橋梁結構及技術指標.ppt

高速鐵路橋隧基本知識,鄭州鐵路局 張長建,高速鐵路橋隧基本知識,一、 高速鐵路混凝土箱梁構造及技術要求 二、 高速鐵路橋梁技術標準基本知識 三、 高速鐵路橋梁施工簡介,高速鐵路橋隧基本知識,高速鐵路橋隧基本知識,第一節(jié)：橋面構造及技術 要求 一、橋面構造及技術要求 （一）橋面構造 高速鐵路橋梁無砟橋面結構一般由軌道、作業(yè)通道、遮板、防護墻、梁縫伸縮裝置、橋面防水層和泄水管等組成；有砟橋面還設有梁縫擋砟板和伸縮縫鋼蓋板等（如圖2-1所示）。,橋面總體布置圖,高速鐵路橋隧基本知識,我國高速鐵路無砟軌道結構總體上分為兩大類，即預制板式無砟軌道和現(xiàn)澆混凝土式無砟軌道。 以CRTS板式無砟軌道為例簡單介紹（如圖2-2所示）。橋梁地段CRTS板式無砟軌道結構由鋼軌、彈性不分開式扣件、軌道板、水泥瀝青砂漿填充層、底座板、滑動層、高強度擠塑板、側向擋塊及彈性限位板等部分組成。橋梁地段底座板為跨過梁縫的連續(xù)結構，底座板與梁面通過“兩布一膜”滑動層以減少梁體因溫差伸縮對底座板受力的影響。在每孔梁的固定支座上方，通過在梁體預設錨固銷和齒槽與梁體固結，采用側向擋塊實現(xiàn)軌道結構橫向和垂向的穩(wěn)定性，防止在溫度荷載、列車荷載等因素作用下的屈曲失穩(wěn)。梁縫處約3.1m范圍內的梁面鋪設50mm厚硬泡沫塑料板，用于緩沖梁端變形對軌道結構的影響。,高速鐵路橋隧基本知識,圖2-2 預應力混凝土簡支梁橋和橋上CRTS型板式軌道基本組成,高速鐵路橋隧基本知識,（二）橋面技術要求 有砟橋軌下枕底道砟厚度不小于35cm，以保證軌道的彈性；直線段和曲線內股不大于45cm，以控制橋梁恒載。 橋面兩線路中心線間距按設計速度等級確定（見表2-1）。線路中心距作業(yè)通道欄桿內側之間的距離宜為4.1m，對250km/h區(qū)段無砟橋面不應小于3.45m，有砟橋面不應小于3.75m。作業(yè)通道寬度不小于0.8m。為了既保證列車脫軌后的安全，橋面設防護墻，不設護輪軌，有砟軌道防護墻兼作擋砟墻。有砟軌道線路中心至防護墻內側凈距不小于2.2m，以滿足大型養(yǎng)路機械清篩的空間要求，無砟軌道不小于1.9m。防護墻頂寬一般為0.2m，頂面高程不低于相鄰軌面，且不侵入限界。,高速鐵路橋隧基本知識,高速鐵路橋隧基本知識,最小線間距,主梁翼緣懸臂板端部設鋼筋混凝土遮板，并作為橋梁欄桿、聲屏障的基礎。遮板、欄桿等在梁的活動端處均應斷開或在梁縫處設伸縮縫，間隙滿足梁的伸縮要求。 防護墻外側橋面設置電纜槽。鋼筋混凝土電纜槽蓋板厚度不小于60mm（可通行橋梁檢查小車的鋼筋混凝土電纜槽蓋板厚度不小于90mm），混凝土強度等級不低于C40；活性粉末混凝土（RPC）電纜槽蓋板厚度不小于25mm，抗壓強度不小于120MPa；宜在沿線路每10m鋪設帶凹口的活動蓋板。在梁縫處設縱橫向限位裝置，防止電纜槽蓋板在梁縫處串動，影響人身安全。,高速鐵路橋隧基本知識,相鄰梁間、梁與橋臺間橋面梁縫設置伸縮裝置，具有梁縫防水功能，伸縮量滿足結構伸縮要求。對于有砟橋面，伸縮裝置安裝平直，防水橡膠帶全部嵌固于異型耐候鋼或異型鋁合金型材凹槽內，不得積水，且沿梁縫全長設置，防水橡膠帶不得有接縫。橋面梁端處設置橡膠止水帶，其作用是防止雨水從梁縫漫流到梁體，特別是防止雨水漫流到梁端，使梁端封錨混凝土長生病害。為提高伸縮縫鋼蓋板的使用年限，減少維修工作量，有砟橋面伸縮縫鋼蓋板應使用耐候鋼板，伸縮縫鋼蓋板異型鋼采用不低于Q345B的耐候鋼或異型鋁合金型材，厚度不小于16mm，活動端應加工成約14的斜坡，斜坡尖厚度約4mm；鋼蓋板長度與防護墻內側凈距一致，與梁頂面的接觸寬度不小于10cm，頂面與防水層的保護層頂面齊平，并固定在梁體伸縮量小的一側，簡支梁應固定在固定支座一側，橋頭固定在橋臺胸墻一側（如圖2-3、2-4所示）。,高速鐵路橋隧基本知識,圖2-3 無砟橋面梁縫伸縮裝置,高速鐵路橋隧基本知識,圖2-4 有砟橋面梁縫伸縮裝置,高速鐵路橋隧基本知識,根據(jù)軌道結構形式，橋面橫向排水構造為六面坡三列排水，或四面坡兩側排水，或兩面坡中間排水；排水坡度不小于2%，泄水管處設有匯水坡，泄水管縱向間距一般在4.0m左右。防護墻過水孔高度和寬度均不小于15cm，與防護墻過水孔對應位置的中間電纜槽豎墻設置高度和寬度均不小于10cm的過水孔。跨越鐵路、公路、城市道路和居民區(qū)的立交橋，當橋下對排水有要求或需要考慮景觀時，需要設置縱、橫向排水管和豎向落水管集中從梁端排水。縱、橫向排水管設置排水坡度不小于1%。落水管出口設彎管，彎管口距自然地面高差一般控制在0.51.0m，地面設消能槽和簡易排水溝，簡易排水溝與周邊排水系統(tǒng)順接?？v、橫向排水管和豎向落水管的連接要求牢固（如圖2-5所示）。,高速鐵路橋隧基本知識,圖2-5 集中排水設施,高速鐵路橋隧基本知識,橋面排水管系統(tǒng)由泄水管、管蓋、縱向排水管、橫向排水管、豎向落水管、順T型接頭、三向接頭、彎管接頭和排水管支架等組成。泄水管直徑應根據(jù)實際排水量要求確定，內徑不小于15cm，泄水管出口外露長度要保證排水不污染梁體、支座、墩臺檢查設施等，最小長度不小于15cm。管蓋厚度不小于38mm，開孔最大尺寸一般為20mm。為預防凍裂，嚴寒地區(qū)泄水管壁厚一般不小于8mm。對于無砟橋面軌道底座板與橋面有隔離層時，全橋面設防水層。防水層目前一般采用底涂、噴涂聚脲防水涂料、脂肪族聚氨酯面層組成的噴涂聚脲防水層。聚脲防水涂料涂膜厚度在1.62.0mm之間；脂肪族聚氨酯面層涂膜總厚度不小于200m。聚脲防水涂料涂膜一般采用深灰色，脂肪族聚氨酯面層一般采用中灰色。噴涂聚脲防水層上不設保護層。,高速鐵路橋隧基本知識,對于無砟橋面軌道底座板與橋面直接連接，底座板范圍以外的橋面鋪設卷材類防水層和保護層。防水層上設厚度不小于6.0cm的纖維混凝土保護層，保護層沿防護墻彎起高度5.0cm。保護層與防護墻接縫應采用聚氨酯防水涂料封邊，封邊高度不小于8.0cm。對于有砟軌道，全橋鋪設防水層和保護層。防護墻間宜鋪設卷材類防水層，防護墻根部加鋪卷材附加層，附加層沿防護墻彎起高度5.0cm，水平向寬度15cm。防水層上設厚度不小于4.06.0cm的纖維混凝土保護層，保護層與防護墻接縫應采用聚氨酯防水涂料封邊，封邊高度不小于8.0cm。保護層縱向每隔4.0m設置寬10mm深20mm的橫向預裂縫，并用聚氨酯防水涂料填實。,高速鐵路橋隧基本知識,二、梁跨、墩臺結構 （一）梁跨結構 高速鐵路橋梁以32m預應力混凝土整孔簡支箱梁為主，整孔簡支箱梁具有整體性好、抗扭剛度大等優(yōu)點。設計速度為350km/h高速鐵路無砟軌道，跨度32m預應力混凝土雙線整孔簡支箱（單箱單室）梁，跨中截面（如圖2-6所示）。當跨越較寬道路、較大河流和山谷時，采用預應力混凝土連續(xù)梁或其它特殊結構。常用跨度預應力混凝土連續(xù)梁有（32+48+32）m和拋物線變高度梁（40+56+40）m、（40+64+40）m、（48+80+48）m、（60+100+60）m等。 箱梁內凈空高度一般不小于1.6m，并設置進人孔，進人孔設置在兩孔梁梁縫處或梁端附近的底板上。梁體混凝土最小凈保護層，除頂板頂層為3.0cm外，其余均為3.5cm。 預應力混凝土梁的封錨及接縫處，在構造上采取防水措施，防止雨水滲入。各種接縫盡可能避開最不利環(huán)境作用的部位。對于結構有可能產生裂縫的部位，適當增設普通鋼筋限制裂縫發(fā)展。濕接縫新老混凝土之間應無錯臺，混凝土表面應平整，無蜂窩麻面、露筋、夾縫。墩臺上相鄰梁間、梁端與橋臺胸墻間的間距，應能保證梁體自由伸縮，誤差不應超過設計梁縫的10%。,高速鐵路橋隧基本知識,圖2-6 32m簡支箱梁跨中截面（尺寸單位：mm）,高速鐵路橋隧基本知識,（二）墩臺結構 高速鐵路橋梁墩臺結構一般采用混凝土或鋼筋混凝土墩臺，保證橋梁和軌道結構的安全、舒適、耐久和良好的動力性能。由于高速鐵路設計的ZK活載較中活載小，在結構受力上，橋臺力學指標不控制橋臺設計，無需采用大體積重力式橋臺，而是大量采用一字型橋臺或空心橋臺。高速鐵路一般路基填土厚度不高，一字型橋臺較好地適用于臺后路基填土高度10m以下橋梁（如圖2-7所示）；空心橋臺與實體橋臺相比大大節(jié)約了主體混凝土，并有利于臺后填土的壓實，可適用于高度14m以下填土高度橋梁。,高速鐵路橋隧基本知識,圖2-7 雙線一字型橋臺（單位：cm）,高速鐵路橋隧基本知識,支承墊石、墩帽（或墩身上部不少于1.5m范圍）采用鋼筋混凝土；寒冷地區(qū)墩臺托盤一般采用鋼筋混凝土。混凝土強度等級分別不低于C40和C35；混凝土橋墩墩身設護面鋼筋，混凝土強度等級不低于C35。橋墩混凝土保護層厚度不小于4.0cm。橋墩臺頂面尺寸要符合架梁施工和運營后的檢查、養(yǎng)護、維修、支座更換及頂梁要求，墩臺頂面設有不小于2%的排水坡。為方便日常檢查維修，高速鐵路橋梁墩臺頂支撐墊石高度一般不小于35cm，墩頂在橫向支撐墊石之間對應于梁底進入孔位置設置深0.5m、橫向寬1.5m、縱向與頂帽等寬的凹槽。在6度及以上地震設防區(qū)段，梁底與墩臺頂之間的支座內側設置防落梁裝置。墩臺身施工時，預埋測量觀測標，是精密工程控制測量網測點的組成部分，運營后用于橋墩臺沉降觀測。雙線橋墩頂帽 （如圖2-8所示）。,高速鐵路橋隧基本知識,圖2-8 350km/h雙線整孔簡支箱梁橋橋墩頂帽結構示意圖（單位：cm）,高速鐵路橋隧基本知識,三、支座構造與布置 （一）支座構造 高速鐵路橋梁一般采用盆式橡膠支座、球型鋼支座，大跨度梁也可采用鉸軸滑板支座；墩臺基礎工后沉降大的橋梁，采用了調高支座。 盆式橡膠支座具有承載能力大、水平位移量大、轉動靈活等特點，且重量輕，結構緊湊，構造簡單，建筑高度低，加工制造方便，節(jié)省鋼材，降低造價等優(yōu)點，在高鐵橋梁中被廣泛使用。盆式橡膠支座主要由上支座板、下支座板、滑板、銅密封圈、中間鋼襯板、橡膠承壓板等組成。（如圖2-9所示）球形鋼支座傳力可靠，承載能力比盆式橡膠支座大，容許支座位移大，而且轉動靈活，能更好地適應支座大轉角的需要。球型鋼支座主要由上支座板、下支座板、平面滑板、球冠襯板、球面滑板等組成（如圖2-10所示）。,高速鐵路橋隧基本知識,圖2-9 盆式橡膠支座,高速鐵路橋隧基本知識,圖2-10 球型鋼支座,高速鐵路橋隧基本知識,鉸軸滑板支座結合了傳統(tǒng)鉸軸支座和盆式支座的優(yōu)點，上下擺以鉸軸為中心轉動滿足橋梁的轉動功能，采用摩擦系數(shù)極低的填充聚四氟乙烯復合夾層滑板與不銹鋼板組成的滑動摩擦副，實現(xiàn)支座結構的位移功能，摩擦副使豎向力的傳遞由點接觸或線接觸變成了面接觸，改善了結構的受力性能，鉸軸滑板支座具有受力均勻、轉動和滑動靈活，易養(yǎng)護、少維修、壽命長等優(yōu)點。對于區(qū)域性地面沉降地段，橋梁采用可調高支座，以補償區(qū)域性沉降的影響，目前國內外支座調高方式主要有：墊板調高、螺旋調高、楔塊調高、壓注可固化體調高（如圖2-11所示）等方式。墊板調高方式可實現(xiàn)最大調高60mm，普通支座也可通過加設鋼墊板進行調高，最大調高量20mm。加設鋼墊板采用Q235D，加設鋼墊板優(yōu)先選擇在上支座板頂與梁底之間加墊，加墊完畢將支座與鋼板間的縫隙進行封堵，并用油漆進行防護。,高速鐵路橋隧基本知識,圖2-11 壓注式可調盆式橡膠支座示意圖,高速鐵路橋隧基本知識,（二）支座布置 高速鐵路橋梁主要采用雙線整孔箱梁，因橫向寬度大，故橋梁支座分為固定支座、橫向活動支座、縱向活動支座和多項活動支座，以解決縱、橫向受力變位和溫度位移、轉動。對支座架梁時臨時連接件，使用中應解開或拆除。同一座橋梁中，支座布置應避免相鄰梁端橫向反方向溫度位移。 支座布置應符合下列規(guī)定： 1. 同一座橋上固定支座的設置，應避免梁縫處相鄰梁端橫向反方向溫度位移。 2. 在坡道上，固定支座宜設在較低一端；在車站附近，宜設在靠車站一端。 3. 對斜交梁，支座縱向位移方向應與梁軸線或切線一致。 4. 雙線整孔簡支箱梁，每孔梁一端應安裝一個固定支座（GD）和一個橫向活動支座（HX），另一端安裝一個縱向活動支座（ZX）和一個多向活動支座（DX）。固定支座和縱向活動支座應在梁的同一側，橫向活動支座與多向活動支座應在梁的另一側。,高速鐵路橋隧基本知識,5. 雙線并置簡支箱梁，每孔梁一端應安裝兩個固定支座和兩個橫向活動支座，另一端安裝兩個縱向活動支座和兩個多向活動支座。固定支座、縱向活動支座應安裝在內側，橫向活動支座和多向活動支座應安裝在外側。 6. 單線簡支箱梁（支座中心距4.0m）和簡支T梁，每孔梁一端應安裝兩個固定支座，另一端應安裝兩個縱向活動支座。 7. 多片簡支T梁，中梁一端應安裝固定支座，另一端安裝縱向活動支座，邊梁在中梁固定支座端應全部安裝橫向活動支座，另一端應全部安裝多向活動支座。 8. 雙線連續(xù)梁，每聯(lián)梁應在一個墩頂（一般為中間墩）安裝固定支座和橫向活動支座，其余墩頂安裝縱向活動支座和多向活動支座。固定支座和縱向活動支座在梁的同一側，橫向活動支座與多向活動支座在梁的另一側。 9. 單線連續(xù)梁，每聯(lián)梁應在一個墩頂（一般為中間墩）安裝兩個固定支座，其余墩頂全部安裝縱向活動支座。 10. 同一座橋梁中，當各橋跨固定支座安裝條件相互抵觸時，應首先滿足線路一側的支座橫向位移約束條件相同的要求，即同橋同側的要求。其次再按水平力作用影響較大的情況設置。簡支箱梁支座布置（如圖2-12所示）。,高速鐵路橋隧基本知識,高速鐵路橋隧基本知識,圖2-12 簡支箱梁橋墩頂支座布置示意圖,高速鐵路橋隧基本知識,四、救援疏散通道特點 高速鐵路大量采用高架橋，單座橋梁長度數(shù)公里以上已為常見，橋梁救援疏散通道成為高鐵鐵路防災救援安全保障體系的重要組成部分。運營中，為應對列車在橋上可能發(fā)生的諸如火災、電力中斷、設備故障、地震等突發(fā)事件；以便旅客安全、快速的疏散和搶險人員快速上橋救援；同時，在正常情況下，兼顧養(yǎng)護維修通道的功能，供工務、通信、信號、供電維護人員上線作業(yè)之用，方便橋上固定設備養(yǎng)護維修。橋梁救援疏散通道設置在鐵路用地范圍內，沿橋梁全長每隔3km左右，結合地面道路條件，在線路兩側交錯設置。救援疏散通道側對應的橋上欄桿或聲屏障位置應預留出口。橋梁救援疏散通道有基礎、立柱、梯梁、梯板、平臺、欄桿、扶手、安全防護罩（圍墻）、安全門、橋上疏散指示標識等組成。分順坡式、折向式、旋轉式三種（如圖2-13所示）。為了快速疏散，救援疏散通道優(yōu)先采用順坡式、折向式。折向式、旋轉式僅適用于無地面維修通道一側?；A、立柱、梯梁、梯板、休息平臺混凝土強度等級不低于C35。,高速鐵路橋隧基本知識,順坡式救援疏散通道,高速鐵路橋隧基本知識,折向式救援疏散通道 旋轉式救援疏散通道,高速鐵路橋隧基本知識,橋梁救援疏散通道要求與地面道路駁接平順，設置在鐵路征地范圍內，并不應影響橋下地面維修通道的使用。橋梁救援疏散通道設置在有地面維修通道一側時，應保證橋墩與疏散通道之間的凈寬不小于3.0m。 救援疏散通道與梁部獨立；通道頂部平臺一般設置在橋墩位置，救援疏散通道應與橋面作業(yè)通道頂面相對高差不大于8.0cm。平臺頂面與橋面遮板之間的縫隙一般要求在5.010.0cm之間，避免觸碰和間隙過大。橋梁救援疏散通道寬度不小于1.5m；踏步長度不小于1.25m，寬度0.30m，高度0.150.17m。頂部休息平臺寬度不小于1.75m；欄桿扶手頂面與踏步面高差不得小于1.2m；踏步面層要采取防滑措施。橋梁救援疏散通道下方和與橋面相接處的通道平臺上都必須設安全防護門。在距地面3.0m高度范圍內的部分，設置金屬安全防護罩或磚、石、混凝土等砌體圍墻。對設安全防護罩的疏散通道，為提高疏散通道防爬性能，對周邊人員環(huán)境復雜地段，可將通道下方安全防護門和安全防護罩同步上移至地面3.0m以上。,高速鐵路橋隧基本知識,五、附屬設施和安全檢查設備 橋面作業(yè)通道欄桿高度不小于1.0m，立柱和扶手的水平推力要求能承受0.75kN/m均布荷載和1.0kN集中荷載的要求，欄桿與遮板連接錨固螺栓直徑不應小于16mm，在梁端梁縫處斷開，間隙滿足梁的伸縮要求（如圖2-1B所示）。對環(huán)保有要求地段，高速鐵路應設置聲屏障，橋梁上的聲屏障設在作業(yè)通道欄桿處，聲屏障的高度不宜超過軌面以上2.05m，特殊地段聲屏障高度超過軌面以上2.05m部分采用透明材料，以盡量減少對旅客視線的遮擋。聲屏障一般采用H型鋼插板、直立結構，采用鋁合金復合吸聲板（如圖2-1C所示）。在設計聲屏障時應考慮人行道檢查車和橋面作業(yè)通道的通行。設計速度350km/h橋面寬度13.4m和設計速度250km/h橋面寬度13m的橋梁，每輛檢查車的工作范圍不宜超過10km。,高速鐵路橋隧基本知識,高速鐵路橋梁墩頂中央設置凹槽，雙線墩凹槽寬一般不小于1.5m、單線墩一般不小于0.8m，凹槽深0.5m，縱向貫通。對無法采用道路升降高空作業(yè)車檢查，且梁底至地面的高度超過6.0m時宜設置吊籃（京滬高速鐵路規(guī)定梁底至地面的高度大于10m，或水中墩設置吊籃），吊籃寬度不小于梁底寬度；為方便進入梁內進行檢查，梁與墩頂之間設置設置檢查梯。 為保證接觸網高壓電下的作業(yè)人員安全，鋼桁梁應配備防電檢查維修車?？招亩?、斜拉橋、拱等安裝相應的檢查設備。涵洞、護錐、橋臺及隧道洞口處，路堤及路塹邊坡高度大于3.0m時，設置檢查臺階。下穿鐵路橋梁、涵洞且通行機動車輛的道路，當橋梁、涵洞凈高小于5.0m時，設置限高防護架和車輛通過限高標志，限高防護架的架身應噴涂黑黃相間條紋。限高防護架設置的寬度不得小于道路路面的實際寬度，設置位置應在鐵路安全保護區(qū)范圍內；限高防護架橫梁底至路面凈高在任何情況下都應低于橋下凈高20100mm，并與警示標志“限高”一致。,高速鐵路橋隧基本知識,第二節(jié)：高速鐵路橋隧 技術標準基本知識,一、 荷 載 ZK活載作為中國高速鐵路設計活載，其靜、動載效應均大于跨線列車和高速列車的靜、動載效應，并有一定余量，且設計活載與實際運營活載間的余量和既有鐵路設計活載（中-活載）與實際運營活載間的余量相當（如圖2-29所示）。需要特別說明的是，我國設計時速300350公里的高速鐵路均采用ZK活載，但是設計時速200250公里的鐵路分為三類：（1）采用ZK活載，例如昌九、海南東環(huán)、長吉線；（2）同時考慮ZK活載和中活載，例如合寧、合武、石太、溫福、甬臺溫和福廈線；（3）采用ZC活載，成灌和廣珠線。,高速鐵路橋隧基本知識,ZK 標準活載圖式,ZK 特種活載圖式,圖2-29 高速鐵路ZK活載圖式,高速鐵路橋隧基本知識,二、 限 界 橋隧建筑限界應滿足鐵路技術管理規(guī)程的規(guī)定，建筑限界基本尺寸及輪廓線（如圖2-30所示）。,軌面；區(qū)間及站內正線（無站臺）建筑限界；有站臺時建筑限界；軌面以上最大高度 線路中心線至站臺邊緣的距離（正線不適用）,圖2-30 高速鐵路建筑限界圖（單位：mm）,高速鐵路橋隧基本知識,曲線地段建筑限界應考慮因超高產生車體傾斜對曲線內側的限界加寬。 其加寬量W（mm）為： H W=_ h 1500 式中： H軌頂面至計算點的高度（mm）； h外軌超高值（mm）。 加寬范圍包括全部圓曲線、緩和曲線和部分直線，采用階梯加寬方法（如圖2-31）。即緩和曲線中點外13m之間的曲線加寬W，緩和曲線中點外13m至直緩點外22m加寬0.5倍W。,高速鐵路橋隧基本知識,圖2-31 高速鐵路橋隧建筑限界曲線階梯加寬范圍,高速鐵路橋隧基本知識,三、孔徑與凈空 行洪橋涵孔徑應能正常通過1/100頻率的檢算洪水；技術復雜、修復困難或重要的特大、大橋能安全通過1/300校驗頻率的洪水。對特大橋及大中橋，若觀測洪水（包括調查洪水）頻率小于1/100，但不小于1/300時，將觀測洪水頻率作為檢算洪水頻率；頻率小于1/300時，按1/300作為檢算洪水頻率。不通航的行洪橋下凈空高度（見表2-7）。通航的橋孔，其橋下凈空高度及航行水位，按設計確定的標準執(zhí)行。行洪涵洞孔徑一般按無壓狀態(tài)檢定，即按涵洞凈高的1.2倍臨界狀態(tài)的水位檢定。無壓涵洞內頂點高出洞內檢定水位的凈空滿足（見表2-8）的要求。橋涵排水與自然水系、地方排灌系統(tǒng)、市政排水系統(tǒng)等銜接完善。,高速鐵路橋隧基本知識,不通航的行洪橋下凈空高度,注： 1. 實體無鉸拱橋洪水期無大漂流物時，檢定洪水位到拱頂凈空高度不應小于拱矢高的1/4。 2. 嚴重泥石流時，或在洪水期有特大漂流物通過時，可視具體情況，采用大于表列的凈空高度。 3. 表列水位及注1中所指水位應根據(jù)河流具體情況，計入可能產生的壅水、浪高、水拱、局部股流涌高、河流超高和河床淤積等影響的高度。,高速鐵路橋隧基本知識,涵洞凈空高度,注：拱（框構）橋與拱（框構）涵的區(qū)分：跨度6m，且拱或框構頂至軌底的高度（即填土高度）1m 為拱（框構）橋，否則為拱（框構）涵。,高速鐵路橋隧基本知識,在鐵路線路下通行機動車輛的立交橋涵，其橋涵下凈空高度不足5.0m時，設置限高防護架。 （如圖2-32所示）,圖2-32 限高防護架設施,高速鐵路橋隧基本知識,四、剛 度 橋涵設備要求具有足夠的剛度、良好的動力性能及耐久性，滿足軌道穩(wěn)定性、平順性要求，滿足高速列車安全運行和旅客乘坐舒適度的要求。 （一）梁體豎向撓度變形 撓度是衡量橋跨結構豎向剛度的標志，限制撓度的主要原因：一是撓度大引起橋跨結構端部轉角大，各跨相鄰處線路不能成為連續(xù)的平順曲線，使此處受到沖擊力而產生病害，還會引起車輛振動加大，影響行車安全及旅客舒適度；二是撓度大引起桁梁桿件次應力也大?；钶d作用下，梁體豎向撓度限值主要根據(jù)乘坐舒適度來確定。旅客的乘坐舒適度評定的最基本指標是車體的豎、橫向振動加速度。梁部結構在ZK豎向靜活載作用下，梁體的豎向撓度不應大于所列數(shù)值（見表2-9）。,高速鐵路橋隧基本知識,梁體的豎向撓度限值 表2-9,注：1. 表中限值僅適用于跨度不大于96m的混凝土結構。 2表中限值適用于3跨及以上的雙線簡支梁，對3跨及以上一聯(lián)的連續(xù)梁，梁體豎向撓度限值按表中數(shù)值的1.1倍取用； 對2 跨一聯(lián)的連續(xù)梁、2跨及以下的雙線簡支梁，梁體豎向撓度限值按表中數(shù)值的1.4倍取用。 3對單線簡支或連續(xù)梁，梁體豎向撓度限值按相應雙線橋限值的0.6倍取用。,高速鐵路橋隧基本知識,拱橋、剛架及連續(xù)梁橋的豎向撓度，除考慮列車豎向靜活載作用外，還要計及溫度的影響。軌道鋪設完成后，預應力混凝土梁的豎向殘余徐變變形：對有砟軌道橋面，梁體的豎向變形不大于20mm；對無砟軌道橋面，跨度50m及以下，梁體的豎向變形不大于10mm；跨度大于50m，梁體的豎向變形不大于跨度的1/5000，且不大于20mm。對于設有縱向坡度的無砟軌道橋梁，要求考慮梁體縱向伸縮引起的梁縫兩側鋼軌支承點豎向相對位移對軌道結構的影響。,高速鐵路橋隧基本知識,（二）梁體橫向變形 控制梁體橫向撓度和梁端橫向折角，主要是為了保證軌道的方向性。在列車橫向搖擺力、離心力、風力和溫度的作用下，梁體的水平撓度不大于梁體跨度的1/4000； 無砟軌道橋梁相鄰梁端之間、梁端與橋臺之間鋼軌支點處的橫向相對位移不大于1.0mm。,高速鐵路橋隧基本知識,（三）梁體扭曲變形 橋面過大扭曲會產生較大的輪重減載，影響行車安全。ZK靜活載作用下梁體扭曲引起的軌面不平順限值，以一段3.0m長的線路為基準，一線兩根鋼軌的豎向相對變形量t不大于1.5mm（如圖2-33所示）。,圖2-33 橋面扭曲變形示意圖（S為鋼軌中心距）,高速鐵路橋隧基本知識,（四）跨度不大于96m的簡支梁豎向自振頻率 影響高速鐵路橋梁動力作用的因素有橋梁結構的豎向固有頻率（自振頻率）、列車輪對的間距、列車通過橋梁的運行速度、橋梁結構的重量和阻尼、橋梁及橋面系均勻分布的支撐和結構（例如：橫梁、軌枕）、車輪的缺陷（輪緣扁疤）、軌道的垂直缺陷等。其中橋梁的豎向固有頻率（自振頻率）是促使橋梁動力系數(shù)出現(xiàn)峰值的根本原因。 1.簡支梁豎向自振頻率不應低于下列限值： L20m 時 no=80/L 20mL96 m時 no=23.58L-0.592 式中 no 簡支梁豎向自振頻率限值（Hz）； L 簡支梁跨度（m）。 2. 跨度不大于32m預應力混凝土雙線簡支箱梁，其豎向自振頻率不低于（見表2-10）限值時，可不進行車橋耦合動力響應檢算。,高速鐵路橋隧基本知識,可不進行車橋耦合動力響應檢算的雙線簡支箱梁豎向自振頻率限值 表2-10,高速鐵路橋隧基本知識,（五）在ZK豎向靜活載作用下，有砟軌道和無砟軌道橋梁梁端豎向轉角梁端豎向轉角（如圖2-34所示）是控制橋上列車運行安全性和平穩(wěn)性的控制因素之一。在ZK豎向靜活載作用下，有砟軌道和無砟軌道橋梁梁端豎向轉角限值要求符合（見表2-11）所規(guī)定的限值,高速鐵路橋隧基本知識,梁端豎向轉角限值 表2-11,高速鐵路橋隧基本知識,注：為梁體的梁端豎向轉角，1、2分別為相鄰梁跨梁梁體各自的梁端豎向轉角。,圖2-34 梁端轉角示意圖,高速鐵路橋隧基本知識,（六）梁端水平折角 對于高速鐵路，滿足高速運行時列車安全性和旅客乘坐舒適度要求的橋墩臺橫向剛度的要求應更高，橋梁下部結構的橫向剛度對車橋耦合振動體系的影響是較為明顯的，尤其是對橫向動位移的影響更大。在ZK活載、橫向搖擺力、離心力、風力和溫度力的作用下，墩頂橫向水平位移引起的橋面處梁端水平折角不大于1.0弧度。梁端水平折角（如圖2-35所示）。,高速鐵路橋隧基本知識,圖2-35 水平折角示意圖,高速鐵路橋隧基本知識,（七）墩臺頂縱向水平線剛度 我國高速鐵路采用跨區(qū)間無縫線路，為保證橋上無縫線路的穩(wěn)定和安全性，必須檢算由于溫度變化、列車制動（起動）等產生的鋼軌附加應力。同時為了保證橋梁的受力安全，檢算相應墩臺附加力。位于有砟軌道無縫線路固定區(qū)的混凝土簡支梁，墩臺頂縱向水平線剛度符合（見表2-12）的限值要求。非縱聯(lián)型無砟軌道亦可采用該限值。,高速鐵路橋隧基本知識,墩臺頂縱向水平線剛度限值 表2-12,注：高架車站到發(fā)線有效長度范圍內雙線墩臺的縱向 水平線剛度限值按表內單線墩臺的2.0倍取值。,高速鐵路橋隧基本知識,（八）脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪軌橫向水平力及構架橫向加速度 列車運行安全性主要涉及車輛在橋上是否會出現(xiàn)脫軌及對軌道產生過大橫向力的問題，一般采用脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪軌橫向水平力及構架橫向加速度來限定。 1.脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪對橫向水平力、車體豎向和橫向振動加速度指標 脫軌系數(shù)： Q/P 0.8 輪重減載率： P/P 0.6 輪對橫向水平力：Q 10+P0/3 (P0為靜軸重，單位kN) 2.橋面豎向振動加速度指標 橋面在20Hz及以下強振頻率的豎向振動加速度限值： 有砟橋面：0.35g 無砟橋面：0.50g 3.旅客乘坐舒適度指標 車體豎向振動加速度：z 0.13g（半峰值）（g為重力加速度） 車體橫向振動加速度：y 0.10g（半峰值） 斯佩林舒適度指標： W 2.50 優(yōu) 2.50 W 2.75 良 2.75 W 3.00 合格,高速鐵路橋隧基本知識,（九）道岔區(qū)橋梁結構要求符合道岔對結構變形和變位的要求。,高速鐵路橋隧基本知識,五、基礎沉降 墩臺基礎的沉降量應按恒載計算。墩臺基礎工后均勻沉降量和相鄰墩臺沉降量差滿足（見表2-13）限值要求；對超靜定結構，除滿足限值要求外，還要根據(jù)沉降差對結構產生的附加應力的影響確定。,高速鐵路橋隧基本知識,墩臺基礎工后沉降量限值 表2-13,涵洞基礎工后沉降量限值要求與相鄰路基工后沉降量限值相一致。隧道基礎工后沉降量限值不大于15mm。無砟軌道區(qū)段橋臺、涵洞邊墻、隧道洞口與路基交界處的工后沉降差不大于5.0mm，工后沉降差造成的折角不應大于1/1000。工后沉降量超過限值時，要求有計劃進行整治、加固。,高速鐵路橋隧基本知識,六、基礎埋置深度 （一）墩臺明挖基礎和沉井基礎基底埋置深度 1.位于河道非巖石地基上的橋跨不應采用明挖基礎。 2.凍脹、強凍脹土，在凍結線以下不小于0.25m，同時滿足凍脹力計算的要求；弱凍脹土，不小于凍結深度。 3.無沖刷處，在地面下不小于2.0m。 4.有沖刷處，在墩臺附近最大沖刷線以下不小于下列安全值 對一般橋梁，在檢算洪水頻率流量下，安全值為2.0m加沖刷總深度（自河床面算起的一般沖刷深度與局部沖刷深度之和）的10%；在校驗洪水頻率流量下，安全值為1.0m加沖刷總深度的5%。 對技術復雜、修復困難或重要的特大橋、大橋，在檢算洪水頻率流量下，安全值為3.0m加沖刷總深度的10%；在校驗洪水頻率流量下，安全值為1.5m加沖刷總深度的5%。 5.對于不易沖刷磨損的巖石，墩臺基礎底應嵌入基本巖層深度不小于0.5m。如嵌入風化、破碎、易沖刷磨損巖層，按未嵌入巖層考慮。,高速鐵路橋隧基本知識,（二）墩臺樁基礎和承臺的埋置深度 1.承臺底面在土中時，要求承臺板底面位于凍結線以下不小于0.25m，或在最大沖刷線下不小于2m（樁入土中深度不明時）。 2.承臺底面在水中時，要求位于最低冰層底面以下不小于0.25m。 3.鉆（挖）孔灌注樁為柱樁時，樁底嵌入基本巖層深度不小于0.5m。 4.樁基在最大沖刷線下的埋置深度必須保證墩臺穩(wěn)定，滿足承載力、剛度和沉降控制要求。,高速鐵路橋隧基本知識,（三）涵洞基礎 涵洞基礎除設置在非凍脹地基土上者外，出入口和自兩端洞口向內各2.0m范圍內的涵身基底埋深：對于凍脹、強凍脹土應在凍結線以下0.25m；對于弱凍脹土，不小于凍結深度。嚴寒地區(qū)，當涵洞中間部分的埋深與洞口埋深相差較大時，其連接處設有過渡段。對出現(xiàn)基礎凍脹病害的涵洞，要求有計劃進行整治。,高速鐵路橋隧基本知識,七、 斜交、過渡段、填土厚度 橋梁結構斜交時，橋梁軸線與支承線夾角一般不小于60，斜交橋臺的臺尾邊線與線路中線垂直，否則應有特殊措施與路基過渡。斜交涵洞的斜交角一般不大于45。兩橋相鄰臺尾邊線之間的路基過渡長度不小于150m；兩框構涵相鄰邊墻之間、橋梁臺尾線與相鄰框構涵邊墻之間的路基過渡長度不小于30m。涵洞頂至軌底的填土厚度一般不小于1.5m，框構涵沉降縫不應設在軌道下方，可設在兩線中間，軌下涵節(jié)長度不宜小于5.0m。,高速鐵路橋隧基本知識,八、橋隧混凝土結構物耐久性 結構物耐久性是指結構及其部件在各種可能導致材料性能劣化的環(huán)境因素長期作用下維持其應有功能的能力，結構物的使用壽命則是指結構及其部件被建造完工以后，在預定的維修和使用條件下，其所有性能均能滿足預定要求的期限。結構物的耐久性與其使用壽命密切相關。實踐證明，荷載和環(huán)境的長期作用都有可能引起混凝土材料性能的劣化。但長期以來，我國鐵路混凝土結構設計主要考慮的是荷載作用下結構承載力(強度)的安全性與適用性，較少顧及長期使用過程中因環(huán)境作用而引起的混凝土材料性能的劣化，導致結構的耐久性過早失效。荷載長期作用引起混凝土材料性能劣化的主要表現(xiàn)為混凝土的強度降低，這在通常的結構承載力（強度）設計中已用持久強度、疲勞強度等參數(shù)予以考慮；環(huán)境長期作用引起混凝土性能劣化的