我国铁路的活载图式
公路与铁路桥梁设计荷载
计；否则有必要按设计图重新计算恒载，再次进行结构分
析。
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土压力((yeāalrìt)h pressure) 按其产生的条件(tiáoji:àn)，分为
静止(jìngzhǐ)土压力 主动土压力 被动土压力 桥梁下部结构设计时主要用到前两者。土的侧压力计算
一类 是直接施加于结构上的外力，如结构重力、 车辆、人群等，称为“荷载” (Load)；
另一类 不是以力的形式施加于结构，其产生的
效果与结构本身的特性及结构所处环境等有关，如 基础变位、混凝土收缩和徐变，温度变化等 ,以前习 惯上也称其为“荷载”，但这种叫法并不确切 . 作用效应 (effect of an action):
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1 汽车(qìchē)荷载
-旧公路(gōng1l9ù8)9规版范
? 设计(shèjì)荷载
大量、经常出现的汽车荷载，以车队形式排列。
汽—10级、汽—15级、汽 —20级、汽 —超20级
? 验算荷载
偶然、个别出现的平板挂车或履带车。 挂—80、挂 —100 、挂 —120 、履带 —50
侧压力、基础变位影响力、水浮力、混凝土收缩 和徐变的影响力等。
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结构(jiégòu)重力的标可准按值结，构构件的设计(shèjì)尺寸和材料的重
力密度计算(jì suàn)确定。
在进行桥梁结构 (尤其是新型结构 )分析时，往往需要
预先估算恒载。通常，当估算的恒载与设计图完成后确定
混凝土徐变影响的计算可依据 混凝土应力与徐变变形
呈线性关系的假定进行分析。
混凝土收缩系数和徐变系数的确定， 按照《公路钢筋 混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004) 和
1-高速铁路桥梁主要技术标准
”n e‹]Q›>ª1高速铁路桥梁主要技术标准9'f 0〇¢〇›¢e目录1.1 设计荷载 (1)（一）恒 载 (1)（二）活 载 (2)（三）列车横向摇摆力 (3)（四）制动力或牵引力 (3)（五）长钢轨纵向力和长钢轨断轨力 (4)（六）铁路机车车辆脱轨荷载 (4)（七）动压力及动吸力荷载 (4)（八）侧向土压力 (5)（九）汽车撞击力 (6)（十）地震力 (6)（十一）其它荷载 (6)1.2 梁体刚度与变形控制 (16)1.3 高性能混凝土 (21)1. 高性能混凝土耐久性指标 (21)2. 高性能混凝土原材料 (23)1.4 桥梁结构耐久性 (28)1. 提高桥梁耐久性的必要性 (28)2. 国内外研究现状 (29)3. 提高客运专线桥梁耐久性措施 (32)第一部分高速铁路桥梁主要技术标准1.1 设计荷载设计荷载可分为主要荷载、附加荷载及特殊荷载三种。
桥梁结构设计应根据结构的特性和检算内容，按表1-1所列的荷载就其最不利组合荷载进行设计。
表1- 1桥涵荷载荷载分类荷载名称恒载结构构件及附属设备自重预加力混凝土收缩和徐变的影响基础变位的影响土压力水浮力及静水压力主力活载列车活载公路活载（需要时考虑）列车竖向动力作用长钢轨纵向水平力横向摇摆力离心力列车活载所产生的土压力人行道及栏杆荷载气动力附加力制动力或牵引力风力流水压力冰压力温度变化的影响特殊荷载列车脱轨荷载船只或排筏的撞击力汽车撞击力施工临时荷载地震力长钢轨断轨力注: 1．如杆件的主要用途为承受某种附加力，则在计算此杆件时，该附加力应按主力考虑；2. 长钢轨纵向力及其与制动力或牵引力的组合，按新建铁路桥上无缝线路设计有关规定办理；3．流水压力不与冰压力组合，两者也不与制动力或牵引力组合；4．列车脱轨荷载、船只或排筏的撞击力、汽车撞击力以及长钢轨断轨力，只计算其中的一种荷载，且不与其它附加力组合；5．地震力与其它荷载的组合见《铁路工程抗震设计规范》(GBJ111)。
《铁路列车荷载图式》制定研究
本刊特稿胡所亭1，魏峰2，王丽1，蔡超勋1（1. 中国铁道科学研究院 铁道建筑研究所，北京 100081；2. 中国铁路总公司 科技管理部，北京 100844）摘 要：铁路列车荷载图式是铁路列车对线路工程结构静态作用的概化表达形式，主要用于铁路桥涵结构的设计。
随着我国铁路运输的发展，不同类型线路的运营列车在轴重、速度、运输密度等方面具有较大差异，单一列车荷载图式难以反映新形势下的铁路运输特征。
自20世纪90年代以来，我国研究制定了适用于高速铁路、城际铁路、客货共线铁路、重载铁路的列车荷载图式，形成了铁道行业标准TB/T 3466—2016《铁路列车荷载图式》。
回顾我国铁路列车荷载图式的研究和发展情况，重点对各种类型荷载图式及相应动力系数的研究思路进行研讨，并提出进一步研究方向。
关键词：列车荷载；荷载图式；发展历程；动力系数中图分类号：U442.5 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2017）04-0001-07ＤＯＩ：10.19549/j.issn.1001-683x.2017.04.001《铁路列车荷载图式》制定研究 胡所亭 等接用于桥涵结构强度设计外，对桥梁结构刚度、频率等都有直接或间接影响，其对于列车速度的适应性也是通过控制结构刚度、频率等动力学指标实现的；此外，列车纵向力（机车牵引力、列车制动力）、离心力等也是在荷载图式基础上通过采用相应系数计算得到的。
因此，当选用的图式与线路类型不一致时，应研究确定图式配套的参数体系。
2 客货共线和重载铁路列车荷载图式制定研讨2.1 运营实践经验我国在客货共线铁路列车荷载图式制定方面积累了丰富的实践经验。
采用中-活载图式（见图1）设计的桥涵结构，适应了铁路蒸汽、内燃、电力机车牵引，适应了铁路货车由载重50 t级向60 t级、70 t级升级和普速旅客列车、动车组列车开行。
目前，全路轴重21 t、载重60 t 级货车和轴重23 t、载重70 t级货车分别约占货车总量的58%和35%，是运营货车的主力车型；典型铁路通用敞车与中-活载图式对跨度1~200 m桥涵作用效应比平均约为77%（见图2），即桥涵结构在列车荷载图式方面具有20%左右的储备与发展系数。
我国铁路列车荷载图式的研究与应用
我国铁路列车荷载图式的研究与应用胡所亭【摘要】随着我国铁路运输的发展,不同类型线路的运营列车在轴重、速度、运输密度等方面都有较大差异,单一列车荷载图式难以反映新形势下的铁路运输状态.本文回顾了我国铁路列车荷载图式的研究和发展情况,介绍了各种类型荷载图式的适用范围和应用中需注意的问题,并提出列车竖向动力作用、列车纵向作用力等需要进一步研究的问题.%W ith the development of railway transportation in China,there are great differences in axle load,speed, transport density of the trains on different type of lines,which means single train load pattern cannot correctly reflect the railway transport in such new situation. The research and development history of China railway train load pattern was reviewed in this paper,applicable range of various load pattern and problems that need to be paid attention to in application were introduced,and some further research issues including train vertical dynamic action,train longitudinal force and etc. w ere proposed.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】5页(P26-30)【关键词】列车荷载图式;发展历程;应用【作者】胡所亭【作者单位】中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京 100081;高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】U441+.2铁路列车荷载图式是铁路列车对线路基础设施静态作用的概化表达形式，也是铁路桥涵结构设计的核心参数。
我国铁路的活载图式
我国高速铁路采用0.8倍UIC设计活载的原因 我国高速铁路采用0.8倍UIC设计活载的原因
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1、将0.8UIC作为我国高速铁路桥梁设计活载，其静、动效应均大于跨线 、将0.8UIC作为我国高速铁路桥梁设计活载，其静、动效应均大于跨线 列车和高速列车的静、动载效应，并有一定余量，且设计或者与实际运 营活载的余量和既有铁路设计或者（中营活载的余量和既有铁路设计或者（中-活载）与实际运营活载期间的余 量相当。 2、采用0.8UIC设计活载，其作用于结构上的内力变化与实际运营活载内 、采用0.8UIC设计活载，其作用于结构上的内力变化与实际运营活载内 力变化规律协调 3、经过对24m两的初步估算结果，采用0.8UIC作为设计活载，较UIC活载 、经过对24m两的初步估算结果，采用0.8UIC作为设计活载，较UIC活载 可节省10%的裁量用量 可节省10%的裁量用量 4、采用0.8UIC有利于向国际标准靠拢，加强国际间的交流 、采用0.8UIC有利于向国际标准靠拢，加强国际间的交流
比较
采用0.7UIC作为客运专线铁路桥梁设计活载，虽能包络各种运 营列车活载效应，但余量较小。 采用0.6UIC作为客运专线铁路桥梁设计活载，能包络跨线、高 速列车活载效应，但特殊情况下要求运营货物列车时，个别跨 度经检算不能通过。 根据以上分析比较，所以推荐采用0.8UIC作为客运专线铁路桥 梁设计活载，也就是本暂规条文上列出的ZK标准活载图式。 0.8UIC作为客运专线铁路桥梁设计活载，其静、动载效应均大 于跨线列车和高速列车的静、动载效应，并有一定余量，且设 计活载与实际运营活载间的余量和既有铁路设计活载（中一活 载）与实际运营活载间的余量相当。 0.8UIC作为客运专线铁路桥梁设计活载，其作用于结构上的内 力变化与实际运营活载内力变化规律协调。
桥梁工程设计荷载车辆荷载等
桥梁设计时中以活载静重乘上动力系数来 反映这种影响。
铁路桥动力系数 1+μ 公路桥冲击系数 μ 动力系数（或冲击系数）公式中考虑 了不同类型桥跨、跨度和加载长度的影响。
ห้องสมุดไป่ตู้
铁路桥动力系数
1+μ
①
混凝土梁
0.146 当l 8m时， 1＋＝ 1.277＋ l 0.2
0.920 当l 8m时， 1＋＝ 1.014＋ l 0.2
鉴于车辆不可能全部同时刹车 公路《桥规》规定：
1 或 2 车道桥，制动力按一行汽车车队总重量的 10%，但不得小于一辆重车重量的30%。
4车道桥为上述数值的两倍。
铁路《桥规》规定：
制动力按计算长度内列车竖向静活载标准值的15% 计算，牵引力按加载长度等于或小于30m内列车静 活载标准值的30%计算，按控制者设计。 当设计桥墩台时，上述制动力和牵引力按 10% 和 15%计算，按控制者设计。 当制动力与离心力同时计算时，制动力或牵引力按 列车竖向静活载标准值的5%计算。 双线按一线计，多线按两线计。
一
可变作用
可变作用 设计使用期内其值随时间变化，且
其变化与平均值相比不可忽略的荷载。
一、基本可变作用
包括：列车活载、汽车或平板挂车或履带车、 由列车活载和汽车活载引起的冲击力、 曲线上的离心力、 由活载引起的土侧压力。 公路桥中的人群荷载。 铁路桥梁的列车横向摇摆力等。
（一）列车活载 轴重、轴距各异。 为规范设计，我国根据机车车辆轴重、轴距对 桥梁不同影响及考虑车辆的发展趋势，制定了 中华人民共和国铁路标准活载图式。 （简称“中—活载”） 中—活载——160km/h、200km/h ZK—活载——250km/h、300km/h以上高速
高速铁路设计规范(最新版)
11 总则1.0.1 为统一高速铁路设计技术标准，使高速铁路设计符合安全适用、技术先进、经济合理的要求，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于旅客列车设计行车速度250～350km/h 的高速铁路，近期兼顾货运的高速铁路还应执行相关规范。
1.0.3 高速铁路设计应遵循以下原则：（1）贯彻“以人为本、服务运输、强本简末、系统优化、着眼发展”的建设理念；（2）采用先进、成熟、经济、实用、可靠的技术；（3）体现高速度、高密度、高安全、高舒适的技术要求；（4）符合数字化铁路的需求。
1.0.4 高速铁路设计速度应按高速车、跨线车匹配原则进行选择，并应考虑不同速度共线运行的兼容性。
1.0.5 高速铁路设计年度宜分近、远两期。
近期为交付运营后第十年；远期为交付运营后第二十年。
对铁路基础设施及不易改、扩建的建筑物和设备，应按远期运量和运输性质设计，并适应长远发展要求。
易改、扩建的建筑物和设备，可按近期运量和运输性质设计，并预留远期发展条件。
随运输需求变化而增减的运营设备，可按交付运营后第五年运量进行设计。
1.0.6 高速铁路建筑限界轮廓及基本尺寸应符合图1.0.6 的规定，曲线地段限界加宽应根据计算确定。
27250550040002440170017501250650③①②④⑤1700251250①轨面②区间及站内正线（无站台）建筑限界③有站台时建筑限界④轨面以上最大高度⑤线路中心线至站台边缘的距离（正线不适用）图1.0.6 高速铁路建筑限界轮廓及基本尺寸（单位：mm）1.0.7 高速铁路列车设计活载应采用ZK 活载。
ZK 活载为列车竖向静活载，ZK 标准活载如图1.0.7-1 所示，ZK 特种活载如图1.0.7-2 所示。
图1.0.7-1 ZK 标准活载图式图1.0.7-2 ZK 特种活载图式31.0.8 高速铁路应按全封闭、全立交设计。
1.0.9 高速铁路设计应执行国家节约能源、节约用水、节约材料、节省用地、保护环境等有关法律、法规。
中外铁路荷载标准制定方法及中国高铁荷载标准“走出去”适应性分析
1 国际铁路联盟荷载标准制定方法20世纪70年代国际铁路联盟研究提出了设计荷载图式UIC 71及与之相匹配的设计动力系数。
通过对客车、货车、动车组等6种类型的运营列车研究表明：由于车型、运营速度等差异，不同列车引起的桥梁动力系数具有较大变化，最终欧盟铁路采用了统一的荷载与动力系数标准。
对于高速动车组，会出现设计动力系数＜运营动力系数的情况，但由于高速动车组车体自质量较轻与设计荷载相差较大，仍能保证设计荷载效应＞实际运营荷载效应。
1.1 设计荷载UIC 71荷载图式制定时考虑的实际运营列车分别为：（1）轴重250 kN、时速120 km的重型货物列车；（2）轴重210 kN、时速120 km的2CC 机车（6轴）；（3）轴重210 kN、时速120 km的重型货车（6轴）；（4）轴重150 kN、时速250 km的客运列车（考虑机车牵引）；（5）轴重170 kN、时速300 km的高速动车组；（6）时速80 km的特重列车[1]。
UIC 71设计荷载图式见图1。
1.2 桥梁动力系数Φ2= 1.44 + 0.82 ， （1） √L Φ-0.20Φ3= 2.16 + 0.73 。
（2） √L Φ-0.20中外铁路荷载标准制定方法及中国高铁荷载标准“走出去”适应性分析杜宝军：铁道第三勘察设计院集团有限公司，高级工程师，天津，300402摘 要：铁路列车荷载图式是涉及各类铁路工程结构的技术标准，是桥梁设计的核心参数。
以国际铁路联盟、日本、中国为代表，就国内外典型国家铁路荷载标准制定方法进行分析，建议中国铁路荷载标准制定应遵循将列车竖向荷载、梁体竖向基频、动力系数综合考虑的思路。
在桥梁设计时，应满足“设计活载图式静效应×设计动力系数”大于“运营车辆静效应×运营动力系数”；采用概化包络的图式制定铁路荷载标准。
分析中国荷载标准“走出去”的适应性，并对设计荷载与运营荷载在设计标准制定中的作用进行阐述，就今后铁路荷载标准研究方向提出建议。
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比较
采用0.7UIC作为客运专线铁路桥梁设计活载，虽能包络各种运 营列车活载效应，但余量较小。 采用0.6UIC作为客运专线铁路桥梁设计活载，能包络跨线、高 速列车活载效应，但特殊情况下要求运营货物列车时，个别跨 度经检算不能通过。 根据以上分析比较，所以推荐采用0.8UIC作为客运专线铁路桥 梁设计活载，也就是本暂规条文上列出的ZK标准活载图式。 0.8UIC作为客运专线铁路桥梁设计活载，其静、动载效应均大 于跨线列车和高速列车的静、动载效应，并有一定余量，且设 计活载与实际运营活载间的余量和既有铁路设计活载（中一活 载）与实际运营活载间的余量相当。 0.8UIC作为客运专线铁路桥梁设计活载，其作用于结构上的内 力变化与实际运营活载内力变化规律协调。
我国高速铁路采用0.8倍UIC设计活载的原因 我国高速铁路采用0.8倍UIC设计活载的原因
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1、将0.8UIC作为我国高速铁路桥梁设计活载，其静、动效应均大于跨线 、将0.8UIC作为我国高速铁路桥梁设计活载，其静、动效应均大于跨线 列车和高速列车的静、动载效应，并有一定余量，且设计或者与实际运 营活载的余量和既有铁路设计或者（中营活载的余量和既有铁路设计或者（中-活载）与实际运营活载期间的余 量相当。 2、采用0.8UIC设计活载，其作用于结构上的内力变化与实际运营活载内 、采用0.8UIC设计活载，其作用于结构上的内力变化与实际运营活载内 力变化规律协调 3、经过对24m两的初步估算结果，采用0.8UIC作为设计活载，较UIC活载 、经过对24m两的初步估算结果，采用0.8UIC作为设计活载，较UIC活载 可节省10%的裁量用量 可节省10%的裁量用量 4、采用0.8UIC有利于向国际标准靠拢，加强国际间的交流 、采用0.8UIC有利于向国际标准靠拢，加强国际间的交流
我国铁路的活载图式
——中国高速铁路列车设计活载图式 ——中国高速铁路列车设计活载图式
世界高速铁路采用的设计活载
世界高速铁路活载
欧洲采用UIC活载
中国采用0.8倍UIC活载即ZK活载
日本采用N、P荷载
分析
当前国外高速铁路活载图式的两种体系，日本基本上是单一 的轻型高速列车体系。而UIC活载却概括了现在欧洲的轻型和 重型运营列车荷载，并留有列车发展的余地，这与我国客运 专线铁路的目标值和本线与跨线列车共线运行的运输模式是 很接近的。再者，根据专家意见，应考虑必要时客运专线铁 路线可运行货物列车，另外应考虑客运专线铁路活载图式向 国际标准靠拢。通过综合分析，认为参照UIC活载的模式来制 定我国客运专线铁路活载图