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跨越高速铁路公路桥梁设计的若干问题探讨

时间:2019-12-22 00:31:35

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跨越高速铁路公路桥梁设计的若干问题探讨

引言

近几年来,高速铁路发展迅猛,逐渐成为人们出行的重要方式,而且成为了影响一方经济的重要因素。一座高速铁路车站的建立,往往对当地的经济产生越来越重要的影响,高速铁路已经成为国家经济发展,政治稳固的重要因素。然而,越来越多的高速铁路的建设,在给当地发展带来巨大推动的同时,也对当地交通规划及建设工作产生了重要的影响。我国大部分城市规划相对落后,没有充分考虑到城市高速发展带来的对交通的影响,很多铁路线位与现有道路及公路,以及规划道路有交叉情况,当出现此类情况时,为了保证国家高速铁路重点项目的建设,当地道路设计必须做出相应的修改,来保证高速铁路的建设。此时,原来越多的平改立的公铁立交项目,便大量的出现。为了保证高速铁路平面及纵段的合理性,沿线与铁路线位交叉的公路及城市道路,在保证原有公路的通行且不影响当地居民出行的同时,需要对原有道路采用上跨铁路的方案,跨越高速铁路。

1 桥位的选择以及布跨的原则

上跨高速铁路的公路桥梁见图1(以下简称:上跨公路桥)。

图1 上跨公路桥平面

1.1 桥梁位于城镇路段设计注意事项

原有道路位于城镇路段,本身道路就属于当地居民重要的出行道路,车流、人流量比较大,因此最合适的位置就是沿原有老路中心线布置桥位,这样能最好的满足当地的通行要求,而且尽可能减小对当地交通的影响。但此类城镇路段的上跨公路桥的孔跨布置相对比较复杂:(1)无论是公路规范,还是城市道路规范,对路线纵坡都有相应的要求,而且上跨公路桥必然要抬高纵段,才能满足下穿高速铁路的建筑限界要求(建筑限界高度要求:大于5 650 mm+接触网高度)。因此桥梁长度的设计,以及桥台填土高度的合理选择,对当地公路周边的影响非常大,在保证结构合理安全的前提下,尽量减小桥台处填土高度,这样可以在很大程度上减小对桥梁周边的影响。(2)孔跨布置需要考虑的因素较多。跨越高速铁路的主跨,需要预留出充足的宽度,满足高速铁路建筑限界宽度要求,尽量采用施工方便,安全可靠的结构跨越铁路。对于两边引桥部分,要充分考虑到当地的交通情况,保证引桥桥下的安全通行,桥墩位置必须避开当地道路上的重要路口。

1.2 桥梁位于车流稀少路段设计注意事项

原有道路属于车流、人流非常少的村路、乡道,其主要作用是村与村之间,机耕工具的通行,以及非机动车的通行。对于此类上跨公路桥的位置,尽量采用与铁路线垂直交叉的位置,结合走遍较为合适的地形,通过改移道路的方法,使上跨公路桥尽量的满足周边多条道路的通行要求,既节约资源,又减小了施工难度,保证了高速铁路的顺利通行。

2 上部结构形式选择

根据《高速铁路设计规范》(TB 10621-)中,关于新建公(道)路上跨高速铁路立交桥结构设计的相关要求,梁板结构宜采用整体箱梁,采用其他结构形式时,应采取措施加强结构的整体性。在条件允许的情况下,上部结构宜采用整体式现浇箱梁,见图2。(1)优点。整体性较好,施工工艺成熟,在保证施工质量的前提下,结构安全性较高,而且现浇箱梁其结构特点,可以适应多种桥梁角度及线形的要求。特别是对位于高烈度地震区的上跨高速铁路桥梁宜采用整体现浇箱梁结构。(2)缺点。对施工队伍的要求较高,施工队伍要有较高的施工技术及质量保障体系;现浇箱梁施工过程大多需要搭设支架,即便采用悬浇法施工,其上部现浇箱梁的施工时间也较长,这样就对桥下高速铁路的通行造成了严重影响,所以对既有高速铁路上的上跨公路桥的设计,在无法保证施工的情况下,现浇箱梁很难采用。但对新建高速铁路的上跨公路桥设计,施工条件允许,完全可以采用现浇箱梁结构,既安全美观,又合理经济,是首选上部结构形式。

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图2 现浇箱梁断面

对于既有高速铁路上的上跨公路桥设计,宜采用装配式预应力混凝土箱形连续梁结构(以下简称预制小箱梁),见图3。其最大优点是装配式施工,通过吊装或者架桥机等施工机械,可以做到快速安装,对桥下既有铁路的运营造成的影响非常小。而且预制小箱梁的施工质量容易控制,施工技术非常成熟,安全性较高,预制小箱梁的设计技术同样非常成熟,交通部出版的预制小箱梁通用图给于设计者非常好的设计标准,确保了设计的安全合理性。

2.1 早产组与正常组孕妇宫颈阴道分泌物fFN的表达 早产组与正常组孕妇宫颈阴道分泌物fFN的表达在24周及32周时差异均有统计学意义(均P<0.05)。见表1。

图3 预制小箱梁断面

2.1 通用图的应用

部颁预制小箱梁通用图可以作为设计参考图,但不能直接照搬采用。《高速铁路设计规范》(TB 10621-)中明确规定:“7.6.1.1 跨线桥跨及其相邻两跨的安全等级采用一级,结构重要性系数为1.1. 2 跨线桥跨及其相邻两边跨的汽车设计荷载采用相应标准设计荷载的1.3倍。”因此,设计者必须根据规范要求,对预制小箱梁的构造、预应力钢筋、普通钢筋,在部颁通用图的基础上,重新建模计算,确定构造尺寸,加强预应力钢筋及普通钢筋的配置。结构计算软件建议采用《桥梁博士》或迈达斯等正版设计软件,并且在软件应用中,务必注意其荷载提高系数的输入。现在主流的设计软件,一般都是按照规范规定数值进行荷载配置,对于需要荷载提高的情况,每个软件输入的参数各不相同,以《桥梁博士》为例,可以在“横向分布调整系数”中进行荷载提高,即在正常计算结果的基础上,乘以1.3。

工程施工安全管理是对投入资源和条件的安全管理,进而对施工生产全过程及各环节安全生产进行管理的过程。加强安全管理,防范和减少安全事故的发生,及时妥善处理安全事故,减轻因事故造成的人身伤害和经济损失,从而使工程顺利进行到底,是工程施工管理中不可忽视的一个重要环节。

2.2 横向连系设计

增加跨中横隔板的设计,以及可在四分之一跨出增设横隔板。横隔板均可采用实心板构造,并加强湿接缝配筋,及横隔板配筋,施工中注意现浇端的施工质量,保证其上部梁体的整体性。

随着设计及施工技术的不断发展,不断有新的材料新技术,出现在桥梁设计及施工领域,特别是一些大跨径的桥梁,在其设计施工中,大量采用顶推法、转体法等很多先进的施工方法。但就其本出发点,都是要求设计方案在满足合理跨越高速铁路的前提下,充分考虑到施工的可行性、合理性。

2.3 下部结构设计中的问题

上跨公路桥的下部结构,结合跨径布置位置,应合理避免与铁路路基之间的干涉。下部结构尽可能的采用结构稳定、施工过程对铁路路基无影响的结构形式。如需要在靠近铁路路基范围内设置承台时,应对承台进行重点计算,计算ZK活载对承台的影响,保证下部结构的安全性。地质勘察工作要做到详细准确,地质条件简单时,每处桥墩至少一个钻孔,当地质条件复杂时,需要柱状钻孔。对于引桥部分的下部结构,主要考虑对周边道路的影响,当桥下有道路下穿通过时,应注意桥墩对驾驶员视距的影响。避免面积较大的实体桥墩,采用圆柱式桥墩。

3 结构计算中的注意事项

3.1 荷载设计要求

根据《高速铁路设计规范》(TB 10621-)规定,结构重要性系数为1.1;跨线桥跨及其相邻两边跨的汽车设计荷载采用相应标准设计荷载的1.3倍。对上跨公路桥的上下部计算过程中,要注意荷载的提高。

(1) 持续时间≥30 min的严重窦性心动过缓,频率<35次/min;24 h平均窦性心率<45次/min或总心搏<7万次/24 h。

3.2 抗震设计要求

当桥位位于高烈度地震区时,应加强下部抗震设计,《高速铁路设计规范》(TB 10621-)中的规定“抗震设防类别应按不低于公路(城市)桥梁抗震设计标准中规定的B(乙)类采用,并满足《铁路工程抗震设计规范》(GB50111)的相关要求”,设计者应严格遵循此规定,对结构进行抗震设计。

4 跨公路桥安全设施

《高速铁路设计规范》中明确规定,安全防护应符合规定:(1)安全防护范围内桥梁护栏应采用两道防护,并按不低于《公路交通安全设施设计规范》(JTG D81-)规定的最高防撞等级进行特殊设计;(2)桥上应设置安全警示标志和接地系统;(3)桥上应设置防落物网;(4)桥面应采用集中排水方式,引出铁路范围以外;(5)跨线范围内桥面灯杆不宜设在桥面外侧,并采取防止灯杆倾覆坠落桥下的措施。

4.1 护栏设计要求

桥梁外侧采用两道防撞护栏,内侧防撞护栏采用SX级,防撞护栏桥面以上高度为1.4 m;外侧防撞护栏防撞等级为SS级,防撞护栏桥面以上高度为1.3 m。

4.2 上跨铁路处护栏设计要求

为保证桥下铁路的运输及消防安全,在跨越铁路范围内桥面两外侧护栏应按《铁路工程设计防火规范》(TB10063-)设置防护屏,加上防撞护栏高度,桥面以上总高度为2.5 m。

4.3 综合接地设计

参考《铁路防雷及接地工程技术规范》(TB10180-),跨越铁路桥孔的防护屏须设置综合接地措施见图4。

图4 综合接地措施

5 结语

上跨高速铁路的公路桥梁的设计,应充分考虑到上跨公(道)路桥的自身特点,以及高速铁路对周边建筑物的特殊要求。上跨公路桥设计必须考虑到高速铁路的安全运行,并同时满足当地汽车、行人的通行要求。

参考文献:

[1]TB 10621-,高速铁路设计规范[S].

[2]JTG B01-,公路工程技术标准[S].

[3]JTG D-,公路桥涵设计通用规范[S].

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