羊正茂
甘肃铁科建设工程咨询有限公司
摘要：高速铁路的重要组成部分之一——桥梁，桥梁质量的好坏直接影响了高速铁路运行的安全与舒适。现阶段，我国高速铁路与高速铁路桥梁技术程同步发展趋势，进一步推动我国高速铁路桥梁技术的研究和发展，对我国高速铁路的发展起到极大的积极作用。本文主要分析我国高速铁路桥梁设计特点以及现阶段我国主要采用的高速铁路桥梁设计技术，并对我国高速铁路桥梁设计进行未来展望和发展规划的设计。
关键词：高速铁路；桥梁技术；发展与实践
引言：近些年来，我国高速铁路桥梁设计技术迎来重大突破，已经建设铁路运营长度最长、铁路建设规模最大的高速铁路桥梁——丹昆特大桥，并在我国各地建设一批荷载能力大、运行速度快的世界一流大跨度桥梁。并随着我国的经济发展以及对铁路网建设的重视力度增加，有望在本世纪30年代末，形成我国八纵八横的高铁铁路布局。并将高铁网络建设分布于我国各大主要城市群，有效连接我国各省省会以及大部分人口数量超过50万的中大型城市。因此为了更好的加快我国高铁八纵八横格局的落实，需要进一步提高我国高速铁路桥梁设计技术。
一、高速铁路桥梁设计特点
与普通的列车相比，高速铁路列车运行速度快，且对桥轨的平滑性有较高的要求。因此桥轨的平滑性及其轨道状态对列车的正常运行有着重要的影响。我国高速铁路桥梁设计需保证刚度大，整体性好、大跨度桥梁多等特点。
1.1 刚度大，整体性好
我国高速铁路桥梁设计过程中，较好的保障桥梁的完整性以及横向与竖向的刚度，有效的减少铁路在运行过程中受到外界因素影响而出现较大的振幅以及偏转，极大的保证了高速铁路运行的安全性和平稳性。同时还加大了对桥梁温度差的控制，防止桥梁混凝土由于温差较大而产生结构的变形、损坏、开裂等问题。
1.2 大跨度桥梁多
由于我国国土广阔，且地形复杂，所以我国大部分高速铁路为全封闭式路线，在应对公路与桥梁并存路段，采用交形式跨越。通过对我国高速铁路路线的调查发现，我国在公路与铁路并存路段，广泛采用大跨度桥梁技术来进行路网规划，桥梁长度超过100m的共有两百多架，超过400m的桥梁有30架，超过500m的有13架，跨度长度超1km的桥梁有3架。
1.3 提高结构的耐久度
由于高速铁路的运行速度远超于普通列车，所以为了进一步提高我国交通运输的速度和效率，加大了对高速铁路的建设。在进行高速铁路桥梁建设阶段，需要对桥梁的各个建设环节以及桥梁的稳定性与耐久性进行充分考虑，切实提高桥梁的结构严谨性和耐久性，并做好建设环节的日常维护和检查。
二、高速铁路桥梁具体技术
2.1 大跨度混凝土桥
由于我国国土辽阔，地形复杂。对于大江大河、山川峡谷地区高速铁路的运行必须依靠大跨度桥梁结构。大跨度混凝土桥具备成本低，维修方便等优势。因此，现阶段大跨度混凝土桥梁是我国进行大跨度桥梁建设的首选桥型。与桥梁变形随跨度增加而增加不同的是，高速铁路无砟轨道要求跨度变化不影响桥梁变形。因此在设计大跨度混凝土桥梁阶段需要做好竖向变形控制，从控制弹性变形角度出发，有效控制桥梁收缩徐变，并在连续结构的基础上增加拱、拉索等辅助结构来增强结构刚度，防止桥梁变形。我国许多铁路(宜万、京沪、兰新、京津等)都采用大跨度混凝土桥梁建设结构。宜万铁路建设了我国客货共线最大跨度混凝土拱组合桥，总跨度长275m。汉十高速铁路建设主跨300m的崔家营汉江特大桥。
我国部分建成大跨度高铁桥梁
2.2 拱桥技术
我国已有超过20座跨度200m以上的大跨度拱桥。其中上承式拱桥具有维修成本低，刚度大桥跨越能力强等特点，极其适合险峻山谷以及峡谷地带。
我国通过对城市桥梁的研究，结合我国不同的地形条件，在原有上承式桥梁技术的基础上，增加了钢管劲性骨架分段、分层主拱方法等技术。云桂铁路建设客货共线跨度最大的混凝土拱桥，总跨度416m；昆沪高速铁路建设跨度最大的上承式拱桥，主跨445m的北盘江特大桥；万州长江公路大桥建设不仅融入了上承式拱桥的相关技术，并深化研究主拱施工路线、施工工艺、截面应力重分布、徐变特性等技术，极大地丰富我国拱桥技术。
2.3 钢桥技术
我国钢桥技术第一次建设成果为06年万州长江桥，该桥总跨度360m。随后十几年的发展，我国钢桥技术逐渐延伸至钢箱拱桥、钢桁拱桥等大跨度钢桥发展，桥梁跨度也逐渐增加。钢桥技术具备荷载程度强、运行速度快、结构性完整等优势。我国京沪高速铁路建设承载四线列车与双线轻轨的大胜关长江大桥，总跨度336m，总荷载约1200kn每米。随后在光线长江大桥的基础上，研究了q420q桥梁钢，极大增强桥梁的强度、焊接能力、以及抗低温韧性。并针对大胜关长江大桥长吊杆容易出现震动问题，采用八边形截面吊杆、阻尼器安装、开孔透风等方式，有效抑制长吊杆震动问题，有效延伸钢桥跨度和荷载力的增加。
三、高速铁路桥梁设计未来展望和发展
3.1 开发新型材料
为了更好的应对我国高速铁路桥梁建设所面临的复杂环境以及桥梁跨度新要求，需要加快对钢筋混凝土结构的寿命延长以及高耐久性元素研究；开发节能环保材料的研究，例如适应海洋环境的石墨烯高耐久新型材料；钢结构强度等级达到600~800mpa，并增强其耐久性；开发纤维复合材料来有效降低桥梁的自身重量，增加桥梁韧性以及寿命长度。
3.2 桥梁设计优化
徐变变形因素对桥梁影响较大，应针对该因素研究预应力梁设计；结合高速铁路运行角度，并对列车、桥梁、路线、周边环境四大元素进行结合分析，来优化桥梁设计结构；积极开展对于钢混凝土组合结构桥梁、斜拉悬吊协作结构桥梁、深水基础桥梁等新型桥梁的研究，来应对我国八纵八横高铁布局所面对的各种复杂环境和地形结构。
3.3 桥梁建设新技术的扩展研究
可利用各种新型科技运用在我国高速铁路桥梁设计环节当中。例如应用GPS和GIS技术，来增强桥梁建设阶段对于建设环节的精准把握和实时监测，有效实现桥梁建设的自动化和信息化的发展；应用Bim技术在桥梁设计、规划、桥梁施工、后期运行等环节当中，增强桥梁设计的精准性以及有效增加桥梁的使用周期和各项桥梁优化元素的研究效率。
3.4 新设备的使用和研究
在高速铁路桥梁建设阶段可采用一些新型设备来提升建设效率。例如使用一些大型运输起吊机和安装设备，来开展一些跨度较大(1500m~2000m)桥梁或是水位较深(100m以上）的跨海大桥。
四、结束语
综上所述，我国现阶段高速铁路桥梁设计水平已达到世界一流水平，为了尽早的实现我国对于高速铁路在本世纪30年代末实现八纵八横的高速铁路布局建设，需要相关部门和建设单位积极开发铁路建设新材料、优化桥梁设计、扩展研究桥梁建设新技术、开发和使用桥梁建设新设备等方式来应对我国八纵八横高速铁路建设过程中的各种挑战和机遇，并为我国未来建设跨台湾海峡桥梁建设提供重要的技术支持和建设经验。
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