高军1，2 林晓3
1.清华大学土木工程系 北京海淀 100083；
2.武广高铁公司 湖北武汉 430212；
3.中国石油大学（北京）北京昌平 100061
摘要：近几年，我国高速铁路得到了快速发展，在高速铁路工程建设过程中，出现了大量的中小跨度桥梁。在中小跨度桥梁建设期间，要做好设计活载模式分析，确保中小跨度桥梁工程最终的质量情况能够满足高速铁路工程的具体应用需要求，从而为人们提供一个了良好的交通环境，方便人们出行。
关键词：高速铁路；中小跨度桥梁；设计活载模式
从现阶段我国高速铁路的实际情况来看，中小跨度桥梁设计活载的模式十分多样，这在一定程度上增加了桥梁设计的难度。因此，在高速铁路中小跨度桥梁设计过程中，应当加强对活载模式的情况的合理分析，提升桥梁工程的具体强度，从而使高速铁路的具体运输能力可以得到进一步提高，改善我国的整体交通环境，促进经济发展。
1 中小跨度桥梁具有的优点
高速铁路桥梁位于铁路下方，在实际设计过程中，要充分考虑重力和垂直作用的实际要求，在设计过程中应当对变形情况进行充分考虑，要适当提升桥梁工程的具体刚度，通过该方式，可以使桥梁工程变形控制能力得到提升。若桥梁刚度小，高速列车在桥梁上方通过时，将会对桥梁工程形成一定挠度，同时，加上自身重力的影响，将会对列车的实际行驶轨道造成较为严重的影响。每次列车通过时，都会对桥梁工程的饿实际情况造成较大冲击，这一方面会影响高速列车在具体行驶过程中的舒适性，另一方面也会威胁乘客的生命安全[1]。中小跨度桥梁工程在实际应用过程中具有刚度大、不宜变形等优点，同时，其在具体应用期间，还能够满足高速铁路轨道在桥梁变形方面的实际要求。正因为如此，中小跨度桥梁在我国高速铁路桥梁建设过程中得到了广泛应用，由此可见，加强对该方面内容的分析是必要的。
2 高速铁路桥梁常见形式及中小跨度桥梁设计活载模式
2.1桥梁常见形式
从目前我国高速铁路建设过程中常用的中小跨度桥梁的具体设计情况来看，常用的形式主要包括连续梁和简支梁两种不同形式。选取桥梁工程的设计跨度时，通常应当将标准跨度作为基础，同时依据具体情况，对跨径进行合理优化，从而确保桥梁工程在应用期间的变形和刚度都能够满足实际要求标准。中小跨度简支梁的类型如表1所示。
中小跨度连续梁主要包括的内容有中小跨径连续梁，中等跨径连续梁，跨径的具体标准如下：3×34m、2×24m、2×32m等多种不同形式，在铁路桥梁工程具体建设前，针对这些小跨境连续桥梁在具体应用期间，采用的都为等高粱形式。
2.2 设计活载模式
从目前不同国家在小跨度桥梁设计时，采用的活载模式也会有所差别，例如，英国、日本、中国在实际设计中情况如表2所示。
表2 英国、日本、中国中小跨度桥梁设计
骨架具体设计情况
英国RL活载或RU活载，其中前者主要应用在客运专线桥梁设计中，后者则广泛应用在客货共线桥梁设计中
日本主要采用NP活载，这种设计方式与日本的实际情况相符，因此，在日本得到了广泛应用
中国ZK活载、中活载模式
通过表2中的内容可以发现，在桥梁设计期间，在进行活载选取时，不同国家采取的具体方式也会有所不同，造成这一情况的主要原因是，在设计期间，要对列车行驶期间，在竖向上形成的动力作用进行充分考虑，因此，要计算高速列车随机变化垂直动效应量的具体转变情况，最终完成对桥梁设计活载模式的科学计算。从实际情况来看，不同国家在活载模式设计时，参照的标准荷载值存在一定差别，同时在动力系数制定时，要依据车辆的具体类型、行车速度，以及轨道的形式加以确定[2]。除此之外，对于最终活载密实度确定，还应当依据国家经济发展情况，依据国情而定，但是，无论怎样，最终计算原则都是随着宽度L的增加，荷载将会减小。
3 桥梁设计活载模式的具体应用
从目前我国高速铁路桥梁工程的具体设计情况来看，通常采用的都为中小跨度简支梁和连续梁，同时，在该过程中应当依据设计标准，完成活载模式设计。因此，下面在设计分析期间，将简支梁和连续梁作为基础进行分析，针对高速铁路上不同运行车辆的实际荷载情况，中小跨度间支梁和连续连中的实际效应，以及具体规律情况进行详细对比分析，从而为日后中跨度桥梁的具体设计，提供相应的理论支持，确保最终设计的合理性。
在高速铁路中小跨度桥梁设计期间，如果同时应用UIC活载和中活载，在中小跨度桥梁在两种活载的共同作用下，将会致使小跨度连续梁和简支梁端转角和竖向位移都小于规范值，这将会对桥梁工程的性能，以及具体应用造成不良影响。由此可见，不同运行车辆在实际运行期间，产生的荷载效应在不同的中小跨度简支梁或连续梁为基础的高速铁路中，除了梁端转角出形成的作用会存在一定差别外，产生的企业实际效应，以及相应的变化规律整体都相同，同时，形成的具体作用效应，也都会随着具体跨度的增大而变大。
中小跨度简支梁中，支座上形成剪力、反力、弯矩作用都会随着简支梁跨度的变大而变大；连续梁在具体应用期间形成的支点反力、剪力、负弯矩各项内容也都会随着桥梁的实际跨度的增加而有所上升[4]。简支梁和连续梁两者的具体区别如下：跨度的增加致使简支梁变化趋势并非线性，连续梁则会随着桥梁跨度的增加而发生改变。
在高速铁路小跨度桥梁设计活载具体模式应用期间，无论采用的为简支梁还是连续梁，都要考虑列车的具体重量。特别是针对中小跨度运营车辆来说，列车的动力牵引方式，以及运行行驶都会影响车辆荷载效应，随着小跨度桥梁的增加，动力牵引方式会致使荷载效应逐渐变小。桥梁跨度如果增加到一定值，荷载效应则主要受行驶列车的重量影响，这也是在桥梁设计期间需要相关人员必须要注意的一项内容。
4 结束语：
高速铁路桥梁设计期间，要做好中小跨度桥梁设计活载的分析，该项内容是桥梁工程具设计的主要依据。列车活载效应在整个列车中所占的比例较大，因此，在设计实际期间，选择合理的活载方式，可以提升高速铁路上车辆在实际行驶期间的安全性、舒适性，确保桥梁工程的质量能够满足应用需求。
参考文献：
[1]高世强.高速铁路桥梁桥下新建公路工程的安全性分析[J].铁道标准设计，2015，59（04）：63-67.
[2]项琴，李远富，朱宏伟.基于模糊贝叶斯网络的山区高速铁路桥梁运营风险评估[J].铁道标准设计，2014，58（11）：76-80.
[3]李小珍，张迅，刘全民，等.高速铁路桥梁结构噪声的全频段预测研究（Ⅰ）：理论模型[J].铁道学报，2013，35（01）：101-107.
论文作者:高军1，2,林晓3
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/10
标签：跨度论文; 桥梁论文; 高速铁路论文; 模式论文; 桥梁工程论文; 荷载论文; 情况论文; 《防护工程》2018年第30期论文;