略論鐵路拱橋的施工

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1概況

蘭渝鐵路于DK37+021處跨越巉柳高速公路,高速公路寬24郾5m,中央設有分隔帶,線路與高速公路夾角36毅。橋址處線路曲線半徑R=3500m,右側20m處為既有隴海鐵路跨線橋。橋址區域地震動峰值加速度0郾2g,動反應譜特征周期0郾45s。結合地形、地質等條件,同時考慮高速公路33郾5m的規劃寬度要求,采用1孔96m下承式鋼管混凝土拱橋跨越。橋梁立面布置所示。

2主要技術標準

3郾1主梁構造為滿足列車高速運行時對橋梁剛度的要求,主梁采用橋面整體連續且具有較大豎向和橫向剛度的箱梁,箱梁截面設計為單箱三室,跨中和支點處截面如所示。跨中梁高2郾6m,梁頂寬15郾26m,底寬12郾5m,梁端拱腳處10郾5m范圍內梁頂加寬至15郾85m,梁底加寬至13郾95m;邊腹板厚35cm,支點處加厚至180cm;中腹板厚30cm,支點處加厚至200cm。設計標準:客貨共線玉級鐵路，設計速度目標值:旅客列車200km/h,貨物列車120km/h;正線數目:雙線;軌道形式:有砟無縫線路;設計活載:中活載。

3結構設計

吊桿處隔墻厚35cm,隔墻開設1郾5m伊0郾9m的過人洞。箱梁頂設有2%的橫坡,為減少箱梁內外溫差,邊、中腹板沿橋縱向每隔6郾0m左右設漬10cm通風孔2處。橋梁位于曲線上,梁體按直線平分中矢布后,96m下承式鋼管混凝土拱橋的主梁與32m簡支梁體之間在曲線外側梁縫較大,為解決梁縫過寬問題,將96m下承式鋼管混凝土拱橋的主梁梁端線澆筑為平行梁縫中心線,即主梁平面按梯形布設3郾2主梁預應力主梁縱、橫向按全預應力結構設計,箱梁縱、橫向預應力鋼束均采用準15郾2mm高強度、低松弛鋼絞線。縱向設15準15郾2mm預應力鋼束,橫向在吊桿隔墻和支點處端橫梁內設3準15郾2mm、9準15郾2mm預應力鋼束,拱座內豎向設準32mmPSB830預應力混凝土用螺紋鋼筋。3郾3拱肋構造拱肋采用鋼管混凝土結構,截面采用豎向抗彎剛度大且腹腔內不填筑混凝土的新型啞鈴形截面。上部采用96m下承式鋼管混凝土拱梁組合結構,全長99m,計算跨度96m。鋼管混凝土拱圈采用受力均勻的拋物線拱,理論拱軸線方程為y=4fL2(L-x)x式中,f為矢矩;L為計算跨度。根據規范中1/3~1/7的合理矢跨比要求,矢跨比取1/5。橫橋向設置兩榀平行拱肋,拱肋中心距12郾15m。下部橋墩采用不等跨圓端墩,基礎采用準1郾5m鉆孔灌注樁。拱肋截面高取3郾2m,上、下弦鋼管外徑取110cm,壁厚取24mm,鋼管內灌注C55微膨脹混凝土,上下弦鋼管中心距為2郾1m。拱肋上下弦管之間采用厚度為24mm的綴板連接,綴板間距70cm,在拱腳處加寬至110cm,為保證綴板局部穩定,設置縱、豎向加勁肋。綴板間除拱腳面以外4郾52m范圍及吊桿處縱向1郾5m范圍灌注C55微膨脹混凝土外,其余均不灌注混凝土。拱肋截面3郾4橫撐對于平行拱肋,大量的分析表明,其橫撐布置對結構橫向穩定的影響要大于其自身剛度的影響。拱頂橫撐布置成與拱軸線鉛直正交,在其他地方布置成與拱軸線相切,對提高橫向穩定效果較好。因此,本橋在橋跨方向的兩側各設1道“K冶撐,中間設3道“一冶字撐。“一冶字撐和“K冶撐均為空鋼管組成的桁式結構,分別由準800mm、準500mm、準400mm的鋼管組成。3郾5吊桿為保證更換吊桿時不中斷行車和單根吊桿斷裂時橋梁的安全性,吊桿布置為縱向雙吊桿,同一組吊桿縱向間距60cm。兩榀拱肋共設26組吊桿,第一組吊桿距離支點12郾0m,其余各組吊桿中心距均為6郾0m。吊桿采用PE防護的61絲準7mm的平行鋼絲束。為防止人為破壞,在距梁頂3m范圍內,于吊桿PE護套外加設0郾8mm厚的不銹鋼管予以防護。吊桿張拉端設在拱肋上端,下端與錨箱連接,錨箱鋼板預埋在主梁內,錨箱拉板采用Q345qE鋼板,尺寸為400mm伊30mm,錨固鋼筋采用HRB400的準32mm鋼筋(板孔準35mm)。吊桿大樣及連接構造橫斷面如所示。3郾6拱腳拱肋伸入拱座,拱座內拱肋鋼管設置剪力釘,并通過構造鋼筋和預應力粗鋼筋與主梁形成整體。拱肋截面在拱腳處由啞鈴形截面變為1郾8m伊5郾1m的矩形截面。為提高拱座混凝土的抗拉能力,拱座和拱座下的部分主梁混凝土采用C55聚丙烯纖維混凝土。3郾7支座采用TQGZ型鋼支座,支點處橫向設置2個支座,支座間距12郾15m,支座噸位2750t。

作者：陳攀篝 單位：寧夏理工大學