既有铁路T梁桥改建为框架桥设计

#桥 梁#
收稿日期:20061219;修回日期:20070312
作者简介:郭晓东(1973)),男,工程师,2000年毕业于兰州铁道学院桥隧专业,工学学士。

既有铁路T 梁桥改建为框架桥设计
郭晓东
(中铁郑州勘察设计咨询院有限公司,郑州 450052)
摘 要:结合武汉铁路局管内京广线5次提速既有铁路桥改建,介绍既有铁路桥提速改造中需解决的问题、设计方案的确定及施工方法。

关键词:提速铁路;既有铁路;框架桥;设计中图分类号:U 44516 文献标识码:A 文章编号:1004
2954(2007)06004702
1 概述
京广线武汉局管内确山站北咽喉改造是我公司承担的第五次提速任务中的关键工点之一,由于线路曲
线间夹直线、圆曲线半径及道岔前直线长度满足不了旅客列车行车速度160km /h 的要求,需进行改造。

紧邻车站的K901+330处有一座2-16m +1-1019m 预应力混凝土T 形梁桥,桥全长52176m,圆端形桥墩、U 形桥台、扩大基础,为跨越三里河而设。

该桥始建于1900年,原为单线桥;1958年增建复线时,帮宽为双线桥,线间距411m;1981年换梁并对墩台进行加固。

由于受车站的影响,改线方案为桥位处线路向东偏移,下行线在0号台台尾处东偏移4137m,下行线在3号台台尾处东偏移3194m,在不影响铁路正常运营的前提下,对桥梁的改建十分不利。

2 桥梁改建设计方案
211 方案1
原桥墩台及其基础帮宽,0号台帮宽414m,3号台帮宽410m;将一孔1019m 的非标梁改建为标准提速梁,详述如下。

(1)原桥墩台及其基础帮宽。

按既有尺寸帮宽,设沉降缝将帮宽部分与既有部分分开。

施工基坑开挖时,注意防护,以免引起既有基础不均匀沉降,威胁原桥的运营安全。

(2)非提速梁更换为提速梁,以满足线路160km /h 提速要求。

帮宽部分施工完毕后,将旧梁移除,新梁架设就位。

(3)非标梁改造为标准梁。

该桥有1孔1019m 的非标梁,不能满足提速要求,需要换为16m 的标准提
速梁,因此需将3号台向后退511m,重新修建3号台。

施工采用大架空,大开挖,施工时间长,对铁路运营速
度及安全影响很大。

(4)存在的问题。

原桥基础沉降已经基本完成,新建部分的基础沉降会造成不均匀沉降,影响新旧桥协同工作。

1900年原建的那一部分浆砌片石墩台,风化严重,虽经加固,但还是会影响该桥的工作状态,留下安全隐患。

另外,该桥还存在着梁底高程不能满足百年一遇洪水位的问题,由于线路不能抬高,改建成3-16m 梁桥后,仍然存在该问题。

由此可见,采用常规的帮宽墩台、换梁改造的方法,对该工点而言,存在较多的问题。

212 方案2
将既有桥改建为3孔分离式框架桥,详述如下。

(1)总体布置。

先在桥孔中灌注框架桥,待框架桥建成后,拆除桥墩,在框架桥侧壁预设的牛腿上加盖盖板,使盖板顶与框架桥顶齐平。

2孔16m 梁墩台(墩)之间的净宽分别为12181、1314m,拟在其间分别嵌套净宽1015m 的框架桥,顶板厚018m ,底板、边墙厚019m,净高1014m 。

1孔1019m 梁墩台之间的净宽为7112m,拟在其间嵌套净宽511m 的框架桥,顶板厚016m,底板、边墙厚017m ,净高1016m 。

框架桥间原桥墩处,待拆除桥墩后,加2孔跨径为410m 的挂孔板梁。

框架桥面全宽52176m (顺线路方向),框架桥长1611m (横线路方向)。

框架桥立面总布置见图1,线路改造平面示意见图2。

(2)改善既有桥位处的行洪条件。

桥位处百年一
遇设计洪水流量1034m 3
,设计洪水高程84139m,既有梁底高程84102m,行洪能力不足,造成河床冲刷严重,不得不对河床铺砌以保护基础。

而采用框架桥,框架桥顶板最厚处为018m,比16m 梁桥高度119m 可降低高度111m,施工时,可以从T 梁翼缘板下分部分灌注框架桥顶板,16m 和1019m 梁腹板高度分别为1135、1131m,从T 梁翼缘板下灌注框架桥顶板,可将框架桥顶板底高程控制为84142m 。

另外,3孔框架桥侧壁阻水宽510m,小于2个桥墩阻水宽614m,因此改建为框架桥后将扩大桥下过水断面,改善原有的行洪条件。

(3)工期短、对铁路运输影响小。

京广线提速是在不中断铁路运输的情况下进行的,因此任何施工方
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郭晓东)既有铁路T 梁桥改建
为框架桥设计
图1 框架桥立面总布置(单位:cm)
图2 线路改造平面示意(单位:c m )
案必须工期不能太长,且尽可能少影响铁路正常营运。

本框架桥可以在既有桥下分段分部现浇,只是在线路拨接及架空线路时需短时要点,对铁路运输影响较小。

(4)框架桥建成投入运营后,基本不需要养护维修,是一劳永逸的结构。

(5)台后高填土的处理措施。

原桥台台后填土高1112m,框架桥西侧由既有桥台承受土压力,东侧两个边孔框架桥伸出桥台外面部分,将由框架桥承担土压力,且内侧不受土压力,不对称土压力将使框架边墙身承受很大的弯矩和扭矩,不对称的受力将使框架墙身配筋困难,并影响框架桥的工作状态,减少框架桥的使用寿命。

本次设计在框架桥东侧顺既有桥台接C15混凝土砌体,砌体外采用护锥对路基边坡和砌体进行防护,砌体采用阶梯式基础。

这样可大大地减小土压力,改变土压力的作用方式,改善框架桥的受力状态,延长框架桥的使用寿命。

213 方案比较
从经济层面比较,两个方案的投资费用基本相当。

从技术层面比较:第一方案施工周期长、对铁路运输及安全影响大,且既有墩台已历经百年,满足不了提速的需要,必须时时监测墩台的变形及运营状况。

第二方案采用框架桥,结构安全可靠,可以满足铁路提速要求,并改善了既有桥排洪条件。

虽然施工比较复杂,但经过合理的施工工序安排,可以最大程度地减少对既有线运输的干扰,确保安全,缩短工期。

经综合比较后,最终采用第二方案。

3 施工方案及过程
施工方法采用就地灌注法,该方法比顶进法节约投资且对铁路运输干扰小。

由于既有T 梁和桥墩的存在,框架桥不能一次灌注完成,必须分3段分部灌注。

(1)为了框架桥的稳定和受力需要,第一部分灌注原下行线T 梁腹板东侧第一段718m 框架桥的全部及剩余框架桥的底板和部分边墙墙身,工期与桥下过水兼顾。

(2)待第一段框架混凝土达到设计强度后,架设该段的挂孔板梁。

(3)将既有下行线改拨到框架桥上设计下行线的位置就位,然后拆除原上行线T 梁,再将既有下行线2片T 梁横移到设计上行线的位置。

(4)灌注第二段位于设计上行线西侧的3155m 长框架桥的边墙剩余部分及顶板混凝土。

(5)待第二段框架混凝土达到设计强度后,架设该段的挂孔板梁。

(6)在第一段和第二段框架桥之间架空设计上行线,拆除上行线T 梁,灌注剩下的第三段长4175m 框架桥的边墙剩余部分和顶板。

待该段框架混凝土达到设计强度后,架设该段的挂孔板梁。

(7)拆除架空结构,铺设线路道床等设施。

框架桥施工示意见图3和图4。

图3 框架桥施工示意(一)(单位:c m )
图4 框架桥施工示意(二)(单位:c m )
该桥自2003年10月开始施工,工程进展顺利。

清除河床铺砌层后,下挖仅110m 左右,墩台及其基础凿除量很小,除两侧桥台护锥开挖需少量防护外,对铁
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路运输影响小。

经过5个多月的紧张施工,该桥于2004年3月建成,由产权部门验收合格后,投入运营,
运营状态良好。

4 结论与建议
(1)提速改造涉及铁路桥梁的改建,如拨移量大于110m,有条件时最好移位新建,这样施工方便,对既有线运输干扰小。

(2)如果技术或经济条件不允许移位新建,可以从投资、施工难易、施工对铁路运输的影响程度及建成后的运营维修等方面对帮宽方案和框架桥方案进行综合比较,选择最优方案。

(3)将用于排洪的梁桥改建为框架桥,必须对桥行洪条件进行验算,以确定方案的可行性。

(4)采用框架桥方案必须精心组织,科学合理地确定施工工序,尽量减少对既有线运输的干扰。

(5)很多梁桥台后填土较高,改建为框架桥后,可以采取顺桥台接混凝土砌体,砌体外采用护锥对路基边坡和砌体进行防护的措施。

参考文献:
[1] TB1000211)2005,铁路桥涵设计基本规范[S].
[2] TB1000213)2005,铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设
计规范[S ].
[3] TB1000215)2005,铁路桥涵地基和基础设计规范[S].[4] TB10017)99,铁路工程水文勘测设计规范[S ].
收稿日期:20061213;修回日期:20070105
作者简介:邱 凌(1971)),男,工程师,1992年毕业于石家庄铁道学院。

运营线上拆除混凝土刚构拱桥施工技术
邱 凌
(南昌铁路局,南昌 330002)
摘 要:通过既有线混凝土刚构拱桥拆除施工实例,介绍混凝土刚构拱桥拆除的原则、方案、步骤以及拱桥拆除加固设计的理论和加固的步骤、方法;总结拱桥拆除的步骤、程序、方法以及利用汽车吊和铁路救援吊相结合利用既有线封锁点拆除的施工要点及措施。

关键词:运营线;混凝土拱桥;拆除;施工技术中图分类号:U 44516 文献标识码:B 文章编号:1004
2954(2007)06004903
1 工程概况
浙赣线是按照时速200km 改造的客货混专线,同时考虑双层集装箱的运输条件,因此改造运营后的线路对线路两侧的结构物限界有了更高的要求,既有线的上跨立交大部分都不能满足新的限界要求,有的需要加高,有的需要拆除重建,K468+049114处贵溪冶金大道上跨立交由于净高和净宽都不满足新的铁路限界要求,该桥需要拆除重建。

贵溪冶金大道上跨立交是一座转体施工的斜腿刚构拱桥(冶炼厂侧转体施工,贵溪侧现浇施工),上穿浙赣铁路上下行线,与铁路斜交4715b ,桥长47173m ,宽1215m 。

主体拱桥由4片1115m 宽的槽形梁组成(梁长45m ),槽形梁间采用横隔板连接成为整体,梁上、梁间再铺装少筋微弯板,最后施工10c m 的桥面铺装。

2 拆桥基本原则
因桥是转体施工有推力的斜腿刚架桥,上弦是由开口槽形梁与微弯板组合成的箱肋断面结构,拆除过程基本是原桥施工过程的逆过程,必须按照有推力的
超静定结构考虑。

当桥面铺装混凝土和微弯板全部拆除后,对单片的斜腿刚架拱片而言,解除水平约束后的上弦钢筋混凝土槽梁其抗弯能力很弱(跨中底板仅配有8根<14钢筋)。

因此,必须对上弦进行补强加固
后,方可整体拆除起吊。

3 拆除方案的选择
该桥是斜交浙赣线的斜腿刚架桥,结构复杂,斜交角度大,根据现场勘测和铁路运输情况,共制定了3套拆除方案。

方案一:拆除桥面铺装和微弯板后,利用封锁点整体爆破拆除4片拱片;方案二:拆除桥面铺装和微弯板后,在桥下塔设整体桁架支撑拱片,然后逐节凿断,利用列车间隔,用汽车吊逐节拆除吊走;方案三:拆除桥面铺装和微弯板后,对每片槽梁和斜腿进行加固,维持拱片体系不变,分3段将每片拱片拆除,两跨边梁518m 利用汽车吊吊走,中跨及斜腿(33m )利用封锁点,采用铁路救援吊整体拆除,4片拱片利用4个封锁点进行作业。

针对上述3个方案,通过仔细的研究和现场勘测,方案一:爆破作业清除圬工封锁时间长,拱片厚12
c m,爆破作业困难,且附近是民房,安全隐患大;方案二:桥下净空不够,无法搭设整体桁架;方案三:拱片加。