铁路除了使列车在营运达到速度一定标准外，车辆、路轨、操作都需要配合提升。我国高速铁路运营状况的现状是设备质量可靠、运输安全稳定、经营状况良好。无论是线路基础、通信信号、牵引供电等固定设备、还是动车组等移动设备、质量稳定，运行平稳。高速安全保障体系日趋完善，职工队伍素质过硬，保持了良好的安全记录没有发生旅客伤亡事故，并且高速铁路受到广大旅客的青睐，市场需求旺盛。这些都离不开铁路桥梁的建设。广义的高速铁路包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。为了满足高速铁路列车设计、施工及运营等各方面的要求，高速铁路桥梁应具有构造简洁、设计标准、便于施工架设和养护维修的特点，另外还应具有足够的耐久性和良好的动力性能。在我国现在的铁路桥梁建设中主要运用一些方法来满足列车高速、舒适、安全行驶的要求，才能使桥梁必须有足够的刚度和良好的整体性，设计必须满足结构、自振频率、竖横向挠度和徐变上拱限值。桥梁设计必须满足车桥动力响应的各项指标，按刚度控制设计强度进行检算。为了保证列车运行 的连续且平顺并确保跨区间无缝线路钢轨附加应力不超限，对下部结构的刚度、工后沉降、沉降差做了严格的限制，并按车桥相互作用模型进行桥上长钢轨纵向力分析，使桥梁下部的设计更为合理。按耐久性设计作为主要的设计原则并且强调结构与环境的协调、重视生态环境的保护、注意了结构外形、色彩、防震降噪。对于我国的铁路桥梁建设从各个方面将实现建设世界一流高速铁路的宏伟目标，我国现在大力推进体制创新、管理创新、技术创新。在体制创新方面，创建了合资建路的崭新模式。并且对于铁路桥梁建设管理方面等，需要充分发挥我国铁路路网完整、运输集中统一指挥的优势，统筹利用铁路内外的各方面科研力量和人力资源，形成强大合力。在铁路建设中，无论是工程管理部门，还是设计、施工、监理单位、都协调行动，组织起了强大的工程建设队伍，在技术装备制造中、无论是运营单位还是制造企业、科研院所、都统一步调，形成了强大的研发制造体系。这种科学高效的管理模式，大大提高了我国高速铁路桥梁的建设。

2我国高速铁路桥梁建设的设计特点

由于速度大幅提高，高速列车对桥梁结构的动力作用远大于普通铁路桥梁。桥梁出现较大挠度会直接影响桥上轨道平顺性，造成结构物承受很大冲击力，旅客舒适度受到严重影响，轨道状态不能保持稳定，甚至危及列车运行安全。这些都对桥梁结构的刚度和整体性提出了极高的要求。

2.1 高架桥所占比例大。

高架长桥多桥梁在高速铁路中所占的比例较大，主要原因是在平原、软土以及人口和建筑密集地区，通常采用高架桥通过。京津城际铁路桥梁累计长度占全线正线总长的比例为86.6％，京沪高速铁路为80.5％，广珠城际铁路为94.0％，武广客运专线为48.5％，哈大客运专线为74.3％。

2.2 大量采用简支箱梁结构形式。

根据我国高速铁路建设规模、工期要求和技术特点，通过深入的技术比较，确定以32m简支箱梁作为标准跨度，整孔预制架设施工。预应力体系有先张法和后张法两种。少部分采用12 m，16 m跨度的T形梁，预制吊装。

2.3大跨度桥多。

受国情路况的制约，我国客运专线中，跨度达100 m及以上的大跨度桥梁很多。据统计，在建与拟建客运专线中，100 m以上跨度的高速桥梁至少在200座以上。其中，预应力混凝土连续梁桥的最大跨度为128 m，预应力混凝土刚构桥的最大跨度为180 m，钢桥的最大跨度为504 m。

2.4桥梁刚度大，整体性好。

为了保证列车高速、舒适、安全行驶，高速铁路桥梁必须具有足够大的竖向和横向刚度以及良好的整体性，以防止桥梁出现较大挠度和振幅。同时，还必须严格控制由混凝土产生的徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形，以保证轨道的高平顺性。

2.5限制纵向力作用下结构产生的位移。

避免桥上无缝线路出现过大的附加力。由于桥梁结构的温度变化、列车制动、桥梁挠曲会使桥梁在纵向产生一定的位移，引起桥上无缝线路钢轨产生附加应力，过大的附加应力会导致桥上无缝线路失稳，影响行车安全。因此，要求桥梁墩、台具有足够的纵向刚度，以尽量减少钢轨附加应力和梁轨间的相对位移。

2.6改善结构的耐久性，便于检查和维修。

高速铁路是极其重要的交通运输设施，桥梁结构物应尽量做到少维修或免维修，因此，设计时需要将改善结构物的耐久性作为设计原则，统一考虑合理的结构布局和构造细节，并在施工中加以严格控制，保证质量。另一方面，高速铁路运营繁忙，列车速度高，维修时间都放在夜间“天窗”时间进行，一般为4h，因此桥梁结构构造应易于检查和维修。

3我国高速铁路桥梁建设的关键技术

3.1大跨度桥梁设计建造技术

高速铁路桥梁通常宜采用小跨。但由于跨越大江、大河和深谷的需要，高速铁路大跨度桥梁的修建也不可避免，而我国高速铁路大跨度桥上速度目标值与其他路段保持一致，这也增加了大跨度桥梁的设计建造难度。主要设计建造技术包括：采用更高强度等级钢材、应用新型空间结构、研制大跨重载桥梁专用装置、采用深水基础施工新工艺等。

3.2无缝线路桥梁设计建造技术

桥上无缝线路钢轨受力与路基上钢轨受力不同，桥梁自身变形和位移将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。钢轨附加应力包括制动力、伸缩力和挠曲力。经过多年的专题研究，目前我国系统建立了无缝线路梁一轨作用的力学模型，通过相应的模型试验和实桥测试验证了分析模型和理论的可靠性，制定了相应的技术控制指标。

3.3“车―线―桥”动力响应仿真技术

为保证列车高速、舒适、安全行驶，高速铁路桥梁必须具有足够大的刚度和良好的整体性，以防止桥梁出现较大挠度和振幅。我国从20世纪80年代初就开始进行“车―线―桥”动力相互作用理论和应用研究，建立和发展了多种分析模型，制定了相应的评定标准。在铁道部组织的桥梁动力性能综合试验中，试验车创造了300 km／h以上的速度纪录，验证了我国“车―线―桥”动力仿真分析方法的有效性和评定标准的可信性。通过多年科研攻关和工程实践，基本掌握了高速铁路“车―线―桥”动力响应作用机理。

3.4 无砟轨道桥梁设计建造技术

在无砟轨道桥梁设计中追求构造简洁、美观，力求标准化、便于施工架设和养护维修，确保其足够的耐久性和良好的动力性能，关键在于解决梁体的刚度和变形控制技术。通过对梁体的竖向挠度、水平挠度、扭转角、竖向自振频率等主要技术参数的研究，以及对预应力混凝土梁徐变上拱的控制研究，使桥梁结构能够满足无砟轨道铺设条件。目前我国已基本掌握了高速铁路无砟轨道桥梁的设计建造技术。

3.5 高架长桥快速施工技术

正在建设的高速铁路桥梁长度占线路长度的比例远远大于普通铁路，并出现了一些长度大于l0 km、甚至达到上百千米的特长高架桥。标准跨度简支梁一般采用在沿线现场预制梁厂集中预制，并以配套运架设备逐孔架设的施工方法，特殊跨度的连续梁采用原位浇筑的施工方法。通过工程实践，形成了一系列成熟的标准梁制、运、架工艺及相应装备，高质量、高速度地实现了特长桥梁的建造。

3.6900t级整孔简支梁制造运输架设技术

为解决32 m整孔预制箱梁的运架施工问题，国内自主研制了多种形式的450 t级提梁机、900 t级架桥机，900 t级运梁车、900 t级移动模架造桥机等，从建场、制梁、移运、架设等方面摸索出整套制梁技术，具有较好的施工效率、安全性与可靠性。

4结语

不断发展中的中国高速铁路表明，高速铁路在我国还有进一步提高的空间和潜力，这需要充分利用自身优势，促进我国高速铁路的跨越式发展。因此，在未来得一段时间里，不但要持续发展高速铁路，并且要在技术和管理上赶超一些发达国家，从而实现中国铁路现代化。由此可见，高速铁路对中国及其经济发展的重要性，中国高速铁路的发展需要桥梁建设等基础设施的支撑，需要专业技术的不断提高和突破。那么，在我国科研和发展的支持下，在广大施工一线的工人群众的大力支持下，我国发展高速铁路将会有更大的进步，前景也将会一片光明。

参考文献：

[1]刘春.中国高速铁路桥梁架设设备行业研究及展望[J].建设机械技术与管理，2009（2）

铁道桥梁工程论文第5篇

关键词 铁路T型梁;横向预应力;联结施工;研究

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）21-0141-2

对于铁路T型梁横向预应力联结施工而言，其关键技术要点主要表现在以下几个方面。

1 铁路桥梁横向预应力孔道检查与桥梁配对

在铁路桥梁预制时，因立模误差、或者混凝土灌注过程中对模板造成了碰撞，导致铁路桥梁横向预应力孔道出现了位移。实际施工操作过程中，为确保在桥梁架设过程中两片梁横向预应力孔对接完好，在架梁之前需注意以下事项。桥梁入场以后，应当对横向孔道进行逐孔检查，并且对孔道不畅的地方进行有效的清理;对压浆孔进行逐一检查，以确保压浆孔道的通畅性。

2 横向联钢筋处理与穿波纹管、预应力钢筋和桥梁联结板焊接操作

铁路T型梁横向预应力联结施工过程中，为确保架梁施工过程中容易落梁，因此在架梁之前应当对3米普高梁桥面横向钢筋事先处理，究其原因，主要是钢筋架梁时会对第二片梁就位造成一定的影响。针对这一问题，在存梁场先把每一片梁的桥面钢筋弯至竖直，当桥梁架设施工完毕后再将其恢复原状。同时，为方便穿预应力钢筋、焊接桥梁联结板，在穿预应力钢筋、桥梁联结板焊接过程中，随架桥机架梁操作。通过该种方式不仅可以有效节约工作平台搭建的时间，而且还可以利用架桥机发电机焊接作业。穿预应力钢筋施工过程中：1）桥梁架设过程中，每孔梁首片梁不需要考虑横向预应力钢筋是否穿孔等问题;2）第二片梁施工架设之前，应当先将波纹管预穿入预应力孔道之中，当梁落位后，从桥台进入两片梁内侧，对接波纹管与首片梁预应力孔道;3）第二片梁落位后，通过吊篮、挂梯把预应力钢筋从第二片梁外侧预应力孔道穿入第一片梁预应力孔道之中;第四，两片梁横向预应力孔之间安波纹管，其伸入两片梁预应力孔道中的长度应当在200毫米以，并且用泡沫、海绵等将波纹管和混凝土空隙塞紧，以免灌注混凝土时出现漏浆，最终堵塞预应力孔道。

3 钢筋、模板安装

由于桥梁沿着铁路线路散布开来，钢筋加工过程中，可先在库房中预先加工，然后在运到施工现场，不仅可以方便钢筋结构的制作，而且对材料安全保管非常有利。铁路T梁横向联结施工过程中，其作为一种高空作业形式，在钢筋绑扎之前需搭接适当的工作平台，一般有两种搭接方式。一种采用脚手架、竹胶板进行搭接;另一种则采用木板直接在两片梁之间进行平铺，再用钢管把木板有效地连接起来。非预应力钢筋绑扎过程中，应当确保波纹管处于正确的位置上。施工操作平台搭接时，利用角钢和钢管脚手架等，加之木板焊接搭联而成，如图1所示。

图1 梁下工作平台

钢筋绑扎过程中，钢筋、梁体预埋钢筋之间的连接操作时，需采用绑扎搭接法进行施工，搭接处、两端位置，用铁丝进行绑扎结实。在安装模板时，因在梁上模板很难找到一个合适的支撑点，所以模板安装施工作业难度加大。模板安装前，应当先对预应力孔、波纹管空隙进行检查，以确保其填塞完好，可有效防止混凝土灌注过程中出现漏浆现象，进而堵塞预应力

孔道。

4 混凝土灌注、养护与拆模

模板立好以后进行检查，确保其合格后灌注混凝土。由于桥梁沿着铁路线散布，而且每一个孔梁横向联结混凝土数量相对较少，因此给混凝土施工带来的难度。根据铁路T型梁横向预应力联结施工要求、实际情况，采用强制性的搅拌机对其进行搅拌施工作业。桥梁下层横向联结隔板施工过程中，采用翻斗车运输混凝土材料，然后用卷扬机提升混凝土并灌注之;桥梁上层横向联结板、桥面板混凝土在桥梁下难以施工，可利用卷扬机将混凝土材料提升到桥面上，用小平板车运输、灌注。混凝土灌注施工完毕后，12小时内就要对其进行覆盖、洒水养护，每隔大约2至3小时进行一次洒水养护，时间以7至14天为宜。在洒水养护过程中，一定要避免对混凝土造成损伤。日平均温度在5摄氏度以下时，建议采取有效的保温措施，不可对混凝土进行洒水养护;混凝土强度达标以后，方可将模板拆除，拆模过程中按立模顺序进行逆向操作，注意不要对混凝土造成损伤，减少模板受损。

5 张拉与压浆

首先，清理预应力孔道以及钢筋表面，将灰浆除掉，以免影响施工质量，同时还要将螺帽拧紧;将千斤顶支架安在梁体两侧位置的预埋U型螺栓上，然后在支撑架上采用Φ40钢管把千斤顶用链条葫芦悬挂于钢管之上，施工人员利用悬挂式吊篮悬挂于桥梁两侧施工作业。其次，张拉操作。张拉到3MPa时，划线作为测量起点。张拉到控制应力以后，持荷5分钟，对预应力钢筋伸长量进行测量，并与理论量比较，应力变双控制;记录千斤顶回油、测量回缩值，然后对锚固情况进行认真的检查。最后，张拉要求。张拉之前应当对锚具全面检查，尤其要查看锚有无破损问题，如果存在损坏现象，则需要立即对其进行更换。

铁路T型梁横向预应力联结施工过程中，管道压浆应在预应力张拉操作完成后的3天时间内完成，主要流程如下：对压浆孔杂物进行清理，确保压浆孔畅通。压浆强度以42.5MPa为宜，选用的普通硅酸盐水泥强度M35，水灰之比控制在0.45范围内。水泥浆应根据配比试验以及减水剂的性能确定，这样便于有效减少泌水量，适当掺入一些膨胀剂，以免因预应力钢筋出现锈蚀现象而影响压浆饱满度。压浆端、固定端安装适当的压浆嘴设备，将压浆机放在桥面上，将灰浆压至孔道之中，然后固定端压浆孔冒浆，关闭浆孔阀门，稳压大约30秒以后，继续进行压浆操作，浆液压保持大约4至5分钟，关闭压浆阀门，待浆体终凝后取下压浆阀门。

总而言之，铁路T型梁横向预应力联结施工一项非常复杂的工作，实践中应当不断创新技术手段，才能确保施工质量。

参考文献

[1]薛宁鸿，张文格.高速铁路客运专线预制梁场规划建设及施工管理综述[J].铁道标准设计，2010（21）：85-88.

铁道桥梁工程论文第6篇

Abstract： With China's rapid economic and social development， the demands for the various transport modes are rapidly increasing， so it largely stimulated the development of rail transport. Faced with fierce competition， rail transport is developing towards the comprehensive direction of high-speed， heavy and multi-modal transport， thereby promoting the further improvement of China high-speed rail network. To learn the development of China high-speed railway bridge construction， it needs to know the specific application， based on that， analyze its technical characteristics and constraints， and outlook its further development.

关键词： 高速铁路；桥梁建设；技术特点；制约因素；发展

Key words： high-speed rail；bridge construction；technical characteristics；constraints；development

中图分类号：U448.13 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）19-0087-02

0 引言

近年来，随着我国高速铁路的飞速发展，高速铁路的技术体系也在不断的完善，主要包括：工程建造技术、高速列车技术、列车控制技术、系统集成技术和运营维护技术[1]。其中，由于我国自身地理环境的复杂性和多变性，对高速铁路的工程建造中桥梁建设的发展提出了越来越严格的要求。

1 中国高速铁路桥梁建设的应用

作为现代高速铁路建设中重要的一部分，桥梁的作用日益凸显。优质的桥梁设计能够为高速列车提供平稳、舒适的桥上线路，为乘客营造一个安全、舒适的旅途环境。那么，除了最基本的要把速度提高到一定的水平外，其他的配套设施如车辆、路轨、桥梁、操作等都需要有稳定的提升。

现如今我国的高速铁路，不但设备质量可靠，而且运输安全稳定、经营状况良好。虽然我国高速铁路的起步较晚，但是国家有着前所未有的投入和支持，使得无论是固定的硬件设备还是核心的其他设备上都有稳定可靠的供给。随着高速列车安全保障体系逐渐加固，职工队伍素质日趋提高，对于保持零伤亡的安全行驶记录的要求的加大，以及高速铁路本身被广大群众的逐渐接受和认可等客户需求上的满足，都是需要建立在牢固的基础设施建设上的，而其中很重要的一点就是道路桥梁的建设[2]。

目前，在我国铁路桥梁建设中，为了达到列车运行高速、乘坐舒适、安全的目的，采取了一系列的措施。为了满足结构、自振频率、竖横向挠度和徐变上拱限值，设计者需要使桥梁本身具有足够的刚度和良好的整体性。同时，桥梁设计必须符合车桥动力响应的各项标准，并且能够按照刚度控制设计强度进行准确的检算。那么，为了实现列车能够平稳连续的运行，并且保证跨区间无缝线路钢轨附加应力值的可靠，在列车下部结构的刚度、工后沉降、沉降差上面都有着严格的限制。除此之外，为了使设计更加的规范和合理，还需要对按车桥相互作用模型进行桥上长钢轨纵向力分析。

为了完成我国的铁路桥梁建设在各个方面的蓬勃发展，最终实现建设世界先进高速铁路的伟大目标，一系列有关体制创新、管理创新、技术创新的改革正在紧锣密鼓的进行中。在体制创新方面，开创了合资建路的崭新模式。在桥梁建设的管理方面，除了要依靠我国铁路路网完善、运输集中统一指挥的特点，还要整合行业内外的各行各业的科研及技术力量，创造一个合力的局面。一方面，需要桥梁建设的相关部门，主要包括设计、施工、监理单位等都能全面的行动起来，形成一个执行力强的管理队伍。另一方面，需要将运营单位、制造企业、科研院所等统一起来，组成一个完整的科研队伍，最终形成一个强大的研发制造体系[3]。

2 中国高速铁路桥梁建设的技术特点

在中国，高速铁路的行驶速度是远远高于普通列车的，那么在震动和受力方面前者所要承受的也大得多。轨道的平顺性是受桥梁挠度的制约的，挠度过大，会使结构物承受的冲击力增大，相应地舒适性会降低。在高速的运行过程中，如果轨道不能维持稳定状态的话，会有极大的安全隐患。我国高速铁路的桥梁建设一般说来主要有以下的技术特点：

2.1 高比例 在我国高速铁路的建设施工中，不难发现众多的高架桥梁正在修建或者已经投入使用，如此高密度的桥梁的使用主要是为了节约土地资源和方便周围人们的出行。据不完全的统计，正在使用的高速铁路中有接近60%左右的铁路桥梁建设，其中，京津城际铁路桥梁累计长度占全线正线总长的比例为86.6%，京沪高速铁路为80.5%[4]。

2.2 简支箱梁结构形式 在对我国高速铁路建设实际情况、工期要求和技术特点综合的分析之后，规定了如下标准：以32m简支箱梁作为标准跨度，整孔预制架设施工。

2.3 大跨度 在我国，从基本国情出发，客运专线中有很多跨度在100m及以上的大跨度桥梁。相关数字表明，正在施工和已完成的客运专线中，大约有两百多座100m以上跨度的高速铁路桥梁。值得一提的是，预应力混凝土连续梁桥的最大跨度为128m，预应力混凝土刚构桥的最大跨度为180m，钢桥的最大跨度为504m[5]。

2.4 桥梁刚度大，整体性好 首先，要保证高速铁路桥梁在横向和竖向上都有足够大的刚度；其次，保持桥梁良好的整体性；最后，最大限度的控制因为混泥土的原因而产生的徐变上拱和不均匀温差现象。只有这样，才能避免施工过程中桥梁出现较大挠度和振幅，进而以保证轨道的高平顺性和乘客的舒适性。

2.5 限制纵向力作用下结构产生的位移，减少桥梁无缝线路出现附加力过大 桥梁本身对温度比较敏感，加之列车制动和桥梁挠曲，这些都会使桥梁在纵向产生一定的位移，相应的附加应力会出现在桥上的钢轨之中，如果附加应力过大的话会使桥上无缝线路失稳，使行车的安全性降低[6]。所以，需要桥梁墩、台的纵向刚度都满足要求，以减少钢轨附加应力和梁轨间的相对位移。

2.6 良好的耐久性 耐久性是在设计高速铁路时一个非常重要的原则。作为频繁使用的交通工具，应当做到最少的维修和维护，保证持久的工作运行状态。那么，在设计的时候就需要考虑到结构布局和构造细节的合理性，并在施工中加以严格把关。另一方面，高速铁路每天都要在高速中频繁的使用，一般是白天运行然后晚上会进行历时4个小时的维护和保养，因此所设计的桥梁结构构造应方便进行检查和维修。

3 制约我国高速铁路桥梁建设的因素

3.1 复杂的地理位置 中国疆域广阔，地理环境也是复杂多变的。不像其他发达国家，中国要想编制自己的高速公路网，进行高铁桥梁的建设，就不能单一的采用一种技术来进行连续性的作业，而是需要根据实际的地理位置上的变化，采取不同的技术手段来克服种种恶劣的环境条件。

3.2 相对落后的基础设施建设 跟西方发达国家比，我国的高速铁路建设起步晚，且基础设施建设不够完善。不仅仅是桥梁建设的工具上的落后，也有以往经验和技术上的欠缺。于是在实际的建设过程中，缺乏行之有效的技术手段和及时配套的基础设施，甚至是专业的人员搭配都无法到位，这些都会对桥梁的建设制造很大的难题。

3.3 环境与景观的影响 高速铁路桥梁建设是与施工地区的环境密不可分的。在桥梁建设的施工之前，需要仔细研究当地的景观环境，合理的预测其对桥梁的影响，坚决在保证依照环境建设的基础上进行合理的设计、选型、匹配和施工。首先，要节约使用土地。出于对减少珍贵的土地资源的考虑，采用高架桥梁能够很大程度上减少占用良田的现象，同时又能够很好的解决轨道两侧居民出行的问题，更好的适应城市的整体发展[7]。其次，桥梁建设的期间不可避免的会出现各种各样的噪声。高速运行的列车除了和轨道碰撞外，列车与空气的摩擦以及相接触的物体自身的震动都会带来或多或少的噪声，这些都对桥梁的施工有严格的要求。

3.4 安全性和舒适性要求 由于速度上的提高，高速铁路桥梁的建设就要重新定义安全性和舒适性。不同于普通列车的是，在飞速行驶中会带来轰鸣声、耳膜共振等现象，导致这些的可能是桥梁本身的动力响应、结构的非弹性变形以及稳定频率状况，路桥刚度过渡，大跨度桥梁低频振动、桥面构造以及高速铁路线型要求等方面[7]。其中，动力响应是高速铁路桥梁建设的重中之重。高速列车在桥梁上运行时，由于两者之间的互动影响显著，需要在进行结构设计时同时满足桥梁本身的静力强度、刚度要求和结构的动力特性等方面的要求。同时，需要采用一些合适的结构形式以保证梁跨结构具有足够的刚度和自振频率。

3.5 运输服务和最终收益 受铁路路网资源和运输能力的限制，铁路的发展并不顺畅。整体而言，我国的铁路运输服务不是很完善，运输能力较低。这就需要在最短的时间内实现高速铁路桥梁设计和施工，进而加快高速铁路的建设。同时，作为一项高效的运输服务，高速铁路的前期投入是相当庞大的。面对如此数量的桥梁建设，除了要控制施工周期外，还需要综合考虑在保证绝对质量的前提下最大限度的控制成本。而对于最终的收益，这需要一个较长的时间来调整市场的需求方向，最终整理出一个合理的市场价位以满足更多人的需要。

4 结束语

不断发展中的中国高速铁路表明，高速铁路在我国还有进一步提高的空间和潜力，这需要充分利用自身优势，促进我国高速铁路的跨越式发展。因此，在未来得一段时间里，不但要持续发展高速铁路，并且要在技术和管理上赶超一些发达国家，从而实现中国铁路现代化。由此可见，高速铁路对中国及其经济发展的重要性，中国高速铁路的发展需要桥梁建设等基础设施的支撑，需要专业技术的不断提高和突破。那么，在我国科研和发展的支持下，在广大施工一线的工人群众的大力支持下，我国发展高速铁路将会有更大的进步，前景也将会一片光明。

参考文献：

[1]刘春.中国高速铁路桥梁架设设备行业研究及展望[J].建设机械技术与管理，2009（2）.

[2]戴公连，胡楠，刘文硕.中国高速铁路桥梁建设新进展[C]. 第全国桥梁学术会议论文集，2010-06.

[3]牛斌.中国高速铁路桥梁综述[C].第十八届全国桥梁学术会议论文集（上册），2008-05.

[4]陈强.浅谈我国高速铁路桥梁建设的设计特点[J]. 黑龙江科技信息，2011（10）.

[5]郑健.中国高速铁路桥梁建设关键技术[J].中国工程科学， 2008（7）.

铁道桥梁工程论文第7篇

关键词:城市轨道交通,走行性,振动

      目前我国城市轨道交通建设还处于起步阶段,由于缺少相应的建设标准,因此在工程设计中往往套用其他相近行业(如铁路) 的设计标准[ 1 ] 。但城市轨道交通有其自身的特点,这些标准的适用性是值得探讨的,因此,有必要建立使用城市轨道交通的技术标准,而轨道交通的安全性和乘客乘坐的舒适性(即列车的走行性) 是建立这些标准的出发点。

      由于技术原因,我国铁路技术标准的制定,很大程度上以静力分析为主,所必须考虑的动力学问题往往也变换成一般的静力形式。目前我国的铁路设计技术标准已经难以适应提速、高速列车开行和新结构设计的需要。对此,许多学者正在进行标准铁路和高速铁路列车动力学的研究,试图通过有效的研究,为铁路设计提供更为科学的技术支持[ 2～5 ] 。学者们的工作取得了成效,对轨道交通的发展起到了积极的作用。但是,这些研究各有特定的方法对象,难以对制定城市轨道交通结构的技术标准提供进一步的依据。因此,针对城市轨道交通工程中急需解决的实际问题,进行城市交通列车走行性研究是十分必要的。

1 　模型的建立

      由于列车、轨道、桥梁结构动力问题的空间特性,如平曲线、竖曲线、曲线桥梁等,以二维的方法(参见文献[ 2～4 ]) 进行研究有其局限性;因此在建立列车、轨道和桥梁模型时,应该采用三维空间模型。据此, 本文分别建立了每一辆车具有23 个自由度的车辆模型,桥梁则用每节点具有6 个自由度的有限元模拟[ 6 ] ,同时在考虑车桥耦合振动时,引进蠕滑理论[ 7 ] 以更好地反映轮轨之间的相互作用。

1. 1 　车辆模型

      由于列车运行的空间特性,本文在建立车辆计算模型时采用了轨道随动坐标系,因此在计算列车通过平曲线、竖曲线时,其质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵可以采用固定形式,而只需对外力向量进行修正,最后将不同情况下的附加外力向量进行迭加。一般情况下,用矩阵表示的列车动力平衡方程为

mvδv + cvδv + kvδv = fv

式中: mv 为车辆质量矩阵; cv 为车辆阻尼矩阵; kv 为车辆刚度矩阵;δv 为车辆位移列向量;δv 为车辆速度列向量;δv 为车辆加速度列向量; fv 为车辆外力列向量。

1. 2 　桥梁模型

      本文在建立桥梁模型时采用的是系统整体坐标系。用矩阵表示的桥梁动力平衡方程为

mbδb + cbδb + kbδb = fb

式中: mb 为桥梁质量矩阵; cb 为桥梁阻尼矩阵; kb 为桥梁刚度矩阵;δb 为桥梁位移列向量;δb 为桥梁速度列向量;δb 为桥梁加速度列向量; fb 为桥梁外力列向量。

1. 3 　轮轨关系

      本文采用了kalker 的线性蠕滑理论, 并作了如下假定: ① 轮轨接触几何关系为非线性; ② 计及线路不平顺; ③ 计及缓和曲线上曲率及超高的变化; ④ 不计车辆产生轮缘接触等大蠕滑现象; ⑤ 蠕滑规律以及悬挂元件是线性的; ⑥ 不计自旋蠕滑所产生的蠕滑力; ⑦ 不计钢轨的弹性及阻尼。

在竖向, 假定车轮始终密贴于钢轨, 即轮轨之间在竖向通过位移联系。而在横向, 由于轮轨之间存在间隙, 只能通过力来联系。其中蠕滑力由蠕滑理论求得。

1. 4 　列车通过曲线桥梁时坐标系的采用

      当桥梁位于线路上曲线区段时, 通常以多跨简支直线梁组成的折线梁段来实现, 如图1 所示。以前分析列车通过曲线桥梁采用2 种方法:一为只采用曲线正交随动坐标系, 二为采用系统整体坐标系[8 ] 。本文在考虑列车曲线通过时, 对列车部分采用轨道随动坐标系, 桥梁部分使用系统整体坐标系, 两个系统间的动力学和运动学量值通过坐标转换矩阵实现。这种方法可以使分析分别在简单的系统中进行, 同时其转换的实现方式是标准的。

1. 5 　动力平衡方程解法

      车辆、桥梁动力平衡方程都是大型动力微分方程组。求解这类问题, 一般采用直接数值积分方法。本文即采用了常用的wilson -θ法。

2 　程序的实现

      用visual c + + 6. 0 开发了城市轨道交通列车走行性研究系统rtv 。本程序主要包括4 类:cbridge(桥梁类) 、cvehicle(车辆类) 、ctrain(列车类) 、ctrack(轨道类) 。另外利用其可视化的特点,制作了良好的界面,如图2 所示。

3 　走行性分析

3. 1 　平曲线中缓和曲线长度对列车走行的影响

      平曲线中缓和曲线的长度对列车走行的影响主要有: ① 通过缓和曲线时, 因内外轨不在同一平面上, 而使前轮内侧减载, 在横向力作用下, 可能发生脱轨事故, 因而要对外轨超高顺坡值加以限制; ② 通过缓和曲线时, 外轮在外轨上逐渐升高, 其时变率应不致影响旅客舒适; ③ 旅客列车通过缓和曲线, 未被平衡的离心加速度逐渐增加, 其时变率应不致影响旅客舒适。按上述3 个条件推导的公式[9 ] 计算, 在城市轨道交通中,400 m 半径曲线所需最短缓和曲线51 m ;800 m 半径曲线所需最短缓和曲线26 m 。

 

 

图1 　曲线轨道折线梁及桥墩布置平面图

图2 　双线对开

图3 ～ 6 为r= 400 m 时由自编程序rtv 进行计算得到的结果(车辆参数取自地铁1 号线,下同) 。由此可见,随着缓和曲线长度的增加,列车通过平曲线时的性能,包括安全、横向舒适、竖向舒适会得到很大的改善。同时可以看出:30 m 缓和曲线对800 m 半径曲线及60 m 缓和曲线对400 m 半径曲线已能满足要求。

 

 

图3 r= 400 m 时缓和曲线长度与横向斯佩林指标的关系 图4r= 400 m 时缓和曲线长度与竖向斯佩林指标的关系

 

 

图5 r= 400 m 时缓和曲线长度与横向蠕滑力关系  图6 r= 400 m 时缓和曲线长度与脱轨系数的关系

      经过理论分析和自编程序计算可以看出:在城市轨道交通中缓和曲线长度可以比标准铁路适当减小, 标准铁路缓和曲线长度的规定见文献[ 9 ] 。本文建议400 m 半径曲线最小缓和曲线长可取60 m ;800 m 半径曲线最小缓和曲线长可取30 m 。

3. 2 　竖曲线半径大小对列车走行的影响

      设定竖曲线半径大小应考虑2 个因素: ① 列车通过竖曲线时, 会产生的竖直离心加速度; ② 列车通过凸形竖曲线时, 产生向上的竖直离心力, 上浮车辆在横向力作用下容易产生脱轨事故。按这2 个条件推导的公式[8 ] 计算, 在城市轨道交通中, 所需竖曲线半径为1 646 m 。

      图7 、图8 为由自编程序计算得到的结果:分别计算了半径大小分别为5 000 m 、3 000 m 、2 000 m 、1 000 m、500 m 、300 m 时的情况。可见,随着曲线半径的增大,列车通过性能会得到很大的改善。另外,由图可见, 2 000 ～ 3 000 m 半径竖曲线对行车舒适、安全已能满足要求。

经过理论分析和自编程序计算, 本文推荐最小竖曲线半径可取2 000 ～ 3 000 m 。

3.3 　列车通过直线桥梁走行性分析

      轨道交通明珠线大部分采用跨径30 m 左右的预应力混凝土单箱双室梁,截面特性为:a = 5.3 m2 ,ix = 2.63 m4 ,iy =2.26 m4 ,iz =21.1 m4 ,e =3.5 ×1010 n/ m2 ,g =1.5 ×1010 n/ m2 ,γ =2.5 ×103 kg/ m3 ,轨道中心线离桥梁中心线的距离b = 2 m ,桥梁质心离轨顶面的高度h = 1 m 。

 

 

图7 　v = 80 km/ h 竖曲线半径与竖向斯佩林指标的关系

图8 　v = 80 km/ h 竖曲线半径与轴重减载率的关系

3. 3. 1 　基础不均匀沉降对列车走行的影响

      本文选用6 跨32 m 桥梁进行研究,隔桥墩沉降量相同。rtv 程序计算结果表明:单线通过桥梁时,随着基础沉降的增加,某些桥梁跨中竖向挠度和冲击系数要减小,某些桥梁跨中竖向挠度和冲击系数要增加;双线对开通过桥梁时,随着基础沉降的增加,所有桥梁的跨中竖向挠度和冲击系数都要增加;不论单线还是双线,随着基础沉降的增加,列车的竖向振动都要加剧。

3. 3. 2 　桥梁徐变对列车走行的影响

      本文取6 跨32 m 桥梁进行计算。假设桥梁各跨徐变大小相同,各跨桥梁徐变线型为抛物线。计算结果表明:无论单线还是双线通过桥梁时,随着桥梁徐变的增加,所有桥梁的跨中竖向挠度和冲击系数要减小,而随着桥梁徐变的增加,列车的竖向振动有加剧趋势。

3. 3. 3 　列车通过直线桥梁计算结果

① 列车静力通过直线桥梁竖向挠度单线为4. 34 mm , 双线为8. 23 mm 。单线动力过桥,竖向挠度最大为4. 432 mm ; 双线动力过桥,竖向挠度最大为8. 626 mm 。挠跨比1/3 710 符合现有规范1/ 800 的要求。

② 单线过桥冲击系数最大为1. 021 , 双线对开冲击系数最大为1. 048 。

③ 列车通过直线桥梁,横向振幅最大为0. 041 mm , 远小于规范的要求。

3. 4 　列车通过多跨简支曲线轨道折线梁走行性分析

      把6 ×32 m 跨度的桥梁布置在曲率半径分别为400 、600 、800 m 的曲线圆弧段上进行分析。经计算,得出以下结论:

① 当列车在曲线轨道折线梁上运行时,列车横向振动响应,如横向舒适度指标、横向蠕滑力、脱轨系数等一般均比在直线梁上运行时要大。

② 由桥梁跨中横向振动位移时程曲线(见图9) 可以看出,曲线轨道折线梁的跨中横向振动位移波形相对平衡位置有一定偏心,而列车通过直线桥时,桥梁跨中则是在平衡位置附近作来回振动。

 

图9 　r=400 m , 双线, v= 80 km/ h 通过桥梁跨中横向位移

③ 随着平曲线半径的减小,桥梁的横向振幅要增大。

④ 明珠线曲线轨道折线梁具有足够的横向刚度,车桥最大振动响应在规定的行车安全、舒适的控制指标以内。列车最大横向舒适度指标2. 756 接近我国机车平稳性评定标准优良2. 75 ; 最大脱轨系数0. 455 小于我国规定的容许限值1. 0 ; 桥梁横向振幅最大为0. 158 mm 。

4 　结论与建议

1. 上海轨道交通明珠线的设计是安全的,桥梁的竖向、特别是横向刚度足够大。建议今后在设计城市轨道交通桥梁时考虑这方面的因素,根据动力分析的结果确定桥梁的横截面,以达到较为经济的目的。

2. 为保证旅客乘坐的舒适性,控制缓和曲线的长度是必要的。本文建议平曲线半径为400 m 时,缓和曲线长度不宜小于60 m ; 平曲线半径为800 m 时,缓和曲线长度不宜小于30 m 。

3. 在竖向曲线坡度的选用上,列车的安全性和平稳性不是控制因素。建议竖曲线半径取2～3 km 。

4. 由于桥梁截面较大、列车运行速度较低等原因,基础沉降、桥梁徐变的影响总体上不是太大[ 10 ] 。

参考文献:

[1] 孙　章. 加快发展以轨道交通为骨干的城市公共交通[j ] . 城市轨道交通研究,1998 (2) :3～5.

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[8] 郭文华. 中小跨度铁路桥梁横向刚度分析[ d ] . 长沙:长沙铁道学院,1999.

铁道桥梁工程论文第8篇

关键词：铁路危桥 拆除 施工技术

中图分类号： U448.13 文献标识码： A 文章编号：

1工程概况

长兴县老环城西路公铁立交桥位于长兴县主城区，桥梁上部结构采用钢筋混凝土简支T形梁，全长441m。9～14跨跨越宣杭铁路长兴站内六股道（含2跨邻跨），其中三只桥墩在站场内，上部结构跨径组成为1×16m＋2×20m＋2×16m。该桥横向5片T梁，桥面全宽12.0m，其中机动车道宽8.6m，两侧人行道均为1.7m。下部结构为桩柱式墩，桩接盖梁埋置式桥台，桩基础为钻孔灌注桩。

图1长兴县老环城西路公铁立交桥旧貌

图2桥梁横断面布置示意图（单位：cm）

2008年，浙江交通职业技术学院与长安大学联合对该桥进行了检测，确定该桥为四级危桥。考虑到该桥对铁路运管、车辆通行及行人出行的安全隐患，2009年，经长兴县人民政府批准，由杭州地方铁路开发有限公司委托我公司进行拆除并重建。

图3桥梁病害实景图

2施工难点及对策

该桥由铁道部第四勘测设计研究院（武汉院）设计，于1992年4月建成通车，是浙皖主要干道（318国道）且处于城镇交通主干道，车流量极大，常有超重车经过，大桥结构单薄，上部结构T形梁及湿接缝、伸缩缝、局部桥面等出现了较为明显的病害。该铁路段为宣杭铁路、新长铁路、长煤铁路汇合处，地下管线多，行车密度大，对桥梁拆除工作有较大的干扰。

考虑到该桥为危桥的特殊性，桥梁拆除方案应极力避免较大施工荷载在桥面上。

3施工方案选择

鉴于以上因素，我们初步拟定了三个方案。

方案一：采用2台QY150t吊机在将建新桥桥面上拆除9～14#跨T梁，每跨先吊除1#T梁，2#、3#、4#、5#T梁横向滑移至1#T梁位置后再吊离老桥。T梁采用炮车运输，由新桥上运输至场外。本方案避免了架桥机、运梁车等较大荷载在老桥上行走，对安全风险控制有保证。由于拆桥施工作业面在新桥桥面上，因此需要在新铁路桥梁施工完毕后方能拆除危桥，而新铁路桥延伸段与危桥交叉重叠，以及地方政府强烈建议首先拆除危桥再动工建新桥，故最终此方案取消。

方案二：在铁路线路上采用2台QY150t汽车吊拆除11～14#跨T梁，采用1台QAY400t汽车吊拆除10～11#跨T梁。T梁采用炮车运输，由线路上运输至场外。本方案避免了架桥机、运梁车等较大荷载在老桥上行走，对线路的安全有保障。但是起重设备及运梁设备要进入铁路营业线，需要修建2条便道作为起重设备及运梁设备的临时通道，起重设备及运梁设备进铁路线路施工，对铁路运营有很大干扰，审批程序复杂困难、成本高昂，最终也未被采纳。

方案三：采用JQG100t架桥机在老桥上拆除9～14#跨T梁。T梁采用炮车运输，由老桥上运输至场外。本方案的不利因素是架桥机、运梁车等荷载必须在危桥上经过。有利因素是采用架桥机拆除危桥，不影响新建桥梁的建设，拆除9～14#跨T梁每孔约4个封锁点，再加上架桥机过轨共需要22个封锁点(不含桥面系拆除及下部结构拆除)，每个封锁点1个小时,共计封锁22个小时，对铁路运营影响较小。

通过以上分析，如何消除方案三中的不利因素是决定该方案是否采纳的关键。

运梁车（炮车）在危桥上移动的风险控制：1.我们采用市场上受力面积最大，四轴16轮，宽3.3米的炮车类型；2.在线路上方及邻跨桥面上横向铺设厚1厘米长9米宽2米的钢板，使炮车载重均匀分布在三片T梁上；3.理论上检算。因危桥T梁承受荷载的能力无法进行准确预估和检算。为保证绝对安全，我们将架桥机承重支腿安放于桥墩处，所有荷载由桥墩受力，使危桥T梁处于无荷状态。

架桥机的支腿位置的控制：

架桥机的每一次移动都调整落到桥墩正上方，这样可以避免T梁因受集中荷载而跨塌。

桥墩承载力验算

桥墩承载力按最不利工况进行验算。最不利工况为：架桥机位于11～14#墩上方，拆除12～13跨16mT梁。1#、2#、3#支腿分别位于11#、12#、13#桥墩位置，并支撑、垫实。0#支腿位于14#桥墩位置，未支撑、垫实。第一片16mT梁(中梁)拆除后放置在运梁炮车上，并置于11～12#跨正上方。已知条件G主梁＝0.777t/m, G天车＝13.262t,G上横梁＝0.895t,G尾支腿＝3.770t,G临时支腿＝2t,G中支腿＝8.641t，G前支腿＝13.407t,G轨道＝3.92t。G16m中梁＝26.3t，G16m边梁＝25.1t,G20m中梁＝36.2t,G20m边梁＝34.3t。G前炮车＝8t，G后炮车＝4.5t。

图4架桥机拆梁最不利工况示意图

通过DocBridge3.0建模，计算出1#、2#、3#支腿处的反力为：

RA＝45.8t，RB＝34.7KN，RC＝24.5KN。

R11＝24.5+(34.3*2+36.2*3)*2/2+(4.5+8+26.3)/2＝221.1t

R12＝34.7+(34.3*2+36.2*3) /2+(25.1*2+26.3*2) /2+(4.5+8+26.3)/2＝194.1t

R13＝45.8+(25.1*2+26.3*2) /2＝97.2t

查原设计图，桥墩单桩承载力为250t，单个桥墩承载力为500t。按受荷载最大的桥墩11#墩验算，安全系数，满足施工要求。

结论：从风险程度、工期、施工成本及可行性四方面比较以上三个方案，我们认为方案三最为合适。

4施工工艺

4.1施工工艺流程

跨铁路桥梁拆除分六步进行。

第一步：铁路上跨路灯、桥面(钢管)栏杆及防抛网等的拆除。分段切割，封锁点内作业；

第二步：铁路上跨人行道板、桥面铺装及湿接缝拆除。采用小型风镐进行凿除，封锁点内作业；

第三步：拼装架桥机。在铁路一侧的引桥上拼装架桥机，并进行特种设备检验，检验合格后待用；

第四步：架桥机过孔。封锁点内作业；

第五步：铁路上跨T梁拆除，采用架桥机拆除；

第六步：铁路范围桥墩、盖梁拆除。桥墩、盖梁支架平台搭、除、机具、废料进、出均在铁路封锁点内作业。

4.2施工准备

桥梁拆除施工前，需完成拆桥专项施工方案的编制、审查、报批及与各设备管理单位签订施工安全协议。施工所用架桥机应提前半月进场，并向特种设备安全检验部门申报检验。应对所有参与桥梁拆除作业的人员进行安全教育和技术交底。

4.3桥面系的拆除

铁道桥梁工程论文第9篇

关键词：道路桥梁；建设；发展

中图分类号：

TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2013）12015701

0前言

交通对我国经济的发展起着非常重要的作用，也是促进我国国民经济持续发展的重要建设，对提高人们生活质量，保证国民经济发展起着举足轻重的作用。我国交通行业也面临着新的发展要求。

公路是北京到上海，福州，港澳，昆明，以及南京到洛阳，上海到重庆等高速公路都在进行规划，贯穿全国，实现通行油路。

水运是我国较为弱势的方面，但我国仍在尽力弥补，对沿海的港口地区布局进行完善。

民航，对机场建设应该加强，加速完成首都机场的三期工程，从而队上海浦东机场以及广州机场实施二期的扩建工作，使得首都机场的前期工作全面启动从而使得全国各地机场的迁建全面提速。

管网，使得输油气的管道建设全面的提速，从而使得全国的输油管网逐渐形成，使得石油管道的输送率全面提高，同时我国的第二条西气东输管道以投入全面的建设阶段。

我国的运输方式在现阶段大概分为五种，铁路，公路，民航，水路以及管道，它们是并行的发展趋势。把交通运输的综合效益充分的发挥出来。本文通过对我国道路桥梁的全面分析，对我国交通的发展趋势进行全面的分析。

1我国铁路在现阶段的发展趋势

我国的铁路在一九四九年的时候就修建了大约有两万多千米，但是在新中国成立后，大约只有一万多千米，而复线铁路也仅仅只有866千米。无论是电力，自动闭塞还是内燃牵引都是零。面对着破烂不堪的铁路线，还有非常低的行车速度。在新中国成立以后，度过了艰难的恢复期以及建设期，使得原来的铁路得到恢复的同时，还从新建设了大批量的铁路项目，尤其在改革开放以后，在国民经济高速发展的基础上，无论是在铁路的规模以及质量上都得到了飞速的发展。而人们对铁路的需求增长也是十分的迫切。

2我国公路及桥梁的发展现状以及趋势的分析

改革开放后，我国的公路建设可以说是飞速的发展，有了高速公路，同时桥梁的建设也是发展飞速。公路桥梁形式多元，不断的使工程的质量得以提高，从而使得公路的运输具有安全的保障。

2.1我国桥梁在整个交通行业中的地位

最大的特点是四通八达的现代化交通网，使得交通运输行业得到大力的发展，国民经济发展迅猛，全国各族人民团结一心，使得文化交流及国防等各个方面得以促进。无论是在公路，铁路，或是城市农村及水利建设中，跨越各种障碍，修建各类桥梁，把保证早日通车放在最为重要的位置。经济上，桥梁大概为公路总造价的百分之十左右。国防上，在需要快速机动的现代战争中，有着非常重要的地位。由此看来桥梁的建筑更不单单是被看做交通上的工程实体，是我国综合国力的一种体现。

2.2我国桥梁的发展现状以及所存在的问题

我国桥梁在20世纪就具有着十分巨大的成就。我国桥梁跨度位居世纪，技术上极大的缩小了差距。我国飞速的发展在国际上受到了极大的认可。针对二十一世纪的桥梁工程，国内还存在着一些问题和不足。

（1）技术的创新以及工作的质量。

桥梁的建设在不断的发展，设计，施工，都有了很大的加强，水平具有非常大的提高。在国内，桥梁技术的总体水平与世界领先的水平相比也具有很大的差距，在理念的设计上以及工艺的创新上都有所体现。我们用可持续发展的观点来看桥梁的安全持久性的问题，对桥梁结构的全寿命进行设计，对健康检测进行加强，适时的做好养护维修的工作。从而达到桥梁最高要求。

（2）安全性和持久性。

桥梁的安全性以及持久性是所有桥梁研究人员所关注的最为突出的问题。有一些桥梁暴露出来极大的缺陷，反应了在设计以及施工，材料等方面所存在的一系列的问题。

3结论

在道路桥梁建设过程中我们经常会遇到各种各样的问题，有时候还会遇到各种不同问题相互组合和叠加的情况，因此我们要根据不同的技术方法来对待。通过以上在桥梁建设的发展现状的分析后，我们认识到我国道路桥梁建设还有待改善，只有这样，我们才能更好的提高国内建设标准，保证道路畅通和国民安全。我国的桥梁建设还有公路建设可以说是空前繁荣，具有着极大的前景，桥梁的加固和改建可以说是一个非常艰巨的任务。我们应该不断的坚持技术创新和可持续的发展，对经验进行总结，对自身的不足要给以重视，努力解决桥梁建设中的一系列问题，使得桥梁的假设以及技术提升到一个新的水平。

参考文献

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