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摘要:在建設(shè)高速鐵路橋梁時(shí),構(gòu)造要簡單、設(shè)計(jì)要標(biāo)準(zhǔn),方便日后養(yǎng)護(hù)和施工,同時(shí),還要有好的動力性能以及較強(qiáng)的耐久性能,更好地滿足鐵路列車在設(shè)計(jì)、運(yùn)營等多個(gè)方面的需求。鑒于此,筆者總結(jié)了本文。
關(guān)鍵詞:高速鐵路;橋梁建設(shè);結(jié)構(gòu);問題
1設(shè)計(jì)高速鐵路要遵循的主要原則以及要滿足的要求
高速鐵路的剛度要足夠,整體性要強(qiáng),以達(dá)到高速列車舒適、安全的需求,在設(shè)計(jì)時(shí),注意要滿足結(jié)構(gòu)自振頻率等數(shù)值要求;設(shè)計(jì)橋梁時(shí),注意要滿足車橋動力相關(guān)的指標(biāo),在進(jìn)行檢查、計(jì)算時(shí),要參照剛度控制設(shè)計(jì)的強(qiáng)度;在建設(shè)高速鐵路橋梁時(shí),要保證跨區(qū)間無縫線路鋼軌附加應(yīng)力在規(guī)定的數(shù)值內(nèi)、一定要嚴(yán)格限制沉降差、下部結(jié)構(gòu)剛度等數(shù)值,同時(shí)還要依據(jù)橋梁相互作用,做好橋梁鋼軌的縱向力分析工作,使得橋梁的設(shè)計(jì)更科學(xué),列車運(yùn)行地更平穩(wěn)、更安全;在設(shè)計(jì)時(shí),要嚴(yán)格遵循橋梁的耐久性,橋梁的結(jié)構(gòu)要合理,橋梁主結(jié)構(gòu)的使用年限按照100年的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì);橋梁結(jié)構(gòu)的形狀、顏色要和周邊的環(huán)境相融合,在建設(shè)、使用過程中,一定要注意保護(hù)周邊環(huán)境,同時(shí),在設(shè)計(jì)時(shí)還要遵循防震降噪的原則;大力改善中小橋梁的動力性能;高速鐵路橋梁務(wù)必要使用無碴軌道,方便日后檢修、養(yǎng)護(hù)等工作的開展,降低這一工作的工作量。
2橋跨布置要遵循的基本原則、要滿足的要求
原則上講,一座橋梁是按同一個(gè)梁跨布置,除非受到控制點(diǎn)的制約,梁跨的標(biāo)準(zhǔn)以32m、24m為主;如果橋梁的長度特別長,不得不使用兩種標(biāo)準(zhǔn)跨度時(shí),同一梁跨要集中布置在一起。橋梁需要跨河時(shí),橋孔直徑要統(tǒng)一,河堤、邊坡等位置不適合建設(shè)橋墩,如果確實(shí)有建設(shè)的必要,盡量選擇建在背水坡。橋梁需要斜跨河流時(shí),要用大跨度,控制工點(diǎn)以外的孔跨,要調(diào)整一致,布置時(shí)盡量不要錯(cuò)線。橋梁需要跨公路(這里特指高速公路)、鐵路時(shí),如果施工條件不允許,可以用結(jié)合梁,跨國道、省道或是一般的道路,且與這些公路交角較小的時(shí)候,并且公路兩邊還有很大的邊溝,一般的跨度達(dá)不到立交的標(biāo)準(zhǔn),這時(shí)可以考慮鋼構(gòu)連續(xù)梁。對于一些特殊的工點(diǎn),要結(jié)合該工點(diǎn)的實(shí)情,提升施工措施的可行性,選擇性價(jià)比高的橋梁建設(shè)方案。確定相鄰兩個(gè)橋涵的間隔時(shí),要充分考慮到高速行駛列車的平穩(wěn)性、橋梁建設(shè)工藝標(biāo)準(zhǔn)、性價(jià)比等各個(gè)方面,然后選擇合適的建設(shè)方案。兩座橋梁臺尾間距要≥150米,兩個(gè)橋涵的間距或是橋臺尾和橋涵之間的距離也要≥30米。
3梁型、內(nèi)在結(jié)構(gòu)的選用
在選擇梁型時(shí),首先要達(dá)到靜力、動力分析等各個(gè)標(biāo)準(zhǔn),然后再充分結(jié)合橋梁建設(shè)地的環(huán)境、土質(zhì)、工期、成本等因素綜合考慮。橋梁跨度≤24米時(shí),選用框構(gòu)、斜交剛構(gòu)連續(xù)梁;橋梁跨度≥32米時(shí),橋梁的跨度要足夠大,以免降低泄洪效率,建議使用雙線簡支箱梁;假設(shè)橋梁的控制點(diǎn)數(shù)量較多時(shí)、梁跨形式較為復(fù)雜亦或是建設(shè)所在地的土質(zhì)不達(dá)標(biāo)時(shí),多使用簡支梁;當(dāng)橋梁屬于特大型,或是全橋孔跨單一而土質(zhì)較為理想時(shí),沉降控制易操作時(shí),選擇中小跨度連續(xù)箱梁。當(dāng)橋梁橫跨大河流、高速公路、較寬的城市道路時(shí),主橋結(jié)構(gòu)要求非常嚴(yán)格,經(jīng)常使用的有大跨連續(xù)箱梁等等。
4橋墩的選擇
高速鐵路選用的橋墩有很多種,例如矩形雙柱墩、矩形實(shí)體墩。選擇橋墩形式時(shí),一是,要確保橋墩在剛度、穩(wěn)定性能、自振性能等方面達(dá)到標(biāo)準(zhǔn);二是,選擇橋墩形式時(shí),要綜合考慮橋梁建設(shè)所在地的土質(zhì)、環(huán)境、地形、橋高等實(shí)情,還要遵循高性價(jià)比的原則,既漂亮又實(shí)惠,例如:當(dāng)跨河或是跨鐵路的橋梁與二者的交角不大時(shí),且處于有水地段時(shí),選擇雙線圓端形橋墩;橋墩的高度大于18米時(shí),先是要考慮使用空心墩。
5橋梁基礎(chǔ)
首先,明挖基礎(chǔ)要選擇在較好的持力層上進(jìn)行。當(dāng)土層的沉降系數(shù)較小時(shí),才能夠使用明挖基礎(chǔ),基坑的深度不能過大,在施工過程中,做好防水、排水工作,以免強(qiáng)水流延誤過程交期和質(zhì)量。其次,深基礎(chǔ)要選擇性價(jià)比較高的挖孔樁、沉井等形式。第三,確定基礎(chǔ)的埋置深度時(shí),要綜合考慮土壤的性質(zhì)、地形等各個(gè)因素。第四,當(dāng)土壤中有軟土層時(shí)或是地震液化層時(shí),要選用樁基等深基礎(chǔ),而且要保證這一基礎(chǔ)深入穩(wěn)定土層中一到兩米,樁身鋼筋也要深入到軟土層或是液化層下面。
6控制沉降
計(jì)算橋墩臺基礎(chǔ)的沉降值時(shí),要按照恒載狀態(tài)計(jì)算,就外靜定結(jié)構(gòu)而言,有碴橋面橋梁的沉降值要≤3厘米,兩個(gè)相鄰的墩臺,二者的沉降差要≤1.5厘米;無碴橋面橋梁的沉降值≤2厘米,兩個(gè)相鄰的墩臺,二者的沉降差要≤0.5厘米。就超靜定結(jié)構(gòu)而言,在確定兩個(gè)相鄰墩臺沉降差時(shí),要根據(jù)沉降產(chǎn)生的附加應(yīng)力。
7選擇支座形式
常用的橋梁支座有兩種:TGPZ和KTPZ,二者價(jià)格相差懸殊,使用的原則是:工后沉降控制設(shè)計(jì)的橋梁使用TGPZ,工后沉降不控制設(shè)計(jì)的橋梁使用KTPZ。除此之外,一般的橋梁,總長都很長,這些橋梁都使用TGPZ,在調(diào)整支座的高度時(shí),先是要監(jiān)測出基礎(chǔ)沉降或支承墊石高程,這就要求一定要健全自動監(jiān)測體系。
8橋梁建設(shè)過程中的一些意見
在設(shè)計(jì)施工圖之處,做好樁基試驗(yàn),為樁基計(jì)算提供試驗(yàn)依據(jù),有利于合理修正樁周極限摩阻力等參數(shù),讓樁基設(shè)計(jì)最優(yōu)化;客運(yùn)專線的橋墩基礎(chǔ)使用的是直徑是1米或是1.25米的鉆孔樁。例如京滬專線,使用的是直徑1米的鉆孔樁;鄭西專線使用了直徑1.25米的鉆孔樁。在確定樁徑時(shí),要充分考慮建設(shè)地的土壤性質(zhì)、樁基試驗(yàn)的數(shù)據(jù)等因素。
參考文獻(xiàn)
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[2]尚順邦,陳豐蘭.中國高速鐵路橋梁建設(shè)的發(fā)展[J].價(jià)值工程,2013(19).
作者:蘇宏強(qiáng) 單位:中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司