曾 玲

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川成都610031)

1 工程概況

1.1 橋位概況

橋址位于低山區(qū)，橋位斜跨一溝槽，溝槽地形較平緩，有一常年流水河流從溝槽內(nèi)穿過。兩側(cè)為低丘緩坡，薄土覆蓋。

1.2 地質(zhì)情況

橋位處上覆上侏羅系粉質(zhì)黏土及塊石土，下伏基巖為泥巖夾砂巖、泥巖，單斜地層，節(jié)理不發(fā)育，多為泥巖中的網(wǎng)狀風(fēng)化裂隙。

1.3 橋式方案及主要施工方法

孔跨式樣:4×32 m+(48+80+48)m連續(xù)梁+3×32 m

橋址地形為U形谷，為滿足龍河支流的行洪要求，減少對(duì)豐都至石柱省道的干擾，同時(shí)考慮減少高墩個(gè)數(shù)，本橋主跨選用(48+80+48)m的連續(xù)梁，引橋部分采用32 m簡(jiǎn)支T梁;本橋最大墩高72 m，橋臺(tái)采用T形空心橋臺(tái)，圓端形空心、實(shí)體墩，基礎(chǔ)采用直徑1.25 m、直徑1.50 m和直徑2.00 m鉆(挖)孔樁。立面布置圖如圖1所示。

本橋(48+80+48)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用懸臂灌注法施工。

圖1 立面布置(單位:cm)

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

線路等級(jí):國(guó)鐵I級(jí);

正線數(shù)目:新建雙線客貨共線鐵路，線間距4.4 m;

設(shè)計(jì)活載:中－活載;

旅客列車設(shè)計(jì)行車速度:旅客列車速度目標(biāo)值200 km/h。

3 連續(xù)梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 主梁構(gòu)造

梁體為單箱單室、變高度、變截面箱梁，梁體全長(zhǎng)177.5 m，中跨中部10 m梁段和邊跨端部13.75 m梁段為等高梁段，梁高3.8 m;中墩處6 m段梁高為6.6 m，其余梁段梁底下緣按二次拋物線Y=3.8+2.8×X2/322(m)變化。其中以6號(hào)或17號(hào)截面頂板為原點(diǎn)，x=0～32(m)。軌底至梁頂高度為0.7 m。箱梁頂板寬9.56 m(線間距4.6 m)或9.36 m(線間距4.4 m)，箱底寬6.4 m。全橋頂板厚42 cm;底板厚42～80 cm，在梁高變化段范圍內(nèi)按拋物線變化，邊跨端塊處底板厚由42 cm漸變至120 cm;腹板厚40～75 cm，按折線變化，邊跨端塊處腹板厚由40 cm漸變至80 cm。梁體在支座處設(shè)橫隔板，全聯(lián)共設(shè)4道橫隔板，橫隔板中部設(shè)有孔洞，以利檢查人員通過。主梁橫截面見圖2。

圖2 梁體橫斷面示意圖(單位:cm)

3.2 主梁預(yù)應(yīng)力體系

梁體圬工采用C55混凝土，梁體縱向及橫向預(yù)應(yīng)力采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，公稱直徑為15.2 mm，彈性模量為195 GPa，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860 MPa?？v向預(yù)應(yīng)力采用12～15.2 mm鋼絞線，采用M15A－12圓塔形錨具錨固。頂板橫向預(yù)應(yīng)力采用4－15.2 mm鋼絞線，張拉端采用BM15－4扁形錨具錨固，固定端采用BM15P－4扁形錨具錨固。梁體腹板中的豎向預(yù)應(yīng)力筋采用直徑32 mm的預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋(PSB830)，在腹板中單排布置，采用JLM－32型錨具錨固。

3.3 主梁平面靜力計(jì)算

主梁平面靜力分析采用橋梁結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)PCBCAD.按照主梁施工順序，將整個(gè)結(jié)構(gòu)的形成劃分為40個(gè)施工階段，對(duì)施工、運(yùn)營(yíng)階段進(jìn)行了模擬計(jì)算。計(jì)算過程中考慮的荷載包括:自重、預(yù)應(yīng)力、施工臨時(shí)荷載、活載、支座不均勻沉降等，并考慮了施工過程中體系轉(zhuǎn)換的影響、混凝土的收縮徐變引起的內(nèi)力變化以及對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響。按照最不利組合進(jìn)行檢算。主梁檢算結(jié)果如下。

3.3.1 運(yùn)營(yíng)階段應(yīng)力

在最不利組合下，頂板最大壓應(yīng)力為14.82 MPa，最小壓應(yīng)力為0.75 MPa。底板最大壓應(yīng)力為13.20 MPa，最小壓應(yīng)力為0.95 MPa，梁體各截面均不出現(xiàn)拉應(yīng)力。

3.3.2 施工階段應(yīng)力

頂板最大壓應(yīng)力為16.36 MPa，最大拉應(yīng)力為－1.29 MPa，底板最大壓應(yīng)力為 15.40 MPa，最大拉應(yīng)力為－1.33 MPa。

3.3.3 正截面抗裂性

梁體最不利截面安全系數(shù)Kf=1.47。

3.3.4 斜截面抗裂性

梁體最大主拉應(yīng)力為－2.3 MPa，最大主壓應(yīng)力為15.74 MPa。

3.3.5 靜活載作用下的撓度值

在靜活載作用下，邊跨最大撓度值9.6 mm，小于L/1200=40 mm。中跨最大撓度值31.62 mm，小于L/900=88.8 mm。

3.3.6 正截面抗彎強(qiáng)度檢算

梁體最不利截面安全系數(shù)K=2.25(主力)。

3.3.7 環(huán)框

箱梁橫截面按橫向環(huán)框內(nèi)力分析配置普通鋼筋和橫向預(yù)應(yīng)力，為減少箱體內(nèi)外溫差的影響，在箱梁兩側(cè)腹板留有通風(fēng)孔。

3.3.8 梁端轉(zhuǎn)角

活載作用下梁端最大轉(zhuǎn)角0.77‰。

由上述結(jié)果可知，設(shè)計(jì)安全系數(shù)及各階段應(yīng)力均能滿足相關(guān)規(guī)范的要求。

4 連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 橋墩

4.1.1 墩身尺寸

連續(xù)梁主墩及邊墩均采用圓端形空心橋墩。圓端形橋墩能使水流順暢的通過橋孔，并可減少水流對(duì)橋墩周圍河床的局部沖刷。為了減少橋墩施工模板種類，橋墩外輪廓采用與本工程中其它橋墩相似的外輪廓。

根據(jù)本橋所處位置的線路縱斷面、梁部結(jié)構(gòu)高度、地面線資料確定橋墩高度。由于7號(hào)墩位于陡坡上，為了減少開挖深度，降低基坑防護(hù)難度，7號(hào)墩承臺(tái)適當(dāng)露出地面，并采用混凝土擋墻進(jìn)行防護(hù)。

4號(hào)、7號(hào)空心橋墩設(shè)頂帽及托盤，頂帽設(shè)0.2 m飛檐，墩高、頂帽尺寸、墩頸尺寸、墩頸壁厚、墩身邊坡見表1。

表1 4號(hào)、7號(hào)空心橋墩尺寸

5號(hào)、6號(hào)空心橋墩不設(shè)頂帽、托盤及飛檐，橋墩從墩頂 開始放坡。墩高、墩頂尺寸、墩頸壁厚、墩身邊坡見表2。

表2 5號(hào)、6號(hào)空心橋墩尺寸

4.1.2 支座布置

通常情況下將墩高小的主墩設(shè)置為制動(dòng)墩放置固定支座，本橋5號(hào)、6號(hào)墩墩高相差不大，將位于下坡端的5號(hào)墩設(shè)置為制動(dòng)墩。4號(hào)、6號(hào)、7號(hào)墩設(shè)置連續(xù)梁活動(dòng)支座。4號(hào)墩設(shè)置簡(jiǎn)支梁活動(dòng)支座，7號(hào)墩設(shè)置簡(jiǎn)支梁固定支座。

4.1.3 設(shè)置橋墩縱向預(yù)偏心

4號(hào)、7號(hào)墩根據(jù)所接簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁恒載反力以及支座中心至梁端的距離確定需向連續(xù)梁方向設(shè)置縱向預(yù)偏心30 cm。

4.1.4 墩身檢算采用鐵路橋墩計(jì)算軟件(TLQDJS)對(duì)4號(hào)～7號(hào)墩進(jìn)行結(jié)構(gòu) 計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 4～7號(hào)橋墩結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果

由表3可知，橋墩設(shè)計(jì)均滿足相關(guān)現(xiàn)行規(guī)范的要求。

4.2 基礎(chǔ)

連續(xù)梁橋4號(hào)～7號(hào)墩均采用群樁基礎(chǔ)，按柱樁設(shè)計(jì)。4號(hào)墩采用12根直徑為2.0 m的鉆孔樁，5號(hào)、6號(hào)墩均采用20根直徑為2.0 m的鉆孔樁，7號(hào)墩采用12根直徑為1.5 m的鉆孔樁。樁長(zhǎng)9～17.5 m。

4.3 連續(xù)梁－墩－基礎(chǔ)體系橫向自振周期檢算

《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》(2005版)中明確提出“為保證列車通過的安全和舒適，建議橋墩橫向剛度采用墩頂靜位移和橋墩橫向自振頻率雙重控制”。鐵路橋梁橫向剛度的評(píng)價(jià)尺度及其合理限值是一個(gè)目前尚未完全解決的問題。目前，各國(guó)規(guī)范對(duì)橋梁橫向剛度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)很不相同。

南昆鐵路4座大橋?yàn)殍F道部確定的結(jié)合工程建設(shè)的科研項(xiàng)目。其中兩座大橋均為100 m以上高橋。為了確保橋梁設(shè)計(jì)安全可靠，鐵道部建設(shè)司委托專家小組對(duì)橋梁橫向剛度問題進(jìn)行了認(rèn)真研討，并以鐵道部建設(shè)司《建鑒【1992】93號(hào)》文件提出“關(guān)于南昆線四座大橋橫向剛度的補(bǔ)充技術(shù)要求”。其要求“對(duì)連續(xù)梁和剛構(gòu)體系，應(yīng)進(jìn)行主跨、墩整體自振周期的檢算，其第一自振周期T1≤0.011L0(s)且T1≤1.7(s)。其中，L0為連續(xù)梁或剛構(gòu)體系的聯(lián)長(zhǎng)，以m計(jì)?！?/p>

青石巖雙線大橋以上述技術(shù)要求為橋梁橫向剛度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本橋跨度大，橋墩高。采用Midas有限元計(jì)算分析軟件對(duì)主跨(48+80+48)m連續(xù)梁－墩－基礎(chǔ)體系建立模型，得出橋梁橫向第一自振周期T1為0.9296 s，滿足T1≤1.7 s的要求。

5 結(jié)束語

渝利鐵路穿越深山峽谷，地形地勢(shì)復(fù)雜，跨越河流和既有鐵路、高速公路、城市道路多采用高墩、大跨連續(xù)梁橋。高墩、大跨連續(xù)梁橋具有整體性好、剛度大、梁縫少、變形小、軌道平順度高等優(yōu)點(diǎn)，有利于高速行車，是非常適合200 km/h客貨共線的一種橋梁結(jié)構(gòu)形式。青石巖雙線大橋具有“高墩、大跨”的特點(diǎn)，該橋的設(shè)計(jì)為今后高墩、大跨度鐵路預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)積累了有益的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)同類型橋梁設(shè)計(jì)有一定的參考價(jià)值。

[1]TB 10002.1－2005鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范[S]

[2]TB 10002.3－2005鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[3]鐵建設(shè)(2005)285號(hào)新建時(shí)速200公里客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S]

[4]鐵建設(shè)(2005)140號(hào)新建時(shí)速200～250公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S]

[5]TB 10002.5－2005鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[6]鐵建設(shè)函(2003)205號(hào)新建鐵路橋上無縫線路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S]

[7]范立礎(chǔ).橋梁工程[M].北京:人民交通出版社，2001

[8]建鑒【1992】93號(hào) 關(guān)于南昆線四座大橋橫向剛度的補(bǔ)充技術(shù)要求[S]