桥梁是跨越河流、峡谷或其他交通线路时通济利涉的建筑物,它随着交通功能的需要和经济与科学技术的可能而发展,在力学规律和美学法则支配下,通过精心设计和精心施工而成,是人文科学、工程技术和艺术三位一体的产物。优秀的桥梁建筑不仅体现出人类智慧和伟大的创造力,而且往往成为时代的象征、审美的对象和文化的遗产。我国江河纵横、桥梁众多,在桥梁建筑艺术上具有悠久的历史和光辉的篇章,无论在技术上还是美学上,都有不少可以引为自豪的成就。.桥梁,由于它横跨在江河或城市交通线路之上,纵览山川,广受关注、历经沧桑,往往成为审美的对象。因此,对桥梁的要求不仅仅能通行,而且希望它看起来要美。
一是确保铁路运营安全,明确了高速铁路采用动车组列车的原则要求;二是综合选线规定了区域地面沉降、冻土地区选线的原则要求,规定了高速铁路采用全封闭全立交设计;三是规定了路基设计必须具有足够的强度、刚度,基础稳固不下沉;四是明确桥梁结构控制限值标准,实现了对桥梁结构变形的严格控制;五是隧道设计提出了长度大于10公里或地质复杂地段的隧道宜采用单洞单线,确保各种复杂地质条件下的隧道安全;六是明确了高速铁路应建立精密测量控制网,确保线下基础设施和轨道铺设要求;七是针对高铁车站特点,明确了体型复杂、重要的站房及跨线设施的结构安全标准;八是明确牵引供电和铁路电力系统应采取相应设计措施,具备一定的抗风、雨、雪、冰等自然灾害的能力;九是强化了信号系统故障导向安全的基本原则,采用我国自主创新的高速铁路ctcs-2和ctcs-3级列车运行控制系统;十是高速铁路应设置自然灾害及异物侵限监测系统。
专家解读
2014年12月22日,国家铁路局正式发布《高速铁路设计规范》(tb10621-2014),这是我国也是世界部系统完整、内容全面的高速铁路设计规范,将为中国高铁发展以及高铁走出去提供系统规范的成套建设标准支撑。近日有关专家就这部规范的安全与技术创新方面进行了解读。
问:规范在安全方面的主要技术标准有哪些体现?
专家:高铁运行,安全平稳重要。安全原则主要体现在以下十个方面:
一是确保铁路运营安全,明确了高速铁路采用动车组列车的原则要求,细化完善了建筑限界图,规定了高速铁路设计采用四新技术时,应符合国家及行业有关准入规定,以及高速铁路设计应加强风险防范措施。
二是综合选线规定了区域地面沉降、冻土地区选线的原则要求,规定了高速铁路采用全封闭全立交设计。提出了高速铁路与其他铁路、公(道)路及输油、输水、输气管道等设施交叉跨越、并行的有关技术要求。强调了区域地面沉降以及邻近线路抽取地下水、深基坑开挖和堆载等外部环境变化对线路的影响。
三是规定了路基结构应按土工结构物进行设计,具有足够的强度、刚度,基础稳固不下沉,加强了路基排水系统设计,能够保证路基平顺,能经受天寒地冻和雨水冲刷等恶劣气候的考验,保证铁路基础长期稳定安全。
四是桥梁结构规定了梁体竖向挠度、水平刚度、墩台沉降等控制限值标准,实现了对桥梁结构变形的严格控制,保证桥梁足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。
五是隧道设计提出了长度大于10公里或地质复杂地段的隧道宜采用单洞单线,规定了隧道防灾救援的原则性技术要求,规定了隧道洞口选址及设置明洞等相关措施,确保各种复杂地质条件下的隧道安全。
六是明确了高速铁路应建立精密测量控制网,确保线下基础设施和轨道铺设要求。规定了轨道结构类型铺设条件、轨道静态铺设精度等标准,保证了轨道结构的高平顺性、高可靠性和高稳定性。
七是针对高铁车站特点,明确了体型复杂、重要的站房及跨线设施的结构安全标准,并提出建立结构安全健康监测体系的要求。
八是明确牵引供电和铁路电力系统应采取相应设计措施,具备一定的抗风、雨、雪、冰等自然灾害的能力;隧道内接触网结构采用预埋固定方式,强调安装基础安全可靠、耐受动荷载、防火、便于调整和接地的要求。
九是强化了信号系统故障导向安全的基本原则,明确采用中国列车运行控制系统(ctcs)中的ctcs-2、ctcs-3级列控系统,以及车站接近锁闭计算长度,车站联锁、列控进路数据应保持一致,联锁、列控等关键设备电源回路应采用双回路独立供电的有关规定,确保高速铁路信号系统安全性。
十是规定了高速铁路应设置自然灾害及异物侵限监测系统,对风、雨、雪、地震及异物侵限等灾害进行实时监测,为列车运行安全提供保障 。
折叠技术创新十方面
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标准规范是广大工程建设必须遵守的准则和规定,在提高工程建设科学管理水平,保证工程质量和安全,降低工程造价,缩短工期,节能、节水、节材、节地,促进技术进步,建设资源友好型社会等方面起到了显着的作用。为使者更方便地理解和使用工程建设标准规范,我们组织力量汇编了工程建设常用规范选编。
本次汇编根据科学合理,内容准确,突出重点的原则,参考建设部发布的工程建设标准体系,对工程建设中影响面大、使用面广的标准规范进行筛选整合,汇编成上述工程建设常用规范选编。各分册中的标准规范均以条文+说明的形式提供,便于读者对照查阅。
工程建设标准规范分类汇编共35分册,自1996年出版以来,方便了广大工程建设专业读者的使用,并以其分类科学,内容全面、准确的特点受到了社会的好评。这些标准是广大工程建设者必须遵循的准则和规定,对提高工程建设科学管理水平,保证工程质量和工程安全,降低工程造价,缩短工期,节约建筑材料和能源,促进技术进步等方面起到了显着的作用。随着我国基本建设的发展和工程技术的不断进步,国务院有关部委组织全国各方面的专家陆续制订、修订并颁发了一批新标准,其中部分标准、规范、规程对行业影响较大。为了及时反映近几年国家新制定标准、修订标准和标准局部修订情况,我们组织力量对工程建设标准规范分类汇编中内容变动较大者再一次进行了修订。本次修订14册。修订的2003年版汇编分别将相近专业内容的标准汇编于一册,便于对照查阅;各册收编的均为现行标准,大部分为近几年出版实施的,有很强的实用性;为了使读者更深刻地理解、掌握标准的内容,该类汇编还收入了有关条文说明;该类汇编单本定价,方便各专业读者购买。
总则第二条规定:本规范适用于新建设计时速为250-350公里,运行动车组列车的标准轨距的客运专线铁路,设计时速分为250、300、350公里三级。
值得注意:因为标题是高铁规范,那么其蕴含意思是(标准轨距的)高铁是新建设计时速低250公里的客运专线。因为这部规范面向世界、涉及中国公司的海外铁路建设,不以中国高铁标准为一标准(国家铁路局网站科普栏目专文什么是高速铁路对中国标准专门作出规定,适应于中国)。
折叠国际比较
与国外高速铁路设计规范相比,tb10621《高速铁路设计规范》的中国标准优势在于,在适应规模化建设要求,反映技术简统化,保证质量安全等方面,具有系统性、综合性和灵活的可操作性。
折叠只开动车组
tb10621《高速铁路设计规范》同时首次明确了高速铁路仅运行动车组列车。也正因如此,该tb10621《高速铁路设计规范》仅适用于新建设计速度为250公里~350公里/小时、运行动车组列车的标准轨距客运专线铁路。
对于普通列车为什么不能上高铁线路,铁路专家解释称,主要存在行车速度和设计荷载两方面的制约:动车组列车能够以时速不低于200公里的速度运行,普速(货物)列车高时速只能达到160公里,如果动车组与普速列车共线运行,将显着降低线路的运输能力。另一方面,动车组的轴重大仅为17吨,而普速列车轴重接近23吨,上线运行对轨道的平顺性影响较大。
折叠安全十方面
《高速铁路设计规范》(tb10621-2014)贯彻落实了安全优先原则。高铁运行,安全平稳重要。安全原则主要体现在以下十个方面:
经国家部级单位批准推广使用的、按模数化标准尺寸所做的桥梁设计。对于为数众多的常用的中、小桥梁,为降低造价,提高质量,当按批量制造和机械化施工的需要,将其跨度、主要尺寸、细节构造及规格统一制订。其未按这一名称批准者,可称定型设计或通用设计。
折叠编辑本段标准设计
经国家批准的标准跨度是4、5、6、8、10、12、16、20、24、32、40、48、56、64、80、96、128和160米。跨度小于或等于32米的上承梁式桥(或40米钢梁桥)常用铁路架桥机架设,为此单线混凝土桥每以纵向缝将一孔梁分为两片,且对每一梁片的重量加以限制。跨度等于或大于48米的,均为钢桁架梁。为提高工地拼装速度及质量,其杆件及节点板等应从设计尺寸及工地孔眼精度等方面保证其能互换。因此在制订主要尺寸及细节构造时,须考虑工厂的工艺装备和技术水平。石拱桥、涵洞、墩台、沉井基础等也都有标准设计,但因其大部分不适合工厂制造,从设计标准化所得效益稍逊。单线铁路桥梁标准设计重要的有:
折叠钢筋混凝土简支梁
现设计跨度为4~16米(旧设计有跨度20米者),均为道碴桥面,每一孔梁分为两片,以使其尺寸能和架桥机适应。每片的截面,跨度小的取矩形板状,跨度较大的取∏形或t形
1) 桥梁标准设计。∏形的优点是在梁片架设后,不需将两片相连就可通车,缺点是较t形费料,且每片有四个支座,不易摆平,现已不生产。t形梁两片在隔板处相连。现用的标准设计分为两类:一为正常高度梁,一为低高度梁。前者建筑高度为1.0~2.4米,后者为0.85~1.6米。前者每片重量为9.4~51.5吨,后者为8.4~54.1吨。低高度梁适用于平原铁路,能在满足桥下净空要求下,降低线路高程,以降低路基造价。
桥梁标准设计
折叠预应力混凝土简支梁
均为道碴桥面,截面宽度尺寸和钢筋混凝土梁相同。t形截面下部加宽,以安放钢丝束,先张法梁现只用于跨度16米,尚不属标准设计;后张法梁常用的是跨度24、32米两种,建筑高度分别为2.60、3.00米,梁片重量分别为78.5和111.5吨(见预应力混凝土结构)。
折叠钢板简支梁
跨度小于或等于32米的上承式钢板梁,现已被预应力混凝土梁所代替,跨度为40米的虽仍然使用,但不是标准设计。下承式钢板梁建筑高度低,其用钢量显然较大,仅在平原地区当线路高程难于提高时使用。
折叠下承钢桁架简支梁
50年代初,曾按跨度44、55、66米用低碳钢铆接结构设计并制造;1958年将跨度改为48、64及80米,而钢种及连接未变;70年代改用16锰钢,按栓焊梁(见桁架梁桥)设计。其主要尺寸为:跨度为48、64及80者,均取桁高11米,节长8米,主桁中距5.75米,建筑高度(从钢桁梁底缘到轨底)1.78米;跨度为96、112、及128米者,桁高加大到16米,也已生产过一些,正在逐步向标准设计过渡。
折叠编辑本段公路桥梁设计
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