目前铁路桥面结构主要有三种形式：纵横梁体系明桥面、纵横梁体系有砟桥面和整体有砟桥面。

1）纵横梁体系明桥面

日本20世纪80年代建成并运营了几座公铁两用悬索桥，如大鸣门桥（主跨876 m）、下津井濑户大桥（主跨940 m）、南备赞濑户大桥（主跨1 100 m）、北备赞濑户大桥（主跨990 m）。现运行两线铁路和四车道公路，列车设计荷载集度为38 kN／m，单列车总重不超过14 000 kN，列车实际运营最高速度160～180 km／h。铁路桥面均采用纵横梁体系明桥面，纵梁放置在横梁之上，钢轨直接铺设在纵梁上，日本铁路明桥面结构示意如图5-12所示。

图5-12　日本铁路明桥面结构示意图（尺寸单位：mm）

五峰山长江大桥对于纵横梁体系明桥面方案考虑了以下两种形式：一种是纵梁搁置于横梁之上的纵横梁体系明桥面结构，如图5-13所示；另一种是我国早期铁路桥梁采用较多的纵梁顶面与横梁等高的纵横梁体系明桥面结构，如图5-14所示。

纵梁搁置于横梁之上的明桥面结构中，在横梁顶面的每条线路下各叠置一个箱形截面的纵梁，在两箱间每隔2.8 m设置一道横向连接系，以提高轨道的横向刚度。下弦设纵向水平连接系抵抗横向风力，并在纵梁上开长圆孔，释放桥面系与主桁架共同作用力，或设置制动架承受与主桁共同作用力。因为纵梁搁置于横梁上，整个铁路面净空会压缩，主桁桁高相应要求增加，相同情况下接线工程量也会略有增加。因此不建议采用纵梁搁置于横梁之上的明桥面结构。

图5-13　纵梁搁置于横梁之上的纵横梁体系明桥面（尺寸单位：mm）

图5-14　纵梁顶面与横梁等高的纵横梁体系明桥面（尺寸单位：mm）

纵梁顶面与横梁顶面等高的明桥面方案中，取消了道砟槽板及道砟，枕木通过钩头螺栓直接与纵梁连接，钢轨支撑在枕木上，这样可减少结构二恒重量，明桥面两线二期恒载约为3.5 t／m。但铁路桥面采用纵横梁体系的明桥面后，主桁下弦没有桥面结构参与结构总体受力，仅仅只有下弦杆件承受结构活载。同时为了与下层主桁结构相适应，避免结构中性轴过于偏向上弦部分，导致结构受力不合理，上层公路正交异性板桥面结构采用搁置在公路横梁上方的形式。这样主桁上弦也只有上弦杆件参与结构总体受力，因而参与结构总体受力的上弦截面面积也大为减少。

纵梁顶面与横梁顶面等高的明桥面方案中，铁路桥面系采用纵横梁体系，纵梁顶面与横梁顶面齐平，为了降低与主桁的共同作用效应，铁路桥面系每隔5个节间设置一道伸缩纵梁。公路桥面采用搁置式正交异性板体系，公路桥面板搁置于横梁上方，桥面荷载通过在主桁横联上方设置的支座传递到横梁，横梁下方设置有横联。

同时为了抵抗风力、摇摆力等横向作用，需设置上、下平纵联，平纵联采用交叉式平纵联，分别与主桁及横梁相连。吊索吊点位于副桁斜撑与横梁相交处，吊点下方设有一道纵梁，上、下平联结构如图5-15所示。

图5-15　上、下平联结构图(www.daowen.com)

2）纵横梁体系有砟桥面

铁路桥面纵横梁体系有砟桥面结构中，铁路桥面采用普通纵横梁体系，纵梁顶面与横梁顶面平齐，下弦设纵向水平连接系抵抗横向风力，并设制动架承受与主桁共同作用力，或设伸缩纵梁释放桥面系与主桁共同作用力。当设制动架承受桥面系与主桁架共同作用力时，制动架受力较大，整个下弦的纵平联截面都较大，这样结构重量也会相应增加。而设置伸缩纵梁释放共同作用力时，需隔2～3个节间设置一道伸缩纵梁，桥面整体性较差。而且本方案上下弦受力不协调，若公路采用分离式桥面，则导致不经济。因此不建议采用纵横梁体系的有砟桥面。纵横梁体系有砟桥面结构如图5-16所示。

图5-16　纵横梁体系有砟桥面结构图（尺寸单位：mm）

3）整体有砟桥面

本方案铁路采用正交异性钢桥面板上设置道砟桥面。正交异性钢桥面板由顶板、节点横梁、纵梁、纵肋组成。主桁下弦节点处设置节点横梁，节点横梁采用π形截面，跨中梁高1.6 m，下翼缘宽2×0.4 m。在节点横梁中间间距2.8 m设置节间横肋，节间横肋采用工字形截面，跨中梁高0.742 m，下翼缘宽0.3 m。钢桥面板顶面两侧与主桁下弦杆的上翼缘连接，在钢桥面板顶面设有防水耐磨层。铁路钢桥面板厚度16 mm，桥面板加劲肋每0.35～0.4 m布置一个，加劲肋高0.2 m。在轨道下方设置纵梁，共四道，纵梁同样高1.6 m。这种桥面形式整体性好，桥面参与共同受力，受力面积大，节省材料。整体桥面有砟轨道结构如图5-17所示。

图5-17　整体桥面有砟轨道结构图（尺寸单位：mm）

4）明桥面与整体桥面比较

明桥面方案中，车辆荷载通过桥面系传递到横梁，再由横梁传递到主桁架，桥面系与主桁受力相对独立。采用明桥面后，桥面系不参与主桁结构受力，主桁的上下弦杆受力面积减少，主桁上下弦杆内力相应较整体桥面要大。

明桥面二期恒载重量减轻，主缆工程数量会减少，同时采用明桥面也会使铁路桥面系工程量略有下降。但悬索桥加劲梁受力主要由活载控制，采用明桥面后桥面系不参与结构总体受力，主桁架参与受力的有效面积减少，主桁杆件截面根据结构受力的需要须明显加大，从而加劲梁总用钢量会上升。

明桥面体系与整体桥面系相比，桥面系钢料会减少，但由于没有桥面系参与共同受力，主桁受力增大较多，主桁钢料会相应增加，最终主梁总钢料反而会增加。明桥面体系二期恒载比整体桥面有砟轨道体系重量轻一些，考虑一期恒载的增加量，明桥面体系主缆用钢量可减少，下部结构两者差别不大。

明桥面体系结构的竖向、横向刚度均比整体桥面小，不利于高速行车。同时明桥面结构中，为了降低与主桁共同作用的不利影响而设置的伸缩纵梁结构对行车也会带来不利影响。目前国内采用明桥面的铁路桥梁其运营的最高速度限制在160 km／h以下，其是否能满足更高速度的行车要求尚待进一步研究论证，不利于运输组织。另外，搁置于横梁上方的公路桥面板与主桁受力相对独立，当两者之间存在温差或者主桁架发生面内面外变形时，桥面板和主桁架会发生相对变形，这使得公路横梁、支座、伸缩缝的设计都相对困难，同时汽车行驶的舒适性也会打折扣。此外，明桥面方案的抗风与抗震性能也比整体桥面方案差一些。

综合对比，五峰山长江大桥铁路桥面系采用正交异性板整体钢桥面有砟轨道体系相对合理。