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(shè)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(cè)20m處為既有隴海鐵路跨線橋。橋址區(qū)域地震動(dòng)峰值加速度0郾2g,動(dòng)反應(yīng)譜特征周期0郾45s。結(jié)合地形、地質(zhì)等條件,同時(shí)考慮高速公路33郾5m的規(guī)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3郾1主梁構(gòu)造為滿足列車(chē)高速運(yùn)行時(shí)對(duì)橋梁剛度的要求,主梁采用橋面整體連續(xù)且具有較大豎向和橫向剛度的箱梁,箱梁截面設(shè)計(jì)為單箱三室,跨中和支點(diǎn)處截面如所示?？缰辛焊?郾6m,梁頂寬15郾26m,底寬12郾5m,梁端拱腳處10郾5m范圍內(nèi)梁頂加寬至15郾85m,梁底加寬至13郾95m;邊腹板厚35cm,支點(diǎn)處加厚至180cm;中腹板厚30cm,支點(diǎn)處加厚至200cm。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):客貨共線玉級(jí)鐵路，設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值:旅客列車(chē)200km/h,貨物列車(chē)120km/h;正線數(shù)目:雙線;軌道形式:有砟無(wú)縫線路;設(shè)計(jì)活載:中活載。

3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

吊桿處隔墻厚35cm,隔墻開(kāi)設(shè)1郾5m伊0郾9m的過(guò)人洞。箱梁頂設(shè)有2%的橫坡,為減少箱梁內(nèi)外溫差,邊、中腹板沿橋縱向每隔6郾0m左右設(shè)漬10cm通風(fēng)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(jiǎn)支梁體之間在曲線外側(cè)梁縫較大,為解決梁縫過(guò)寬問(wèn)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(shè)3郾2主梁預(yù)應(yīng)力主梁縱、橫向按全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),箱梁縱、橫向預(yù)應(yīng)力鋼束均采用準(zhǔn)15郾2mm高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線?？v向設(shè)15準(zhǔn)15郾2mm預(yù)應(yīng)力鋼束,橫向在吊桿隔墻和支點(diǎn)處端橫梁內(nèi)設(shè)3準(zhǔn)15郾2mm、9準(zhǔn)15郾2mm預(yù)應(yīng)力鋼束,拱座內(nèi)豎向設(shè)準(zhǔn)32mmPSB830預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋。3郾3拱肋構(gòu)造拱肋采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu),截面采用豎向抗彎剛度大且腹腔內(nèi)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(jié)構(gòu),全長(zhǎng)99m,計(jì)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(jì)算跨度。根據(jù)規(guī)范中1/3~1/7的合理矢跨比要求,矢跨比取1/5。橫橋向設(shè)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(chǔ)采用準(zhǔn)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(nèi)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(wěn)定,設(shè)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(duì)于平行拱肋,大量的分析表明,其橫撐布置對(duì)結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)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(duì)提高橫向穩(wěn)定效果較好。因此,本橋在橋跨方向的兩側(cè)各設(shè)1道“K冶撐,中間設(shè)3道“一冶字撐?！耙灰弊謸魏汀癒冶撐均為空鋼管組成的桁式結(jié)構(gòu),分別由準(zhǔn)800mm、準(zhǔn)500mm、準(zhǔn)400mm的鋼管組成。3郾5吊桿為保證更換吊桿時(shí)不中斷行車(chē)和單根吊桿斷裂時(shí)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(shè)26組吊桿,第一組吊桿距離支點(diǎn)12郾0m,其余各組吊桿中心距均為6郾0m。吊桿采用PE防護(hù)的61絲準(zhǔn)7mm的平行鋼絲束。為防止人為破壞,在距梁頂3m范圍內(nèi),于吊桿PE護(hù)套外加設(shè)0郾8mm厚的不銹鋼管予以防護(hù)。吊桿張拉端設(shè)在拱肋上端,下端與錨箱連接,錨箱鋼板預(yù)埋在主梁內(nèi),錨箱拉板采用Q345qE鋼板,尺寸為400mm伊30mm,錨固鋼筋采用HRB400的準(zhǔn)32mm鋼筋(板孔準(zhǔn)35mm)。吊桿大樣及連接構(gòu)造橫斷面如所示。3郾6拱腳拱肋伸入拱座,拱座內(nèi)拱肋鋼管設(shè)置剪力釘,并通過(guò)構(gòu)造鋼筋和預(yù)應(yīng)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?yōu)?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(diǎn)處橫向設(shè)置2個(gè)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(xué)