客专桥梁设计原则及设计方案

1桥梁设计原则
1．1桥跨布置为满足高速列车运行安全性和旅客乘坐舒适度的要求，高速铁路桥梁应符合轨道稳定性、平顺性的要求，结构应具有足够的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度，并具有足够的耐久性和良好的动力性能;同时，为满足施工、运营等各方面的要求，高速铁路桥梁还应构造简洁、力求标准化、便于施工架设和养护维修，且尽量美观。因此，在桥跨布置选择上尽量采用标准跨度简支箱梁及连续梁。根据我国客运专线铁路的具体情况及多年来各条客运专线的设计施工经验，综合梁体刚度、动力性能、经济性及施工养护等多方面因素，成渝客专确定了以32m标准简支箱梁为主，其他结构客专桥梁设计及特点在适宜的条件下采用的桥跨布置原则。桥跨布置有以下几个特点:桥跨布置优先采用32m跨，当地物控制需调整跨度时，可采用24m跨调整，作为调跨使用时，24m箱梁梁高与32m箱梁等高处理。一般不采用跨度小于24m的简支梁，当需要采用小跨度时，可采用框架、连续刚构等。当跨越道路、河流等采用32m简支箱梁不能满足跨越要求时，可采用大跨度桥梁结构跨越。1．2墩台选择1)桥墩。成渝客专桥墩采用了圆端形实体墩、圆端形空心墩、圆形墩等结构形式，其桥墩设计主要需要满足几方面的要求:首先必须满足高速铁路行车安全性和旅客乘坐舒适性的要求，桥墩墩顶纵向水平线刚度及墩顶横向水平位移引起的桥面处梁端水平折角均应满足TB10621-2009高速铁路设计规范(试行)的相关要求;其次应注意景观效果，桥墩的设计应与梁部的外形相匹配，使桥梁上部与下部构造和谐，衔接自然;还要易于施工和养护维修，并尽量减少墩型种类，以便于施工组织。成渝客专桥墩类型结合桥梁功能合理选用，一般采用圆端形桥墩，墩高15m以下采用直坡实体墩，墩高15m～25m采用变坡实体墩，墩高大于25m时采用变坡空心墩;斜交角度较小的跨河桥梁中，根据防洪评价意见采用圆形桥墩。2)桥台。成渝客专桥台采用矩形空心桥台，为方便轨道板布置，桥台长度一般采用5．6m，台后填土一般5m～8m。为了便于台后施工，保证台后填料振捣压实，台身后坡采用直墙式。1．3桥梁基础1)桩基承台。桩基承台尺寸确定的原则是:整体最不利位置刚性角不大于45°，刚性角不满足要求时，采用加高承台或设置垫块的方式处理。承台采用六面配筋，底层钢筋配筋采用撑杆—系杆体系进行计算确定，且满足TB10621-2009高速铁路设计规范(试行)的相关要求，顶面钢筋的直径不应小于16mm、间距不应大于15cm，其余四面按构造要求配筋。2)桩基。成渝客专桥梁桩基原则上采用钻孔灌注桩，根据不同的地质情况按摩擦桩或柱桩进行计算。桩身配筋根据计算确定，且在钻孔桩桩头2．5倍～3．0倍桩径长度范围内加密箍筋，箍筋间距不应大于10cm，直径不应小于10mm，桩身纵向钢筋的配筋率不宜小于0．5%。
2代表性桥梁设计方案
资阳沱江多线特大桥见图1。本桥跨越成渝铁路及沱江规划V级航道，受大里程资阳车站站位影响，线位与成渝铁路交角54°，与沱江交角约50°，根据通航及行洪要求，采用(90+180+90)m连续梁—拱组合体系跨越沱江，边跨跨越既有成渝铁路。桥梁大里程侧为资阳车站咽喉区。线路设计速度为250km/h，线下预留提速350km/h条件，桥上为无砟轨道、无缝线路。桥址范围内地震动峰值加速度为0．05g，地震动反应谱特征周期为0．35s。主跨(90+180+90)m连续梁—拱组合体系结构，采用先梁后拱的施工方法，先采用悬灌法施工连续梁部，梁部施工完成后在梁上搭设支架施工拱部分。梁体为单箱双室、变高度、变截面箱梁，中跨中部21m(梁高4．5m)和边跨端部11．3m(梁高4．8m)梁段为等高梁段;中墩处梁高为10m。箱梁顶板宽14．2m，中支点处局部顶宽16．6m;箱梁顶板厚0．45m，中支点处局部顶板厚1．05m，边支点处局部顶板厚0．72m;箱梁底宽10．8m，中支点处局部底宽13．8m;底板厚度0．4m～1．06m，中支点处局部底板厚1．50m，边支点处局部底板厚0．85m;腹板厚分为0．4m，0．55m，0．70m三种，中支点处腹板厚0．85m。设计矢高36．0m，矢跨比f/L=1∶5，拱轴线采用二次抛物线，拱肋为钢管混凝土结构，采用等高度哑铃形截面，截面高度3．1m。拱肋弦管直径1．1m，由δ=20mm，24mm厚的钢板卷制而成，弦管之间采用δ=16mm厚钢缀板连接，拱肋弦管及缀板内填充微膨胀混凝土。两榀拱肋间横向间距11．9m。两榀拱肋之间共设9道横撑，其中拱顶横撑为“米”字形，其余8道为K形。全桥共设置18组吊杆，顺桥向间距为9．0m。
3结语
成渝客专是西南地区首条线下设计速度为350km/h的客运专线铁路，成渝客专桥梁设计是在总结近年来国内已开工建设客运专线工程技术、科研试验成果的基础上，针对西南地区的具体情况，进一步开展研究、试验及自主创新，为今后高速铁路，特别是西南地区高速铁路的建设积累了宝贵的经验。（本文来自于《山西建筑》杂志。《山西建筑》杂志简介详见.）