高速鐵路度橋梁設計活載分析

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【摘要】中小跨度橋梁活載設計標準對于高速鐵路有著十分重要的作用，活載對高速鐵路橋梁的強度以及剛度等都有著十分重要的作用，直接關系到橋梁的使用壽命以及使用性能。本文以中小跨度橋梁設計為研究內容，分析高速鐵路中小跨度橋梁設計活載的意義，分析了我國現(xiàn)今高速鐵路中橋梁活載設計的常用結構，探究了車輛荷載在高速鐵路中小跨度簡支梁以及連續(xù)梁中的效應，對高速鐵路常見的運營車輛荷載以及活載進行了比較分析，以中小跨度橋梁為對象對高速鐵路橋梁的活載設計進行探討。

【關鍵詞】高速鐵路；中小跨度；橋梁設計；活載；探討

引言

近年來，隨著我國經濟快速增長，高速鐵路發(fā)展十分迅猛，已經成為世界上運營里程數(shù)量最多的國家，經濟的增長對高速鐵路有著更高的要求，使得我國在交通運輸上的供給能力仍然滿足不了運輸上的需求，從而產生了很大的矛盾。對此，中國的高速鐵路采取的是客運專線以及客貨共線鐵路共存的交通運營模式。兩種方式高速鐵路分別設定了不同的運行速度，客運專線鐵路用來專門進行旅客快速運輸，速度大約在300到350公里/小時；客貨共線鐵路不僅有客運，還有貨運，速度相對較慢，在200到250公里/小時。

1.分析高速鐵路中小跨度橋梁設計活載的意義

對于高速鐵路來說，其所用的橋梁結構一般都具有剛度大以及變形小的特點，橋梁結構在高速鐵路中所占的比例很大。列車活載是鐵路橋梁設計過程中的關鍵參考點，列車的整體效應當中，列車活載所占有的比例較大。所以說，選擇一種合理的活載，不僅僅能夠確保高速鐵路橋梁的安全性及適用性，而且還能夠降低工程造價，保證高速鐵路的經濟性。目前，我國高速鐵路橋梁所選用的設計活載一般都是ZK活載，而客貨共運的鐵路橋梁，其所選用的設計活載一般都是中-活載，由于活載不同，橋梁結構也有較大差別。而且，由于設計部門在研究分析某一高速鐵路的橋梁設計活載時，一般都是在確定的過程中選擇不同跨度的簡支梁來作為主要的研究對象，對于常見的連續(xù)梁的分析卻往往忽略，所以有必要專門研究不同的高速鐵路中小跨度橋梁設計活載。隨著高速鐵路橋梁的不斷設計優(yōu)化，在高速鐵路橋梁活載方面的設計不斷優(yōu)化也能夠為我國的鐵路工程建設節(jié)約大量的人力物力。

2.我國的高速鐵路橋梁常用結構形式

高速鐵路橋梁位于鐵路的下部位置，對于變形控制的要求比較高，在設計時一般都是控制其剛度。一旦出現(xiàn)橋梁的剛度較低，那么每當高速列車通過時，在橋梁上就能夠產生較大的撓度，對于軌道的平順性產生一定的影響，這樣就使得高速列車在通過時對橋梁結構造成了比較大的沖擊力量，嚴重的影響了旅客的舒適度，甚至可能對列車的運行過程產生威脅。由于中小跨度橋梁本身的特點不容易變形，能夠充分的滿足軌道對變形方面的要求，所以在我國的高速鐵路橋梁當中，一般都是采用標準跨徑的中小跨度橋梁。

3.中小跨度簡支梁以及連續(xù)梁活載設計在高速鐵路中的應用

目前我國高速鐵路橋梁一般都是采用中小跨度簡支梁以及連續(xù)梁，對于活載設計方面一般都是借助一些標準設計。我們主要以高速鐵路中小跨度橋梁中簡支梁和連續(xù)梁為典型，分析了不同現(xiàn)行運營車輛荷載在高速鐵路中小跨度簡支梁以及連續(xù)梁中的效應比較以及規(guī)律情況。目前，我國高速鐵路不同的中小跨度簡支梁或者是連續(xù)梁，不同的運營車輛的實際荷載效應大小差別以及規(guī)律方面基本沒有明顯的不同，具體分析如下：對于簡支梁以及連續(xù)梁來說，現(xiàn)行的運營車輛的作用效用基本都是隨著跨度的增加而增加，當然對于梁端轉角處有所不同。

其中對于簡支梁來說，其支座上面的反力、彎矩以及剪力等都是隨著橋梁的跨度的增加而增加，對于連續(xù)梁來說，其所包括的支點反力、負彎矩以及剪力也都是隨著跨度的增加而保持一種線性的增大；而隨著橋梁的跨度的進一步的增加，簡支梁豎向位移并不呈現(xiàn)線性的增加，對于連續(xù)梁來說，隨著橋梁的跨度的進一步的增加，其支點反力、正彎矩及豎向位移線性增大。實際上，不管是簡支梁還是連續(xù)梁，在當前的運營車輛的荷載效應的影響因素主要是與列車的重量有關，具體來說就是“列車的延米重”以及列車的牽引方式。尤其是對于中小跨度橋梁，列車的動力牽引方式明顯的影響運營車輛的荷載效應，隨著跨度的增大，動力牽引的方式的影響逐漸降低，一旦跨度提高到一定的數(shù)值時，運營車輛的荷載效應主要就是受到列車重量也就是“列車延米重”的影響。

4.結語

列車活載屬于鐵路橋梁設計過程中的關鍵參考點，列車的整體效應當中，列車活載所占有的比例相當?shù)拇螅哉f，選擇一種合理的活載，不僅僅能夠確保高速鐵路所使用的橋梁的安全以及適用性，而且還能夠保證橋梁設計的經濟性。我國的高速鐵路橋梁，基本都是采用中小跨度的簡支梁或者是連續(xù)梁，活載的安全儲備比較高。

參考文獻

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作者：郭一民 單位：中鐵西南科學研究院有限公司