客货共线32m简支箱梁修订设计的经济性分析

客货共线32m简支箱梁修订设计的经济性分析
新中国成立以来，我国客货共线铁路桥梁大量采用分片式T 梁结构，T 梁外侧设置人行道角钢支架，桥上设置护轮轨。

因简支箱梁结构在中国高速铁路桥梁的应用已较为成熟［1］，2014 年，原铁道部经济规划研究院发布了时速160 km、时速200 km客货共线简支箱梁图纸［2-3］，目前在沪通铁路、青莲铁路上有所应用［4］。

近年来，TB/T 3466—2016《铁路列车荷载图式》、TB 10002—2017《铁路桥涵设计规范》、TB 10092—2017《铁路桥涵混凝土结构设计规范》的颁布，对客货共线箱梁的设计荷载和构造提出了新的要求，铁路相关单位组织开展了客货共线简支箱梁通用参考图的设计修订工作，形成了2019版客货共线箱梁通用参考图［5］，对箱梁结构设计进行了优化。

箱梁与T 梁的经济性问题一直是铁路建设相关部门关注的重点问题［6］，本文介绍对新版客货共线简支箱梁修订设计，并就其与既有客货共线T 梁的经济性开展对比分析，提出应用建议。

1 分析对象
1.1 简支箱梁
以2019版客货共线箱梁通用参考图为分析对象，取时速160 km、时速200 km 客货共线32 m 双线整孔简支箱梁开展分析［5］。

以时速160 km 32 m 双线整孔箱梁为例，其全长32.6 m，计算跨度31.5 m，梁高2.5 m，梁宽11.4 m，腹板倾斜度为1∶5，跨中腹板厚360 mm，梁端腹板厚900 mm，桥面布置见图1。

图1 时速160 km 32 m双线整孔简支箱梁截面（单位：mm）1.2 简支T梁
既有客货共线简支T 梁以可否设置声屏障分为2种类型。

本次对比分析主要考虑如下T 梁结构（均为目前适用的最新版T梁通用参考图）。

1）无声屏障T 梁。

时速160 km 32 m 双线T 梁，图号通桥（2017）2101，桥面布置见图2；时速200 km 32 m双线T梁，图号通桥（2017）2201。

图2 无声屏障双线简支T梁桥面布置（单位：mm）
2）设置声屏障 T 梁。

时速 160 km 32 m 双线 T 梁，图号通桥（2012）2109，桥面布置见图3；时速200 km 32 m 双线 T 梁，图号通桥（2012）2209。

时速 200 km 32 m T梁梁高为2.7 m，时速160 km T梁梁高为2.5 m。

图3 设置声屏障双线简支T梁桥面布置（单位：mm）
2 新版简支箱梁设计修订
2.1 采用ZKH活载设计
2019 版通用图按照新颁布的客货共线铁路ZKH荷载进行结构设计，32 m 梁跨中活载弯矩较原“中-活载”增加12.7%。

针对这一情
况，优化了预应力体系，降低预应力筋重心高度，提高预应力作用效率，保证钢绞线用量适当。

2.2 梁高
2014 版通用图客货共线32 m 简支箱梁与相同时速的简支T 梁梁高一致，时速200 km 时梁高2.7 m，时速160 km 时梁高2.5 m。

本次修订将时速200 km 32 m 简支箱梁梁高定为2.6 m 以节省工程量，并有利于运梁通过隧道。

为了体现不同线路等级的差别，时速160 km 32 m简支箱梁梁高为2.5 m。

在得到了目标匀速运动的测速结果后，我们模拟了目标变速运动的场景，模拟目标多普勒频率变化符合：fd(t)=1 200t2+600t。

模拟器的输出为1.772 GHz+fd(t)Hz，一次测速实验持续10 s，每0.2 s输出一个测速结果。

图4到图6是单次模拟实验获得的测量数据，图4为接收机在1 s时间内得到的基带信号幅度（实部），相位和频谱。

接收机的闭环跟踪精度为305 Hz，所以基带信号的频率分布于±152.5Hz之间。

2.3 桥面布置
2014 版客货共线箱梁通用图中，为了保证双线箱梁满足运梁过隧的要求，通信信号电缆槽布置于桥面，而电力电缆槽布置于箱内。

时速200 km箱梁桥面宽11.6 m，时速160 km箱梁桥面宽11.4 m，时速200 km直线双线整孔箱梁桥面布置见图4。

图4 时速200 km直线双线整孔箱梁桥面布置（单位：mm）
本次修订为了保证双线箱梁可以满足运梁过隧的要求，桥面宽度与原设计保持一致，而电力电缆槽及通信信号电缆槽均采用桥面布置，节省了箱内电缆槽及支架的费用。

2.4 取消遮板
我国既有铁路箱梁的栏杆和声屏障均安装在混凝土遮板上。

遮板为混凝土预制构件，从桥位处吊装至桥面，通过预留钢筋和桥面竖墙A 现浇在一起。

预制遮板技术为箱梁提供了整齐的外观，拓宽了桥面建筑宽度，提供了声屏障立柱安装空间。

建设经验表明，桥面竖墙的现浇工作量大，遮板较笨重，不宜精确安装，导致声屏障立柱很难精确定位。

此外遮板通过与竖墙连接传递荷载，结构受力效率低。

2019 版修正设计提出客货共线简支箱梁取代遮板的方案：在桥面翼缘设置混凝土边墙，安装栏杆和声屏障。

在不需要运梁过隧路段，边墙在梁场浇筑。

在需要运梁过隧路段，当欠填等措施无法满足运梁过隧要求时，边墙在桥位处现浇，通过桥面预留钢筋连接。

边墙每隔8 m 设置断缝。

取消遮板桥面边墙设计见图5。

图5 取消遮板桥面边墙设计（单位：mm）
相比使用遮板设计，有声屏障区段，1孔32 m简支箱梁使用边墙方案节省混凝土16.26 m3；栏杆区段，1孔32 m简支箱梁使用边墙方案节省混凝土12.29 m3。

3 箱梁与T梁经济性分析
3.1 工程量对比
表1为客货共线32 m双线简支箱梁与简支T梁的梁部结构工程用量对比。

可见：
1）简支箱梁梁部没有现浇工程量，简支T 梁有现浇工程量，设置声屏障的简支T 梁现浇工程量比无声屏障T梁高3～4倍。

2）考虑现浇工程量，无声屏障简支箱梁的梁部混凝土和钢筋用量
比无声屏障T 梁高，预应力钢绞线与钢料用量比无声屏障T梁低。

3）考虑现浇工程量，有声屏障简支箱梁的梁部混凝土、钢筋、预应力钢绞线、钢料的用量均比有声屏障T梁低。

3.2 工程造价对比
表2 给出时速200 km 32 m 双线简支箱梁与T 梁的工程造价对比。

可见：
Sealing Analysis of Reactor Pressure Vessel Based on ATLAS WANG Hui，HE Zheng(66)
1）仅考虑梁部工程，无声屏障简支箱梁工程造价比无声屏障简支T 梁高8.5%～10.9%，有声屏障简支箱梁工程造价比有声屏障简支T 梁低8.3%～10.1%。

2）考虑接触网立柱成本差异和T 梁设置护轨、箱梁不设置护轨的情况下，全桥建造成本对比：无声屏障简支箱梁造价比无声屏障简支T 梁桥高0～2%，造价较为接近。

有声屏障简支箱梁比有声屏障简支T 梁桥低9%～11%。

表1 客货共线32 m双线简支梁工程量对比
时速160 km 时速200 km工程材料梁部预制简支箱梁通桥（2019）2132 253.210 50.186 11.902 0.581混凝土/m3钢筋/t钢绞线/t钢料/t混凝土/m3钢筋/t钢绞线/t钢料/t无声屏障钢横梁T梁通桥（2017）2101 207.470 27.498 13.060 1.202 15.200 1.970 0.448 0.388设置声屏障整体桥面T梁通桥（2012）2109 216.540 41.715 15.168 1.201 60.580 13.856 1.818 0.388简支箱梁通桥（2019）2132 253.210 50.372 12.126 0.581无声屏障钢横梁T梁通桥（2017）2201 230.150 29.960 13.368 1.200 17.520 2.097 0.460 0.280简支
箱梁通桥（2019）2232 258.900 51.100 11.698 0.581简支箱梁通桥（2019）2232 258.900 51.250 11.923 0.581梁部现浇0000 0000 0000设置声屏障整体桥面T梁通桥（2012）2209 224.900 43.322 15.176 1.199 71.500 15.754 1.905 0.280 0000
表2 时速200 km客货共线32 m简支梁工程造价对比万元/孔
工程造价梁部工程其他梁部预制梁部现浇桥面系支座运架梁梁场建设总和接触网立柱护轨总成本无声屏障钢横梁T梁通桥（2017）2101 51.95 5.21 11.27 5.90 11.89 2.51 88.73 6.38 3.48 98.59简支箱梁通桥（2019）2132 60.10 0 14.26 5.44 8.03 8.50 96.33 3.84 0 100.17设置声屏障整体桥面T梁通桥（2012）2109 59.27 19.93 7.35 5.90 11.89 2.51 106.85 6.38 3.48 116.71简支箱梁通桥（2019）2132 60.37 0 13.80 5.44 8.03 8.50 96.14 3.84 0 99.98
3.3 全寿命周期经济分析
对北京、上海、济南铁路局客货共线铁路运维费用情况进行了调研。

运维费用主要包括人工费和材料费，其中成本核算时人员年工资统一为12 万元，按折算工时计算各项目人工成本。

运维材料单价以路局采购价或采购指导价格为准［7］。

结果表明：
财务预算是指企业根据自身的实际情况，以其战略目标为核心，对未来一定时期年内的各项资金的投入和支出进行预测。

所谓财务预算管理是指企业在一定的经营目前下，对其自身的经营管理活动以及投融资活动进行协调和规划的一种财务管理活动。

国企的财务预算指的是对企业某个阶段的经营活动的分析总结，于科学生产经营预算和决策基础，用多种形态来真实反映企业未来的规划投资。

1）1 孔双线32 m 简支箱梁桥100 年寿命周期内的养护维修费用为19.6万元。

2）1孔双线32 m 钢横梁简支T 梁（不设置声屏障）100年寿命周期内的养护维修费用为59.9万元。

3）T 梁桥单线每1 km 延展长度养护人员配备数量约为箱梁桥的10倍，客货共线使用箱梁可以节省大量的人力资源。

1.3.2 观察组观察组在对照组的基础上，在术前、手术当日及术后恢复期3个阶段给予阶段性心理干预，并借助症状自评量表(SCL-90)进行心理状况评估。

表3为客货共线32 m双线简支箱梁与简支T梁全寿命周期成本对比。

可见考虑工程建造成本、100 年运维成本，计入接触网立柱及护轨设置的影响，客货共线双线箱梁全寿命周期总成本比T 梁低约27%，箱梁具有显著的经济优势。

两组患者均给予常规的阿司匹林进行抗血小板治疗、硝酸酯类药物扩张血管、低分子肝素抗凝处理以及他汀类药物进行降脂。

对照组仅接受此类常规治疗。

观察组患者则在该基础上,给予比索洛尔治疗。

患者每日服用1次,2.5~5mg/次。

在治疗的过程中,需要对患者的血脂、血压等各项指标进行观测,如果发生异常,则需要进行停药。

荷塘凉亭的二楼，关小怡正举着摄像机，俯拍这场迷你海战的全过程。

詹寻的目光在“海战战场”上不停游走，手中的笔也一刻不停地做着记录。

王小景特别认真地高举拳头，大声给“北洋水师”加油。

表3 客货共线32 m简支梁全寿命周期对比万元
时速160 km、双线时速200 km、双线项目成本工程建造成本100年运维成本全寿命周期成本其他成本接触网立柱护轨（100年周期）总成本钢横梁T梁通桥（2017）2101 84.76 59.90 144.66 6.38 10.44 161.48简支箱梁通桥（2019）2132 94.05 19.60 113.65 3.84 0 117.49钢横梁T梁通桥（2017）2201 88.73 59.90 148.63 6.38 10.44 165.45简支箱梁通桥（2019）2232 96.33 19.60 115.93 3.84 0 119.77
3.4 应用情况
1）沪通铁路
沪通铁路为设计时速200 km 客货共线铁路，全长137.3 km，正线双线桥梁总长98.1 km，声屏障梁占比42.21%，采用2014 版客货共线箱梁通图。

2013 年综合比选了箱梁方案和T 梁方案。

考虑了存制梁场、接触网立柱、声屏障、墩台基础等因素，对比结果表明：采用客货共线箱梁，沪通铁路工程总投资减少3 936万元，其中桥梁减少9 406 万元，电力及电力牵引供电减少1 966 万元，大型临时设施和过渡工程增加7 436万元，铺架工期减少4个月。

2）青连铁路
青连铁路青岛北至洋河口段，为设计时速200 km客货共线铁路，双线段落长度为25.534 km，其中桥梁长度为22.22 km，声屏障梁占
比28.7%，采用2014 版客货共线箱梁550 孔。

综合比选箱梁方案和T 梁方案，并考虑基础、桥墩、桥面系、接触网立柱、梁场布置等因素，对比结果表明：采用箱梁，共计减少投资1 074万元。

其中桥梁减少2 598 万元，接触网工程减少176万元，大型临时设施工程增加1 700万元。

4 结论
1）2019 版箱梁采用 ZKH 活载设计，对梁高、预应力体系、桥面布置、桥面附属设施构造进行了优化，提高了客货共线铁路2019版箱梁的经济性。

市政建设想要提高施工质量，就必须加强对施工人员的管理和培训，设计人员要进行技术交底，让施工人员熟练掌握施工技术，让施工人员了解施工的流程，以及施工过程中需要注意事项，让他们形成规范施工和标准化操作的意识，在施工中能够严格按照施工图施工。

在培训施工人员的时候，必须要理论结合实践，由技术员为一线施工人员讲解施工技术，然后进行现场示范操作，在培训完成之后要进行技术考核，只有达到要求的施工人员才能参与施工。

另外，还要加强对施工人员思想教育，让他们认识到自身的责任和义务，树立质量意识和安全意识，从根本上保证施工质量，还能减少危险事故的发生率。

2）无声屏障简支箱梁的工程材料用量总体较无声屏障T 梁高，有声屏障简支箱梁的工程材料用量较有声屏障T梁底。

新课标提出，初中教师在开展化学教学的过程中，一定要对科学素养的培养工作加以重视，应借助适当的培养策略，促使学生科学素养的提升，为现代社会创新性人才的培养工作贡献力量。

因此，在现代化教学中，初中教师在化学教学中，一定要深化在此方面的认知，以此来落实新课改的所提要求，为我国教育事业的稳定发展助力。

3）考虑建设期间接触网立柱和护轨的成本，无声屏障简支箱梁造价与无声屏障简支T 接近，有声屏障简支箱梁造价比有声屏障简支T 梁桥低9%～11%。

该方案的优点：①系统独立，降低外界干扰；②缩短自动燃烧控制系统的设计和制造工期；③自动燃烧控制系统组态编程（复杂的燃
烧计算及控制逻辑）和调试（相关程序根据现场情况需不断进行修正）由焚烧炉独立完成，成套集成度高，可有效缩短现场调整作业时间。

ACC就地控制柜和DCS可以实现数据通信，常规设备运行状态监控也可以由DCS系统完成；④作业培训后，上位机操作及现场控制柜维护比较简单（ACC柜不需经常维护，核心PLC免维护）。

4）考虑全寿命周期成本，客货共线双线箱梁总成本比T梁低约27%，箱梁具有显著的经济优势。

5）客货共线铁路建设项目，应积极采用箱梁通用参考图。

参考文献
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［2］中铁工程设计咨询集团有限公司.通桥（2014）2231-Ⅳ［Z］.北京：中国铁路经济规划研究院，2014.
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［6］班新林，苏永华.客货共线铁路T 梁和箱梁全寿命周期技术经济分析［J］.铁道建筑，2019，59（1）：20-22.
［7］班新林.客货共线铁路T 梁和箱梁全寿命周期技术经济分析研究［R］.北京：中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，2019.。