铁道建筑 Railway engineering October, 2015 文章编号:1003-1995(2015)10-0026-05 我国铁路列车荷载图式的研究与应用 胡所亭12 (1.中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081;2.高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京100081) 摘要:随着我囯铁路运输的发展,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。本文回顾了我囯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 关键词:列车荷载图式发展历程应用 中图分类号:U4412文献标识码:ADO1:10.3969/.isn.1003-1995.2015.10.05 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1我国铁路列车荷载图式研究和发展情况 心参数。影响列车荷载图式的因素很多,除与机车车 旧中国时代,我国桥梁设计主要应用国外的列车 辆参数、运输模式、速度指标和不同结构体系加载方式荷载标准,包括美国的 Cooper E级荷载、日本的L级 等有关外,尚需考虑桥涵结构设计基准期内机车车辆荷载等。由于荷载等级较低且不统一,造成桥梁承载 装备技术的进步和发展。国际铁路联盟(UC)和世界能力差别较大。1938年,我国制定了列车荷载标准 大部分国家推荐采用能够代表运营列车并具有一定安为中华活载标准(C级);其中主要铁路干线采用的是 全储备的概化图式进行铁路基础设施的设计,如美国C-20级荷载,次要干线采用的是C-16级荷载。新中 的 Cooper E系列荷载,UlC的LM71荷载,以及我国的国成立后,未制定新的标准前临时应用的是前苏联的 中一活载图式等。需要说明的是,为便于理解和H-7,H-8级荷载 区分,早期多将“列车荷载”称为“活载”;本文除对既 我国“铁路桥梁设计规范”共正式颁布实施(含修 有图式等描述外,统一表述为“列车荷载” 订)过6次,分别为1951年,1959年,1975年,1985 我国铁路近年来得到了快速发展,铁路运输总体年,2000年和2005年版本。1951年版规范采用中—Z 呈现“客运高速、货运重载”的发展趋势。随着客运铁活载图式(图1),按铁路不同等级采用中-22~中-26 路网的逐渐建成,既有客货共线铁路将主要承担货物级活载图式;1959年版规范沿用中一Z活载图式,按铁 运输的任务;能源供求较大的区域还新建大轴重等级路不同等级采用中-18~中-26级活载图式。1975年 的重载铁路。不同类型线路运营列车在轴重、速度、运及以后规范统一采用中一活载图式(图2),用于客货 输密度等方面都有较大的差异,单一的列车荷载图式共线铁路桥梁设计。中一活载图式主要源自中一Z活 难以反映新形势下的铁路运输状态。根据铁路的发展载图式系列的中-22级,上世纪70年代修订时考虑到 需求,我国铁路学者对列车荷载作用进行了深入的研牵引车辆重量的增加、机车与车辆重量比的降低等因 究,提出了新形势下的列车荷载图式1。 素,将代表车辆的均布荷载66kN/m提高到80kN/m 特种活载 普通活载 L L1 MIIITIIThiTImL 1.1Z 15L1.51.5L15L 图1中一Z活载图式(距离以m计) 将特种荷载由242kN提高至250kN。实践证明,中 收稿日期:2015-09-11;修回日期:2015-09-20 活载图式基本满足了该期间铁路客货运输发展的 作者简介:胡所亭(1980-),男,副研究员,博士 需要。铁 道 建 筑 Railway Engineering October，2015 文章编号: 1003-1995( 2015) 10-0026-05 我国铁路列车荷载图式的研究与应用 胡所亭1，2 ( 1． 中国铁道科学研究院 铁道建筑研究所，北京 100081; 2． 高速铁路轨道技术国家重点实验室，北京 100081) 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。 关键词: 列车荷载图式 发展历程 应用 中图分类号: U441+ ． 2 文献标识码: A DOI: 10． 3969 /j． issn． 1003-1995． 2015． 10． 05 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。影响列车荷载图式的因素很多，除与机车车 辆参数、运输模式、速度指标和不同结构体系加载方式 等有关外，尚需考虑桥涵结构设计基准期内机车车辆 装备技术的进步和发展。国际铁路联盟( UIC) 和世界 大部分国家推荐采用能够代表运营列车并具有一定安 全储备的概化图式进行铁路基础设施的设计，如美国 的 Cooper E 系列荷载，UIC 的 LM71 荷载，以及我国的 中—活载图式等［1-3］。需要说明的是，为便于理解和 区分，早期多将“列车荷载”称为“活载”; 本文除对既 有图式等描述外，统一表述为“列车荷载”。 我国铁路近年来得到了快速发展，铁路运输总体 呈现“客运高速、货运重载”的发展趋势。随着客运铁 路网的逐渐建成，既有客货共线铁路将主要承担货物 运输的任务; 能源供求较大的区域还新建大轴重等级 的重载铁路。不同类型线路运营列车在轴重、速度、运 输密度等方面都有较大的差异，单一的列车荷载图式 难以反映新形势下的铁路运输状态。根据铁路的发展 需求，我国铁路学者对列车荷载作用进行了深入的研 究，提出了新形势下的列车荷载图式［4-7］。 1 我国铁路列车荷载图式研究和发展情况 旧中国时代，我国桥梁设计主要应用国外的列车 荷载标准，包括美国的 Cooper E 级荷载、日本的 L 级 荷载等。由于荷载等级较低且不统一，造成桥梁承载 能力差别较大。1938 年，我国制定了列车荷载标准， 为中华活载标准( C 级) ; 其中主要铁路干线采用的是 C-20 级荷载，次要干线采用的是 C-16 级荷载。新中 国成立后，未制定新的标准前临时应用的是前苏联的 H-7，H-8 级荷载。 我国“铁路桥梁设计规范”共正式颁布实施( 含修 订) 过 6 次，分 别 为 1951 年，1959 年，1975 年，1985 年，2000 年和 2005 年版本。1951 年版规范采用中—Z 活载图式( 图 1) ，按铁路不同等级采用中 －22 ～ 中 －26 级活载图式; 1959 年版规范沿用中—Z 活载图式，按铁 路不同等级采用中 －18 ～ 中 －26 级活载图式。1975 年 及以后规范统一采用中—活载图式( 图 2) ，用于客货 共线铁路桥梁设计。中—活载图式主要源自中—Z 活 载图式系列的中 －22 级，上世纪 70 年代修订时考虑到 牵引车辆重量的增加、机车与车辆重量比的降低等因 素，将代表车辆的均布荷载 66 kN /m 提高到 80 kN /m， 收稿日期: 2015-09-11; 修回日期: 2015-09-20 作者简介: 胡所亭( 1980— ) ，男，副研究员，博士。 图 1 中—Z 活载图式( 距离以 m 计) 将特种荷载由 242 kN 提高至 250 kN。实践证明，中— 活载图 式 基 本 满 足 了 该 期 间 铁 路 客 货 运 输 发 展 的 需要。 26