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铁路客运专线施工技术与管理
序言
客运高速化是当今世界铁路发展的共同趋向。速度是交通运输现代化的 最重 要标志。一部人类交通运输发展史，从根本上可以说是一部以提高运输速度为主要目标的技 术开发史。
1964年日本建成世界上第一条高速铁路——东海道新干 线，而后法国、德国、意大利、西班牙、瑞典等国竞相发展。高速铁路以其速度快、运能大 、能耗低、污染轻、占地少和安全性好等一系列突出的技术经济优势，引起了世界各国的重 视，在世界范围内，目前兴建高速铁路方兴未艾，而技术进步更是日新月异。可以说高速铁 路是用现代高新技术改造传统产业的典范，它使铁路运输事业重新焕发了青春。
第一章 国内外高速铁路及客运专线发展简况及与普通铁路的不同之处
第一节国外客运专线发展简况及总体技术
一、日本；
1964年10月1日，世界 上第一条高速铁路xx东海道新干线建成通车，最高运行速度210km/ｈ。使东京—大 阪的运 行时间从6ｈ30min缩短到3ｈ。东海道新干线的建成在世界铁路高速化的历史进程中起了巨大的推动作用，它是世界高速铁 路发展行列中名副其实的“先驱者”，对世界铁路产业的复兴具有不可磨灭的功劳。它的建成及其运营成就，在世界上产生了十分重大的影响，使“铁路是夕阳产业”的论调破产。东海道新干线的成功，在技术、安全和效益上解除了人们的疑虑，促进了世界高速铁路的发展，给世界铁路发展带来了新的生机。
与欧洲不同的是日本的高速铁路桥梁设计活载轻(仅相当于LTIC活载的40％左右)，绝大部分采用较轻的板式轨道无碴桥面，并十分注重结构的抗震性能。因此，其高架结构一般采用跨度为10米的双线整孔钢筋混凝土连续刚架，4至15孔一联，简支梁过渡。日本高架结构也有采用等跨布置的混凝土简支梁型式。其中为9～24m跨度采用4片式工型截面钢筋混凝土梁，24～44m为4～6片式预应力混凝土梁。连续刚架在脚手架上就地灌注。简支梁则采用分片预制、架设后在桥位将桥面与横隔板联成整体。
二、法国
铁路一直是法国交通运输系统中的骨干。 法国有名的TGV高速铁路的桥梁不多，除北线的Haute—Colme桥梁采用结合梁外，一般均采用预应力混凝土连续梁，跨度在40m左右、双线整孔箱型截面、顶推法施工。值得注意的是1996年在巴黎一布鲁塞尔与阿姆斯特丹一科隆间修建的高速铁路联络线中有一座2公里长的高架线路首次采用了简支结构，跨度为53m和63m两种，梁高5.7m。20多年来，法国TGV高速铁路系统，一直居于世界铁路运输的前沿
三、意大利
罗马—佛罗伦萨段，首先建设高速铁路。使之成为意大利铁路南北干线中的瓶颈区段。又称为第一期高速铁路。这条线路的速度目标值确定为250km/h。在
1970年，也称得上是世界最高水平了。
1、罗马—佛罗伦萨线的桥梁技术
(1)刚架桥（track frame)
刚架结构基本上可分为２类：一类是工字梁由横梁联结，上面加盖板，另一类为箱型梁。
刚架结构采用普通型混凝土或预应力混凝土。跨度大于20～25m时应采用预应力混凝土结构。在必须尽可能限制刚架结构厚度的特殊场合，则采用与混凝土相结合的钢板桁架结构，此时跨度可达22m。
在跨度大于20m，以及多于3跨的高架桥上，采用了箱型梁结构及钢—特氟隆或铝—特氟隆的桥梁支座，圆柱形或具有球形帽，以代替聚氯丁橡胶材料。
UIC/ORE经过调查研究后，对刚架桥确定了以下与理论跨径（L）有关的挠度限制值：
钢筋混凝土及钢筋预应力混凝土型刚架桥：
160km/h＜ｖ＜200 km/h时，f=1/3000L；
ｖ＞200 km/h时，f=1/4000L。
钢桁架与混凝土结合型刚架桥：
　　160 km/h＜ｖ＜200 km/h时，f=1/1500L；
ｖ＞200 km/h时，f=1/2000L。
箱型桁梁的优点是抗扭刚度大，列车在一条线路上行驶时，有大约40%的荷载可传至箱梁另一侧。
罗马—佛罗伦萨Direttissima线的Montallese高架桥有100个桥跨，桥墩中心距为25m，采用预应力混凝土整体箱型梁，具有极高的抗扭刚度。
一跨刚架结构的箱型梁，整跨重量达550t，它在工厂内预制。工厂就在高架桥一端附近，箱型梁的一端装在小车上，用带橡胶轮胎牵引车的架桥机进行架设。
在线路的某些区段，地形很平坦。在这些线路上，借助于在地平面上适当高度的墩台，用一种箱型高架桥结构代替路堤和传统的有桥墩的高架桥。这实际上是一个双室箱型结构，其纵轴平行于线路，它由上板、下板以及3个有孔的腹板组成。
(2)桥墩
高架桥的桥墩通常是混凝土箱型结构，其断面的抗弯强度很大，因为它必须承受从轨道传过来的列车制动力或者列车在曲线上高速行驶产生的离心力等巨大的水平作用力。
在河床中的桥墩是流线型的，如果是空心桥墩，内部须充填混凝土碎石块，其充填高度要达到最高水位的高度。用于充填桥墩的混凝土石块，强度为1.5～2.0ＭＰａ。承受负载的混凝土石块的强度等级应为2.9～3.4ＭＰａ。
(3)桥桩
基础建在直径1～2m的桩上，桩的钢筋与桩等长，这种钢的黏附性能要较好。
桩架和挡墙的控制通常比较精确，后者用直接加载方式进行检验。可以在某些部
位加载进行破坏性检验，直到桩或挡土墙崩塌，以检查其安全系数是否达到2～2.5。也可在某些桩上按设计值的1.5倍进行加载试验。还采用了声波或振动检查法，扩大到对桩架的大部分桩进行检查。对于河床部分的桥桩，最好在河床底部以下设一底座，防止由于水的局部涡流冲刷侵蚀桩基。
2、 第二期高速铁路的桥梁
1）高架桥设计的依据之一是列车每延米重量13.2t。
在正常负荷条件（垂直负荷以及由制动力、离心力、风力所产生的水平负荷）以外，还要考虑增加以下负荷：⑴地震作用：相当于桥梁质量的7%的水平作用力。这个质量包括列车质量。这个力作用到基础结构上（大直径桥墩，其承载力可达550t）以及梁的支架上。它们在设计时必须按2.5倍的安全系数来考虑。⑵轨道／桥梁相互作用，焊接长钢轨与高架桥的结构发生相互作用，是由于：
①温度变化；②制动力；③在列车垂直负荷下的挠曲附加力。
2）结构设计采取以下原则：
①结构类型少，有利于最大程度的标准化；
②最大可能地采用预制件，以便于组织生产，加快进度，保证施工质量；
③尽可能降低成本。
3）类型：预应力钢筋混凝土及钢—混凝土混合结构的简支梁，L=55.0m、43.2m、33.6m、24.0m。
4）典型断面：双线桥面、线间距5.0m，总宽度13.6m。
5）桥面最常见的类型如下：
①L=33.6m：双室箱型梁，完全预制，重420t，用先张法多股钢绞线施加预应力。
②L=24.0m：4个预制V形梁，用先张法使用多股钢绞线施加预应力，然后用预制的轨枕和轨枕板把它们联结就位。梁也是在工厂预制然后运往工地。
6）在特殊障碍地形采用的桥面类型如下：
①Ｌ＝55ｍ：采用整体箱型钢梁断面，加上预应力混凝土整体轨枕板。在工厂先将箱型钢梁焊接成若干段，再用螺栓将各段联结起来，最后整个箱型梁运往工地安装，预应力混凝土轨枕板在工厂一起浇注成型。
②Ｌ＝43.2ｍ：采用整体混凝土箱型梁结构，用先张法多股钢铰线施加预应力。浇注是在工地附近浇注中心进行。箱型梁用顶推法以能使其在桥墩上一跨一跨地移动。在最后进行预应力张拉时，护套中充填水泥浆以创造内部真空，以保证箱型梁充填良好，防止钢丝生锈。
7）墩台：高度在5.0m至30.0m之间，箱型断面，有足够大的刚度以限制其顶部由于启动力、制动力而产生水平位移。
8）基础：典型的基础是大直径钻孔桩，直径1500mm或1200mm，最大负载分别是830t和550t。在不太深的地下（地面以下5～6m）存在岩石层的情况下，就直接用岩石层作为基础。
四、西班牙
西班牙铁路马德里至巴塞罗那地区间拥有强大的客流，结合塞维利亚1992年国
际博览会的举办,因此修建马德里—塞维利亚高速铁路。1992年4月开业运营。西班牙马德里一塞维利亚高速铁路中，为配合现场预制、架设桥梁的施工方法，大量选用等跨布置的多片式工型截面简支梁(约7l孔)。预制梁全长26．6m，跨度约24m，双线桥共由5片工型梁组成。预制梁分片架设后，再在桥位灌造整体桥面(o．25m厚)及端横梁，使之联成整体
第二节国外客运专线及其桥梁特点
高速列车运行速度是一项重要的技术指标，也是铁路现代化水平的重要体现。最高运行速度在20世纪60年代大体上是210～240 km/h,70～80年代为270 km/h ,90年代为300 km/h，21世纪初将达到330～350km／h。高速铁路、客运专线特点和建设管理模式，各国因国情不同而异。大致有四种类型：一是新建高速铁路双线， 专门用于旅客快速运输，如日本新干线和法国高速铁路,均为客运专线，白天行车，夜间维修；二是新建高速铁路双线，实行客货共线运行，如意大利罗马—佛罗伦萨高速铁路，客运速度250km／h,货运速度120km／h；三是部分新建高速线与部分既有线混合运 行，如德国柏林—汉诺威线，承担着客运和货运任务；四是在既有线上使用摆式列车运行， 这在欧洲国家多见，在美国“东北走廊”摆式列车速度为240km／h。
总结各国高速铁路选用的桥梁结构及型式，可归纳为如下几点：
1 由于桥梁数量大，为了便于养护及管理，均采用标准化设计，精简规格品种，并优先选用预应力混凝土结构。仅日本在 24m以下的小跨度桥梁中，采用了钢筋混凝土结构。
2、桥梁较长、墩身不高的高架桥在高速铁路中占很大比例。德国意大利西班牙等国都采用等跨布置的25米混凝土结构;韩国高速铁路采用3*25米或2*40米混凝土连续梁；
3 高架线路均采用双线整体桥跨。即使在施工中主梁采用分片预制、架设后仍要浇筑整体桥面及刚度很大的端横梁(西班牙)，或采用横向预应力筋将桥面、横隔板联成整体(日本)，以保证桥梁具有良好的整体性与横向刚度。
4 由于高架线路长、桥跨集中，在选用结构型式与跨度时，必须考虑快速施工与保证梁体质量的可能。一般来说，在工地设置专业化桥梁厂预制梁体，逐孔架设的施工方案较为合理、经济。在厂房内预制主梁不仅质量易于保证、生产周期也短，如配置大吨位架桥设备，可以达到每天预制、架设一孔的速度(意大利高架线路)
5 尽管理论分析证明，连续结构或不等跨布置的桥梁动力性能较好，但在建成的高速铁路中，出于施工与使用简便的考虑，绝大部分桥梁都选用了等跨布置的简支结构。
在高速铁路桥梁设计上：德国高速铁路桥梁一般占线路长度10%左右，常用跨度桥梁多以42m、54m简支箱梁为主，施工一般采用造桥机桥位现浇。法国高速铁路桥梁一般占线路长度5%左右，桥梁一般采用跨度40~60m的多跨等高度连续梁，梁部材料有钢结构和预应力混凝土，一般以顶推法施工为主。日本新干线桥梁占
线路比重非常大，后期修建的新干线路基一般占线路10%以内，其余基本为桥梁和隧道。日本新干线桥梁一般以10~15m跨度的钢筋进混凝土连续刚架为主，桥位现浇施工，只有跨越道路、河流、峡谷时才采用其他桥梁结构。韩国釜山至汉城高速铁路桥梁主要是3x25m、2x40m预用力混凝土连续箱梁，3x25m连续梁为先简支后连续结构，简支结构为先张预应力梁，采用预制架设的施工；2x40m连续梁采用桥位现浇施工。台湾南北高速铁路桥梁主要以30m、35m跨度的简支箱梁为主，施工方案主要采用了预置架设，局部标段采用桥位现浇施工.
第三节国内客运专线发展简况
在开展高速铁路技术研究的同时，铁道部大力研究既有线改造和提高旅客列车速度问题。首 先在广州至深圳铁路进行技术改造，经过3年多奋战建成了准高速铁路，1994年12月24日开 通运营，最高运行速度160 km/h,客货混合运行。后来引进瑞典X2000型摆式 列车，最高 运行速度提高到200 km/h。199 5年6月2 8日铁道部做出了在繁忙干线上提高旅客列车速度的决定，最高旅客列车速度提高到140～ 160 km/h,最高货物列车速度提高到85～90 km/h。
在沪宁、京秦、沈 山、郑武线提 速成功的基础上，京沪、京广、京哈等大干线相继提速。创出了一大批“夕发朝至”、“朝 发夕归”、“行包快运”等品牌列车，社会各界给予高度评价。
京沪高速铁路的线路走向线路从北京站引出，经天津、济南、徐州、蚌埠 、南京到上海，全长1300多ｋｍ。路基、桥隧、轨道等基础设施按最高运行速度350 km/h建设 ，开通初期最高运行速度300 km/h，以后再提速。高速列车除在本线运行外，还可以 进入相邻电气化既有线行驶，扩大服务范围，吸引更多客流。
秦沈客运专线是我国自行设计建造的第一条开通时速160km以上的双线电气化铁路，是当前我国新建铁路中设计和运营速度最高的铁路。其各项设计、施工技术均为我国第一次采用，科技含量极高，是世纪之交中国铁路建设水平的标志性工程。秦沈客运专线西起河北省秦皇岛市，横跨12个市(县、区)，终至辽宁省省会沈阳市的沈阳北站，全长404.65km。
秦沈客运专线新线区段桥梁上部结构形式以常用跨度20m、24m、32m单、双线后张法预应力混凝土简支箱梁为主，以及12—16m四片式简支T梁和钢混结合连续梁、刚构连续梁、预应力混凝土连续梁结构，其中，通过经济技术比较确定，24m双线箱梁为全线的主梁型。
秦沈客运专线桥梁桥墩大部采用双线钢筋混凝土矩形双柱式桥墩和双线钢筋混凝土圆端形板式桥墩，桥台采用双线耳墙式桥台。基础形式基本以凌海为界，凌海以西，地质条件较好，以明挖基础为主，部分有桩基础或沉井基础；凌海以东为松软或软土区，地质条件差，采用钻孔桩或打人桩基础。
桥梁主要施工方法简述如下：
基础采用抽水或井点降水开挖施工，墩、台身及构筑物模板均采用专业设计制造的大块钢模，混凝土均采用混凝土输送车运送到工点，用混凝土输送泵输送
人模。
简支箱梁施工采取了以现场制造、架桥机架设为主，桥位现浇和造桥机法为辅的施工方法。对于桥群密集区，根据梁型数量及分布，设置制梁场，配置重型运、架梁设备进行制架施工；对于远离桥群的个别桥梁，采用了桥位现浇的方法；对于部定科研项目32m双线箱梁，采用了造桥机施工方法。
秦沈客运专线四片式T梁采用了湿接缝与横向预应力结构。桥梁集中地段，设T梁预制场分片预制，架设到桥位后浇筑隔板湿接缝，当湿接缝混凝土达到设计强度后，再施加横向预应力，现浇桥面板，将四片T梁横向连接形成整体结构。
秦沈客运专线有钢混结合梁40m+50m+40m、32m+40m+32m、24m+2X32m+24m跨度等新结构。钢梁由宝桥、山桥、沈桥等桥梁厂制造，厂内拼焊成可运输单元，火车或汽车运至工地后再组拼成钢梁，然后采用拖拉方法、膺架拼装法进行架设。
跨度16m+3X24m+16m等刚构连续梁新结构采用满布支架整体灌筑施工。预应力混凝土连续梁采用挂篮悬臂灌筑法施工。
第四节国内客运专线特点及桥梁方面与普通铁路不同之处
一、特点：20世纪70年代以来，世界出现 了石油危机，公路堵塞，车祸、空难频繁，环境严重污染，已成为全球性的社会问题，严重 影响了人类的生存和发展。而高速铁路没有空气污染；又是能力大、占地少的陆上公共交通工具。不仅有缩短旅行时间、运输量大、准点率高、占用土地少、能源消耗低、对环境污 染小、外部运输成本低、安全可靠等优点，而且社会经济效益良好。这些因素决定了高速铁路必须具备以下性质：1、高平顺性：2、高稳定性：3、高精度，小残变，少维修；4、宽大，独行的线路空间；5、高标准的环境保护；6、开通运行之日即以设计速度运行；7、运营中，实行科学的轨道管理及严密的防灾安全监控。
而高速铁路桥梁结构则必须考虑(1)区间桥梁结构的主要参数及桥面布置； (2) 桥梁结构与无缝线路的相互影响； (3)区间桥梁结构的合理结构型式。
我国高速铁路、客运专线桥梁结构形式的选择，可以大致分为两个阶段。早期的京沪高速铁路桥梁，由于当时对高速铁路认识不足，桥梁设计基本沿袭了普通铁路桥梁设计采用静力计算分析结构强度的思想，并考虑到架梁水平等因素，常用跨度桥梁多以T梁为主。随着京沪高速铁路工作向前的推进、秦沈客运专线的兴建，高速铁路、客运专线桥梁设计逐步过渡到了以车桥耦合振动的动力响应分析、并结合结构静力计算分析的方法来控制桥梁设计的思路。基于此设计思路的桥梁，一般采用结构整体性能好的箱梁，由此带动了我国铁路桥梁设计、施工、架梁等水平的提升
常用跨度桥梁是指经技术经济比较，被广泛应用的一种或几种跨度的简支梁或连续梁桥。客运专线常用跨度桥梁的跨度一般在50m以内，墩高在30m以内时，一般以32m、24m跨度为经济。京沪高速铁路徐州至上海段414km长的桥梁中，95%的桥梁为32m、24m箱梁，其中32m梁为主要梁型，24m梁主要用于配跨。

二、与普通铁路不同
1、设计荷载：采用zK活载。
根据有关资料，德、英、法、西各国均选用UIC活载作为准高速和高速铁路桥梁的设计荷载。依据我国实际情况，经过多次分析比较，推荐采用0.8UIC作为高速铁路桥梁设计活载，也就是《暂规》条文上列出的ZK标准活载图式。

UIC标准活载

ZK标准活载图式（一）　　　　　　　ZK标准活载图式（二）
有碴桥面二期恒载，直线桥梁q=185kN/m，曲线桥梁q=201kN/m。
对于跨度或影响线加载长度等于或小于6.0m的结构，将UIC标准活载中的集中力部分作为跨度或影响线加载长度等于或小于6.0m的结构的设计活载，即本《暂规》条文上列出的ZK活载特种活载图式。
2、普通铁路24m、32m简支梁墩台允许均匀沉降量分别为98mm、113mm。客运专线轨道的平顺性要求远高于普通铁路，客运专线桥梁墩台的均匀沉降量要求很严，有碴轨道要求控制在30mm以内，无碴轨道要求控制在20mm以内。对于普通铁路按强度设计基础的方法在客运专线已经行不通，地质条件较差时，必须按桩基沉降量、桩基承载力双控进行基础设计。
3、高速铁路上的桥梁设计，除须满足一般铁路桥梁的要求外，还需满足一些特殊的要求，这是因为在高速列车运行条件下，结构的动力响应加剧，从而使列车运行的安全性、旅客乘坐的舒适度、荷载冲击、材料疲劳、列车运行噪声、结构耐久性等等问题都与普通铁路不同。所以，桥梁结构必须具有足够的强度；加强上部结构的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度，使其满足刚度限值的要求，同时加强结构的整体性，保证可靠的稳定性和保持桥上轨道的高平顺状态，使高速铁路的桥梁结构能够承受较大的动力作用，具备良好的动力特性。再一方面，高速列车的运营要求较高，能用于检查、维修的时间有限。因此，从总体上来说，高速铁路上的桥梁结构应构造简洁，规格和外形力求标准化，消除构造上的薄弱环节，使得便于施工、建造质量容易
得到控制，达到少维修的目的。
各国已建成的高速铁路中，预应力混凝土桥梁占有绝对优势，这是因为，与其他建桥材料相比，预应力混凝土结构，具有一系列适合高速铁路要求的特性，如刚度大、噪音低，由温度变化引起的结构位移对线路结构的影响小，运营期间养护工作量少等，而且造价也较为经济，所以本暂行规定要求桥梁上部结构应优先采用预应力混凝土结构。
与普通铁路桥梁相比，高速铁路桥梁在结构形式上与构造上通常有下列特点：
1、选用刚度大、整体性能好的结构，如简支梁、连续梁、组合梁、刚架及拱等。
2、优先选用双线整孔箱形梁桥。双线桥不仅提供很大的横向刚度，在经常承受列车荷载时，竖向刚度比单线桥增加一倍。当小跨度桥梁采用多片式T梁时，应有较强的横隔板和整体桥面，以保证其整体性。
第二章 我国客运专线技术标准、设计暂规、施工规范情况
一、秦沈客运专线主要技术标准：
(1)线路类别：客运专线；
(2)正线数目：双线；
(3)行车速度：160km／h以上；
(4)限制坡度：12％o，不考虑平面曲线阻力折减
(5)最小曲线半径：一般3500m，困难3000m；
(6)牵引种类：电力；
(7)机车类型：SS8(SS9)、中华之星电动车组；
(8)牵引定数：860t；
(9)到发线有效长：650m；
(10)闭塞类型：自动闭塞。
二、秦沈客运专线箱梁执行的技术标准主要有：
(1)《时速200km新建铁路线桥隧站设计暂行规定》(简称《暂规》)； ．
(2)《秦沈客运专线预制后张法预应力混凝土简支梁技术条件》(即《技术条件》)；
(3)《秦沈客运专线桥梁制造与架设施工技术细则(试行)》(即《施工技术细则》)；
(4)《秦沈客运专线预制后张法预应力混凝土简支梁静载试验方法及评定标准》(即《静载试验方法及评定标准》)；
(5)《秦沈客运专线桥梁工程质量检验评定标准(试行)》(即《验标》)；
(6)《秦沈客运专线预制后张法预应力混凝土箱型简支梁监督检验实施细则》；
(7)《秦沈客运专线预制后张法预应力混凝土箱型简支梁生产条件认可证实
施细则》；
(8)《预制后张法预应力混凝土铁路桥简支梁》(GB7418--87)；
(9)《铁路桥涵施工规范》(TBJ203--96)；
(10)《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GBl75—1999)；
(11)《混凝土外加剂》(GB8076—1997)；
(12)《钢筋混凝土热轧带肋钢筋》(GBl499—1998)；
(13)《钢筋混凝土热轧光圆钢筋》(GBl3013---91)；
(14)《预应力混凝土用钢绞线》(GB／T5224—1995)；
(15)《钢筋混凝土与砌体工程施工及验收规范》(TBl0210--97)；
(16)《碳素结构钢》(GB700—88)；
(17)《低碳钢热轧圆盘条》(GB／T701—1997)；
(18)《优质碳素结构钢技术条件》(GB699—88)；
(19)《合金结构钢技术条件》(GB3077—88)；
(20)《铁路混凝土桥梁桥面TQF—I型防水层技术条件》(TB／T2965
(21)《铁路混凝土强度检验评定标准》(TBl0425---94)；
(22)《混凝土碱含量限制标准》(CECS53--93)。
三、京沪高速铁路设计依据
(一)《京沪高速铁路设计暂行规定》(上册修订稿)2003-10，以下简称“暂规”)。
(二)铁建设[1999]139号文批准的以下规范(统一简称‘桥规”)
1．《铁路桥涵设计基本规范》(TBl0002．1-99)
2．《铁路桥涵钢筋混凝土预应力混凝土构设计规范》（TB10002．3-99)
3．《铁路桥涵地基和基础设计规范》(Till0002．5-99)
4。《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》盯B10002。4-99)
(三)《新建铁路桥土无缝线路设计暂行规定》(以下简称 “无缝线路暂规”
四、京沪高速铁路设计原则
1、按《暂规》0 6．2．9条中的“ZK”列车活载设计。连续梁中墩按梁部设计提供的连续梁分项外力，恒载按考虑梁体二次力和不考虑梁体二次力、活载按最大支反力和最小支反力设计。连续梁边墩，恒载按考虑梁体二次力和不考虑梁体二次力，活载按影响线加载计算
2、桥墩上实体段计算、空心墩墩身应力、偏心检算时，考虑活载动力作用。活载动力系数按《暂规》6．2．10计算。
设计暂规、施工暂规均见后附。

第三章 已立项客运专线的设计原则及设计标准情况
我国已立项高速铁路网络：建成京沪高速铁路，天津到秦皇岛；在建沈阳到哈尔滨；上海到杭州;北京到广州；北京到徐州；北京到西安共六条高速铁路。
一、设计原则
1、设计荷载
列车竖向荷载采用ZK荷载。
2、主要设计原则
1)桥梁长度的确定
序号
设桥条件
1
地质条件

一般地基高度

一般地段：7～8m；
局部隧道、深挖方集中地段：12m；
城镇近郊地段：5m左右。
2
软土地基高度
一般为4m
3
松软土、液化土地基高度
当加固厚度＜15m：4～6m
加固厚度≥15m：采用高架桥
4
施工的
方便性
两桥台尾间距<150m
取消路堤，两桥相接
5
台后30m需设置涵洞
取消涵洞，延长桥梁
2)桥跨的选择
①优先采用32m跨，其次是24m跨。
②基础持力层很好、工后沉降较小时，选择连续箱梁，否则采用简支箱梁。
③跨越公（道）路、航道、铁路时，常用结构形式有预应力混凝土箱梁、连续结合梁、连续刚构等。为降低路肩高程，可采用连续刚构或框架桥。
④为保证运梁车在工作状态能穿过跨越客运专线的立交，立交桥梁的有效净跨应大于14m。
3)墩台的选择:桥台采用双线矩形空心台；桥墩一般采用矩形（圆端形）空心墩、实体墩及双矩形柱式墩等。
4)考虑到预应力砼梁的徐变影响，预应力混凝土无碴轨道桥梁的主跨不宜大于80m。
5)桥梁基础一般采用扩大基础和桩基:Lp≤40m的桥梁桩基的桩径一般用φ0.55m预应力混凝土管桩和φ1.0m或φ1.25m钻孔桩。Lp＞40m的桥梁桩基的桩径一般用φ1.0m、φ1.25m、φ1.5m、φ1.8m钻孔桩。
6)墩台工后沉降限值见下表。
项目
最大允许沉降量
有碴桥面简支梁
墩台均匀沉降量
30mm
相邻墩台沉降量之差
不大于15mm
无碴桥面简支梁
墩台均匀沉降量
20mm
相邻墩台沉降量之差
不大于5mm
外静不定结构
相邻墩台沉降量之差
根据沉降对结构影响而定
7) 梁部主要施工方法
①跨度24m、32m简支箱梁，一般采用预制架设施工。

②跨度24m、32m连续箱梁，以先简支后连续为主。
③32m双线箱梁采用900t级架桥机架设，24m、20m双线箱梁采用700t级架桥机架设。线路一定范围内的桥梁一般采用同一吨位的架桥机架梁。
2、梁部及墩台设计
客运专线梁部及墩台通用图，目前均采用了京沪高速铁路通用图，该通用图目前正在进行施工图设计核查工作。
①梁部设计
根据京沪高速铁路前期设计研究的约定，常用跨度简支梁的梁长以普通铁路桥梁标准跨的梁长为准，连续梁墩中心距离按普通铁路标准梁长加梁缝取值。目的是在简支梁与连续梁方案变换、简支梁端部悬臂长度适当调整时，不影响桥跨布置、地质钻孔等工作，同时便于与普通铁路梁长统一等。所以高速铁路20、24、32m简支梁、连续梁的跨度与规范要求有出入，简支梁的计算跨度分别为19.5、23.5、31.5m。
在桥面布置时，考虑道碴清筛机的结构构造要求，有碴桥面的挡碴墙至线路中心的距离确定为220cm。排水管设在挡碴墙靠线路内侧。考虑人行道上行走检修车的条件，接触网立柱设在人行道内侧，至线路中心距离为290cm，接触网立柱处人行道外侧预留80cm的宽度供检修车行走。根据高速铁路行车的要求，32、24m简支箱梁的梁高分别采用了300、240cm，比秦沈线梁高有所增加。
在以32m或24m为主布孔时，作为调跨用的24m（20m）简支梁采用了与32m（24m）等高设计思路，所以24m简支梁有两种梁高，20m简支梁的梁高与24m梁相同。
考虑到客运专线预制梁部施工方法的多样化，32m、24m简支箱梁配有先张法和后张法两种方案可供施工选择。
梁部设计中，箱梁端部预留了从箱梁内下到桥墩顶的半圆端形凹槽。
②墩台设计
为求桥墩美观的效果，京沪高速铁路共编制了十多种墩台通用图可供客运专线桥梁使用。考虑到支座的检修，在墩顶设置了深100cm的检查坑，空心墩还考虑了从墩底进入空心墩内部并攀爬至墩顶的条件。考虑到桥墩台耐久性要求，圬工墩台也配有钢筋，钢筋的保护层厚度不小于4cm，墩台身混凝土标号提高至C30。根据900t架桥机研制技术条件的要求，对目前国内研制的架桥机在工作时对墩台的影响均进行了检算。检算发现，架梁时控制了较矮桥墩的偏心。

下面是部分桥墩效果图。
矩形空心墩在墩高小于20m时，一般为直坡，简支箱梁桥墩的顶帽尺寸为680x300cm，连续箱梁桥墩顶帽出尺寸为680x330cm。空心墩臂厚50cm，上实体段厚250cm，下实体段厚100cm。
圆端形空心墩在墩高小于20m时，一般为直坡，简支箱梁桥墩的顶帽尺寸为800x300cm，连续箱梁桥墩顶帽出尺寸为830x330cm。空心墩臂厚50cm，上实体段厚250cm，下实体段厚100cm。

八边形空心墩简支箱梁桥墩的顶帽尺寸为700x300cm，空心墩臂厚50cm，上实体段厚250cm，下实体段厚100cm。

双线圆柱式桥墩的顶帽尺寸为750x400cm，圆柱直径400cm。

柱式桥墩一的顶帽尺寸为680x300cm，最大墩高10m。
柱式桥墩二的顶帽尺寸为680x300cm，最大墩高15m。
三、客运专线结构设计要求及主要参数
秦沈客运专线设计时速为200km，其基础设施按时速250km考虑，其设计的主要依据为《时速 200km新建铁路线桥隧站设计暂行规定》(以下简称《暂规》)。客运专线的桥梁不仅要保证高速运行的安全性，更重要的是要确保乘坐舒适性的要求，桥梁结构以刚度控制为主，必须具有足够大的竖向、横向刚度和良好的整体抗扭性，以防止桥梁出现较大挠度和横向振幅，秦沈客运专线桥梁结构均采用了车线桥动力响应仿真分析，根据计算的安全性和平稳性指标来确定桥梁的主要
结构形式；此外，在结构设计中限制混凝土徐变上拱和不均匀温差等因素引起的结构变形，以保证轨道的高平顺性；同时为改善桥梁的耐久性，便于养护检查，规定了结构构造的要求。
箱梁结构设计主要参数
箱梁梁体混凝土采用C48级，弹性模量为35GPa；预应力筋采用标准型，强度级别为1 860MPa，弹性模量为195GPa，公称直径为15．24mm的高强度Ⅱ级低松弛钢绞线；锚固体系采用STM、XYM＼ AM、OVM系列锚具。箱梁设计荷载纵向计算采用ZK标准荷载，强度安全系数尺)2．0，抗裂安全系数尺Kf≥1．2，静荷载下竖向挠度限值<L／1 800，列车在摇摆力、离心力、风力和温度力的作用下，梁体水平挠度≤L／4000。
秦沈客运专线箱梁主要技术参数表
秦沈客运专线简直箱梁概图
支座采用JHPZ型盆式橡胶支座，分为固定、横向、纵向、多向支座。

第四章 我国客运专线施工技术、施工组织及管理情况
第一节 高标号混凝土施工技术
一、箱梁混凝土采用微机控制混凝土搅拌楼集中生产、输送泵运输、机械和人工振捣成型、蒸汽养护的施工工艺。
①．混凝土配合比设计
秦沈客运专线简支箱梁C48高强度混凝土要求水泥用量不超过500kg／m3，混凝土施工坍落度控制在120—160mm之间，采用碎石粒径为5—25mm连续级配碎石，粗骨料的抗压强度与混凝土抗压强度比应大于2，采用细度模数MX-2.3~3.0的优质中粗砂，混凝土中总碱含量不超过3kg／m3。因不允许用大水灰比和大水泥掺量，只有加大减水剂掺量，而加大减水剂掺量后坍落度损失大又不利于泵送，故利用柠檬酸短时缓凝作用来解决部分坍落度损失。采用圆锥式破碎机对碎石精加工，减小针片状颗粒和粉尘含量并具有较好的级配，以减少部分用水量。施工单位对混凝土配合比按照正交试验方法进行了多组试验，优选出理想的配合比。其中一组的配合比为水泥用量489kg，水灰比0．38，砂率0．38，减水剂掺量9％o，柠檬酸掺量0．3％。，取得了很好的效果。
②．混凝土灌筑工艺及振动工艺
箱梁混凝土的灌筑采用传统的斜向分段、水平分层法，由一端向另一端灌筑，其斜度为30‘～ 45*，水平分层厚度不大于30em，斜向分段长度为4m(腹板底部及上层为5m)。下料先从两侧腹板对称进行，将混凝土由底部挤向底板中心，完成部分底板混凝土灌筑，不足部分从内模顶部灌筑孔下料补足，采用侧振、底振和内模高频振捣固，并及时抹平，待底板及腹板灌筑后再灌筑面板，采用插入式捣固棒捣固。由于内模上浮问题不易解决，故内模底部采用敞口灌筑，为解决敞口引起混凝土上涌问题，在内模底部两侧增加了550mm宽的水平活动压板，基本能够阻止混凝土上涌，内模也不会上浮。由于双线箱梁钢筋密度很大，为防止混凝土梗阻，在内模两侧安装高频振动器以增加混凝土流动度，又不会因振动导致内模变形。为解决桥梁外观质量问题，在侧模和端模上增加高频振动器，待工频振动混凝土密实后再启动，效果良好。当灌筑到标高时必须立即进行收浆抹面。由于面板设有2％的双向排水板，抹面用平板振动器振捣，再用木尺刮平，最后抹平，确保混凝土大面积平整。在混凝土初凝前进行二次收浆抹面，保证箱梁外观平整光洁。
③．箱梁混凝土养护工艺
根据《技术条件》和《施工技术细则》的要求，梁体养护必须采用蒸汽养护，其养护工艺为静停不少于4h，升温、降温速度不大于10~C／h；恒温不超过50℃，拆模时梁体表面温度与环境温度之差≤15℃。
当梁体箱内混凝土强度达到50％以上，且温度与箱内温度之差不大于15
℃时，可以拆模。脱模后要尽快对箱内洒水，最初的4h内每半小时一次；当梁体表面温度约30℃时改为每1h泪水一次；2d后白天每2h洒水一次，夜晚每4h洒水一次。
④、预应力施工
张拉时，同时采用YCW-250B千斤顶配以EB4-500油泵和精度1．0级的张拉油表进行预应力左右对称同时张拉。
张拉程序如下：
0→初始应力(测量油缸伸长量、夹片外露量)→张拉控制应力→静停5min→校核到张拉控制应力(测油缸伸长量、夹片外露量) →主油缸回油锚固(测油缸伸长量、夹片外露量) →副油缸供油卸千斤顶。
张拉完成后，在锚圈口处的钢绞线上作记号，作滑丝与否的观测标记。
为确保大体积混凝土的质量，防止早期裂纹的发生，根据现场制梁的实际情况，采用早期张拉的工艺，即提前张拉部分一期预应力筋，当梁体混凝土强度达到设计的80％时，按设计要求进行一期张拉，一期张拉控制应力为0．56Ryj
⑤、压浆封端
张拉完毕后应尽快压浆，压浆前须切割钢绞线头并用高等级水泥砂浆封锚头，压浆采用二次分端压浆，水灰比不得超过0.4，泌水量控制在2％以内，压力为0.6～0.7MPa。二次压浆法，即第一次由甲端压人，乙端的阀门先打开，待乙端阀门出浆后即关闭乙端，等水泥浆压力至0．6-0．7MPa时，甲端阀门关闭，约30min后甲端阀门打开，自乙端第二次压浆待甲端出浓浆后关闭甲端，待压力升至0．6—0．7MPa再关闭乙端。
箱梁孔道压浆完成后即可进行封锚工作。封锚采用400号微膨胀混凝土，封锚前用881-1型聚氨酯防水涂料对锚头进行防锈处理，梁端锚穴处原混凝土表面凿毛清理处理。为了保证封锚混凝土与梁体的连接，应在锚垫板外侧焊以短钢筋，使之与封锚钢筋绑扎在一起，然后绑扎封锚钢筋，灌人封 锚混凝土并抹面。
二、主要工艺技术要求
(1)、钢配件应安装牢固、位置正确，支座板应保持平整，箱梁四个支座板应位于同一平面，相对高差不得超过2mm。
(2)箱梁应根据设计要求及制梁的实际情况设置反拱。
(3) 混凝土的配制、灌筑、拆模、养护、预加应力、管道压浆、封端等应符
合设计要求。但做为高标号混凝土应该特别注意：
①、混凝土初凝后不得灌人梁内。如掺用外加剂，其时间可按试验确定。
②、梁体、桥面及封端混凝土应分别连续灌筑、一次成形，并应具有良好的密实度，箱梁灌筑时间不宜超过6h。
③当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于—3℃时，应按冬季施工处理，采取保温措施，混凝土入模时的温度不得低于5℃。
④梁体在灌筑混凝土过程中，应随机制作混凝土强度和弹模试件(应分别在灌筑底板、腹板及顶板时取样)。试件应随梁体或在同样条件下振动成型。
⑤拆模至预加应力前，梁体混凝土表面温度与环境温差不宜大于15℃，箱梁腹板内外侧混凝土温差也不宜大于15℃。气温急剧变化时不宜拆模。
⑥当混凝土强度及相应的弹性模量值达到设计要求时，方可预加应力。预施应力应由两端同时进行，其程序为0→0．1σk→ σk(持荷5min)→锚固。张拉一般分为初张拉及终