中国高速铁路桥梁建设的发展

中国高速铁路桥梁建设的发展

作者：尚顺邦 陈丰兰

来源：《价值工程》2013年第19期

摘要： 随着我国经济社会的迅速发展，对各种交通方式的需求的增加，很大程度上刺激了铁路运输的发展。面对激烈的竞争，铁路运输开始转向高速化、重载化和多式运输的综合性方向发展，进而促使中国高速铁路网络的进一步完善。了解中国高速铁路桥梁建设的发展，需要在知道其具体应用的基础上，分析中国高速铁路桥梁建设的技术特点和制约因素，并对其的进一步发展加以展望。

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。

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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

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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。

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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]. 第十九届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）.

[6]林张君.浅论我国高速铁路桥梁建设的设计特点与关键技术[J].中国高新技术企业，2009（1）.

[7]吕志涛.高速铁路桥梁建设中的结构问题[J].建筑科学与工程学报，2006（3）.

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