肖奇寧

(中國(guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川成都610031)

1 工程概述

某鐵路特大橋地處四川盆地中部，于山間寬谷河段穿過(guò)。橋址處地形平緩,河谷寬闊。橋位處匯水面積26 684 km2。水文資料:

設(shè)計(jì)洪水頻率100年一遇：Q1/100=31 000 m3/s；H1/100=284.83 m；V1/100=3.23 m/s。

檢算洪水頻率300年一遇：Q1/300=37 000 m3/s；H1/300=285.51 m。

通航最高水位：H1/10=282.71 m。

南北堰：H1/10=284.0 m；測(cè)時(shí)水位：HC=274.95 m。

旱季時(shí)水深為1.76 m,洪水季節(jié)時(shí)水深為9.52 m。

該橋還跨越公路和南北堰，與規(guī)劃公路成30°斜交,與南北堰成40°斜交。

橋址范圍內(nèi)地層巖性較單一,巖層近于水平,其產(chǎn)狀變化小,未見(jiàn)有大的構(gòu)造形跡。

橋位處主河槽寬約1.2 km,左岸為長(zhǎng)大的一級(jí)階地及河漫灘,右岸為一級(jí)階地,兩端橋臺(tái)位于丘陵的邊緣。

橋址范圍內(nèi)地震基本烈度≤6度。

該大橋設(shè)計(jì)中心里程為DK184+146.30,孔跨式樣為103×32 m預(yù)應(yīng)力混凝土梁+(2×64+2×64)m下承式栓焊

鋼桁梁+28×32 m預(yù)應(yīng)力混凝土梁+64 m下承式栓焊鋼桁梁+2×32+2×24 m預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋式。全橋位于直線上,最大墩高為23.5 m，全橋長(zhǎng)為4738.55 m。

2 破壞程度假設(shè)及搶修方案

大橋在戰(zhàn)時(shí)的破壞情況千變?nèi)f化。雖然如此，但根據(jù)連續(xù)剛構(gòu)的特點(diǎn)，以及軍事上精確至導(dǎo)武器、石墨武器等高技術(shù)兵器對(duì)橋梁的破壞進(jìn)行設(shè)想。我們可選擇5種基本破壞形式作為代表，以反映搶修的可行性。

2.1 第一種破壞假設(shè)

假設(shè)原連續(xù)鋼桁梁一聯(lián)兩跨2×64 m中某一跨局部被破壞，其他跨未受破壞的部分仍遺留在原橋上，未被破壞的鄰跨能正常利用、通行列車(chē)。

(1)方案1：Lp=63 m八七型鐵路軍用梁方案

將受破壞跨的殘余部分拆除，在其原部位架設(shè)Lp=63 m的八七型鐵路軍用梁，軌底至梁底建筑高度為0.695 m，支座采用聚四氟乙稀盆式組合橡膠支座，支座高度為0.17 m，支座底設(shè)枕木垛墊墩。鋼桁梁以外墩臺(tái)與梁部若遭破壞，可視破壞情況按殘墩接高，架設(shè)臨時(shí)軍用梁等搶修方案予以搶修，如圖1。

圖1 第一種破壞搶修施工方案1

施工方法及步驟：拆除被破壞跨的殘余部分，在采用軍用梁的橋墩頂帽一側(cè)的支座下部，設(shè)置枕木垛墊墩。若被破壞的鋼梁跨靠近引橋，則以縱向拖拉作為通用架設(shè)方法。若被破壞的梁在104#～106#墩間，則采用懸拼架設(shè)，落梁用千斤頂，拖拉用專(zhuān)用拖拉滾輪組。

本方案優(yōu)缺點(diǎn)：本方案不受破壞跨的長(zhǎng)短限制，只需設(shè)一個(gè)臨時(shí)支墩，節(jié)約材料。但是采用軍用梁跨度較大，相應(yīng)難度要大，完成搶修所需的時(shí)間要長(zhǎng)。

本方案所需勞動(dòng)力：1640.3人/工日，工期：72 h。

(2)方案2：臨時(shí)支墩和軍用梁方案

根據(jù)該跨受破壞的長(zhǎng)短，可選用不同的梁跨：破壞長(zhǎng)度在16～40 m選用六四式鐵路軍用梁；破壞長(zhǎng)度在40～64 m可選用八七型鐵路軍用梁。支座采用所選梁相對(duì)應(yīng)的支座，支承既有鋼桁處支座可采用專(zhuān)用枕墊，破壞處所選用軍用梁支座下高差，設(shè)置枕木垛。由于受破壞跨按Lp/2跨度采用軍用梁，軍用梁下設(shè)置一個(gè)臨時(shí)支墩，原本64 m跨度變成2×32 m跨度，改變了連續(xù)桁梁的結(jié)構(gòu)跨度，故對(duì)應(yīng)的未受破壞的64 m梁跨跨中需增加設(shè)置一個(gè)臨時(shí)支墩，用以匹配結(jié)構(gòu)跨度的改變。鋼桁梁以外墩臺(tái)與梁部若遭破壞，可視破壞情況按殘墩接高，架設(shè)臨時(shí)軍用梁等搶修方案予以搶修，如圖2。

圖2 第一種破壞搶修施工方案2

施工方法及步驟：在未破壞一跨的跨中及受破壞跨的位置同時(shí)分別架設(shè)臨時(shí)支墩，破壞處所選用軍用梁支座下高差，設(shè)置枕木垛。六四式(加強(qiáng)型)鐵路軍用梁采用于引橋上分組拼裝，其架設(shè)方法采用縱向拖拉架設(shè)。利用本梁為多片的特點(diǎn)，先取其中兩片做導(dǎo)梁拖拉到墩上就位，然后將其余各片在梁上推送，并下落到預(yù)定位置。

本方案優(yōu)缺點(diǎn)：本方案需根據(jù)受破壞長(zhǎng)度選用不同的軍用梁，需設(shè)兩個(gè)臨時(shí)支墩，耗費(fèi)材料及工日較多。但是軍用梁及臨時(shí)支墩可同時(shí)施工，因跨度較小，列車(chē)運(yùn)行速度可提高。

本方案所需勞動(dòng)力：2334.6人/工日，工期：72 h。

(3)方案3：局部加固方案

相對(duì)于方案1，當(dāng)未受破壞跨的跨中不設(shè)臨時(shí)支墩時(shí)，桿件須局部加固。

本方案優(yōu)缺點(diǎn)：本方案省材料，但是局部加固桿件的施工難度大，耗費(fèi)工日較多。

2.2 第二種破壞假設(shè)

假設(shè)原鋼梁中的一整聯(lián)2×64 m被破壞，其他跨未受破壞的部分仍遺留在原橋上，并能正常利用、通行列車(chē)。

方案1：Lp=63+63 m軍用梁方案僅梁被破壞，在被破壞的兩邊跨架設(shè)兩孔Lp=63 m的八七型鐵路應(yīng)急搶險(xiǎn)修鋼梁(下承式)，軌底至梁底建筑高度為0.695 m，支座采用聚四氟乙稀盆式組合橡膠支座，支座高度為0.17 m。鋼桁梁以外墩臺(tái)與梁部若遭破壞，可視破壞情況按殘余墩接高，架設(shè)臨時(shí)軍用梁等搶修方案予以搶修，如圖3。

圖3 第二種破壞搶修施工方案1

施工方法及步驟：(1)先于引橋上將兩孔簡(jiǎn)支八七型軍用梁縱向連接成一整聯(lián)；(2)在采用軍用梁的103#、104#、105#墩頂帽一側(cè)的支座下部，設(shè)置枕木垛；(3)縱向拖拉到墩位；(4)用千斤頂落梁；(5)拆除兩孔八七型梁的縱向連接成獨(dú)立簡(jiǎn)支梁。

本方案優(yōu)缺點(diǎn)：本方案不需設(shè)臨時(shí)支墩，節(jié)約材料。但是采用軍用梁跨度較大，相應(yīng)難度要大，完成搶修所需的時(shí)間要長(zhǎng)。

本方案所需勞動(dòng)力：1164.2人/工日，工期：72 h。

方案2：臨時(shí)支墩和軍用梁方案

梁及墩均遭受破壞：兩跨梁可選用(32+31.5+31.5+32)m的加強(qiáng)型六四式鐵路軍用梁，采用加強(qiáng)型六四式鐵路軍用梁配套支座，支座高0.16 m。破壞處所選用軍用梁支座下高差，可設(shè)置枕木垛。受破壞的墩按臨時(shí)墩或殘墩接高處理。鋼桁梁以外墩臺(tái)與梁部若遭破壞，可視破壞情況按殘墩接高，架設(shè)臨時(shí)軍用梁等搶修方案予以搶修，如圖4。

施工方法及步驟：(1)先架設(shè)臨時(shí)支墩與殘墩接高；(2)六四式(加強(qiáng)型)鐵路軍用梁采用引橋上分組拼裝成片并縱向連成整聯(lián)；(3)利用本梁為多片的特點(diǎn)，先取其中兩片做導(dǎo)梁拖拉到墩上就位，然后將其余各片在梁上推送，并下落到預(yù)定位置。

本方案優(yōu)缺點(diǎn)：本方案需設(shè)三個(gè)臨時(shí)支墩，(可能還有一接高墩)耗費(fèi)材料及工天較多，但是軍用梁及臨時(shí)支墩可同時(shí)施工，工期可縮短，因所選用跨度較小，列車(chē)運(yùn)行速度可提高。

圖4 第二種破壞搶修施工方案2

個(gè)本方案所需勞動(dòng)力：4736人/工日，工期：72 h。

2.3 第三種破壞假設(shè)

預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支梁被破壞，簡(jiǎn)支梁各墩被不同程度破壞。

方案：軍用梁方案

受破壞簡(jiǎn)支梁處選用Lp=32 m的加強(qiáng)型六四式鐵路軍用梁，支座采用加強(qiáng)型六四式鐵路軍用梁支座，支座高0.16 m。100#、101#墩破壞處軍用梁支座下高差，可設(shè)置枕木垛。101#、102#墩視不同損壞情況，采用不同的搶修方案：當(dāng)殘墩墩身高度>2 m時(shí)，塔架與殘墩的連接采用托盤(pán)式方案；當(dāng)殘墩墩身高度<2 m時(shí)，采用擴(kuò)大殘墩墩身及承臺(tái)截面方案。再于殘墩頂面上架設(shè)六五式臨時(shí)支墩，如圖5。

圖5 第三種破壞搶修施工方案

施工方法及步驟：(1)先架設(shè)臨時(shí)支墩與殘墩接高；(2)破壞處所選用軍用梁支座下高差，可設(shè)置枕木垛；(3)六四式(加強(qiáng)型)鐵路軍用梁于橋上分片拼組成聯(lián)；(4)利用本梁為多片的特點(diǎn)，先取其中兩片做導(dǎo)梁拖拉到墩上就位，然后將其余各片在梁上推送，并下落到預(yù)定位置。

本方案優(yōu)缺點(diǎn)：本方案需設(shè)多個(gè)臨時(shí)支墩，耗費(fèi)材料及工天較多，但是軍用梁及臨時(shí)支墩可同時(shí)施工，工期可縮短，因所選用跨度較小，列車(chē)運(yùn)行速度可提高。

本方案所需勞動(dòng)力:1939.5人/工日，工期：72 h。

2.4 第四種破壞假設(shè)

假設(shè)跨南北堰原Lp=64 m的簡(jiǎn)支鋼桁梁被破壞，其他跨未受破壞的原橋能正常利用、通行列車(chē)。

方案：Lp=64 m軍用梁方案

在其頂部架設(shè)Lp=64 m的八七型鐵路應(yīng)急搶修鋼梁(下承式)，軌底至梁底建筑高度為0.695 m，支座采用聚四氟乙稀盆式組合橡膠支座，支座高度為0.17 m。鋼桁梁以外墩臺(tái)與梁部若遭破壞，可視破壞情況按殘墩接高，架設(shè)臨時(shí)軍用梁等搶修方案予以搶修，如圖6。

施工方法及步驟：(1)在采用軍用梁的135#、136#墩頂帽一側(cè)的支座下部，設(shè)置枕木垛；(2)縱向拖拉至墩位；(3)用千斤頂落梁。

本方案優(yōu)缺點(diǎn)：本方案不受破壞跨的長(zhǎng)短限制，不需設(shè)臨時(shí)支墩，節(jié)約材料。但是采用軍用梁跨度較大，相應(yīng)難度較大，完成搶修所需的時(shí)間要長(zhǎng)。

本方案所需勞動(dòng)力：580.4人/工日，工期：72 h。

2.5 第五種破壞假設(shè)

假設(shè)原引橋簡(jiǎn)支梁被破壞，主跨墩及主跨梁未受破壞，簡(jiǎn)支梁各墩被不同程度破壞，采用64式軍用梁修復(fù)上部，引橋橋墩破壞高度小于15 m時(shí)，采用八三式輕型軍用墩(塔架墩)殘墩接高，塔架與殘墩的連接采用托盤(pán)式方案。

3 重要說(shuō)明

本次保障方案設(shè)計(jì)，按橋梁限速15 km/h進(jìn)行。荷載不得超過(guò)中-18級(jí)，為與新編鐵路橋梁搶修(建)技術(shù)規(guī)程一致，今后按該規(guī)程附錄A設(shè)計(jì)。另外，不準(zhǔn)雙機(jī)重聯(lián)，也不能在橋上制動(dòng)列車(chē)。

圖6 第四種破壞搶修施工方案

4 結(jié)束語(yǔ)

(1)我國(guó)幅員遼闊、大江大河眾多，跨越江河的鐵路重點(diǎn)橋梁一般具有高墩、深水、大跨、高技術(shù)含量的特點(diǎn)，不但施工建設(shè)工程量巨大，而且戰(zhàn)時(shí)保障亦為重點(diǎn)目標(biāo)，保障方案制定、實(shí)施相當(dāng)困難。以本橋?yàn)槔鞒鲆徽揍槍?duì)“跨越大江大河橋梁”完備、可靠的戰(zhàn)備保障技術(shù)并予以推廣，為我國(guó)從容應(yīng)對(duì)“突發(fā)事件”，保證戰(zhàn)時(shí)交通運(yùn)輸，顯得尤為緊迫、重要。

(2)戰(zhàn)備保障方案的實(shí)施時(shí)間非常緊迫，保障方案設(shè)計(jì)往往依據(jù)最常用的“鐵路搶修制式器材”(如六四式鐵路軍用梁、六五式鐵路軍用橋墩、八七型鐵路應(yīng)急搶修鋼梁)進(jìn)行，如果保障單位上述制式器材數(shù)量不足，或庫(kù)存制式器材與設(shè)計(jì)不同，則制式器材的通用性、可替代性研究非常重要。

(3)戰(zhàn)備保障方案是一個(gè)系統(tǒng)工程，各保障方案之間并不是孤立的，應(yīng)該多案并舉、先通后善、互為補(bǔ)充，以最短時(shí)間滿足目標(biāo)運(yùn)量運(yùn)輸為宗旨。

(4)地面及空中防空力量的組織也是戰(zhàn)時(shí)保障的重要內(nèi)容。

(5)本次搶修方案設(shè)計(jì)，僅考慮鋼桁梁主梁、主墩破壞及引橋橋墩部分破壞后的搶修方案，由于戰(zhàn)時(shí)破壞情況千變?nèi)f化，具體搶修方案應(yīng)視破壞程度，參照本設(shè)計(jì)由現(xiàn)場(chǎng)具體決定，各方案均已列出主要工程數(shù)量及所需勞動(dòng)力，供搶修時(shí)參考。

(6)根據(jù)大橋位于山區(qū)地形地貌的特點(diǎn)和戰(zhàn)爭(zhēng)中軍事上的安排，可對(duì)本橋采取一定的隱蔽、偽裝、阻擋襲擊物等措施和加強(qiáng)對(duì)空防御和地面警戒的組織等，使本橋不受、少受破壞或搶修少受影響。

[1] 鐵道部戰(zhàn)備辦公室．鐵路實(shí)施國(guó)防交通條例細(xì)則[S].1998

[2] 鐵計(jì)[2000] 鐵路橋梁搶修(建)技術(shù)規(guī)程(試行)[S]

[3] 鐵戰(zhàn)[1988] J 375號(hào) 鐵路建設(shè)貫徹國(guó)防要求的規(guī)定[S]