楊鵬健,周勇政,高 策,王凱林

(1.中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司建設(shè)管理部,北京 100844； 2.中國(guó)鐵路經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院有限公司鐵路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所,北京 100038)

1 概述

至2019年底，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)13.9萬(wàn)km，其中高速鐵路突破3.5萬(wàn)km，高居世界第一，高速鐵路橋梁約占線路長(zhǎng)度的50%以上[1]。我國(guó)地域廣闊，氣候、環(huán)境差異大，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，隨著鐵路建設(shè)快速發(fā)展，我國(guó)已成為鐵路橋梁運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)、在建規(guī)模最大、遇到情況最復(fù)雜的國(guó)家。傳統(tǒng)的橋梁建造技術(shù)(如現(xiàn)澆梁、連續(xù)梁等)存在進(jìn)度慢、造價(jià)高、質(zhì)量控制難度大、不利于養(yǎng)護(hù)維修等不足，難以適應(yīng)大規(guī)模鐵路建設(shè)需要。同時(shí)，鐵路橋梁尤其是高速鐵路橋梁需要嚴(yán)格控制梁的強(qiáng)度、剛度、動(dòng)力性能、墩臺(tái)的縱橫向剛度及工后沉降等標(biāo)準(zhǔn)[2-5]，以此來(lái)保證線路運(yùn)營(yíng)的平順性、安全性和乘客舒適性。

為解決橋梁建設(shè)面臨的難題，鐵路行業(yè)開展了大量理論研究、工程設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作[6-7]，通過(guò)對(duì)不同梁型、不同施工方法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，采用制運(yùn)架一體化建造技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)梁具有設(shè)計(jì)建造周期短、施工質(zhì)量易控制、建造成本低、對(duì)環(huán)境影響小、便于養(yǎng)護(hù)維修等優(yōu)點(diǎn)，最終確定為我國(guó)鐵路橋梁的主要型式。

目前，標(biāo)準(zhǔn)梁通用圖涵蓋高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁、客貨共線鐵路簡(jiǎn)支箱梁和T梁等常用跨度梁型，標(biāo)準(zhǔn)梁占我國(guó)高鐵橋梁總里程的95%以上，總量超過(guò)50萬(wàn)孔，多為32 m簡(jiǎn)支箱梁。標(biāo)準(zhǔn)梁實(shí)現(xiàn)了鐵路橋梁建設(shè)的工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化和機(jī)械化，為我國(guó)鐵路橋梁建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。

2 高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)梁

我國(guó)高鐵標(biāo)準(zhǔn)梁主要為簡(jiǎn)支箱梁，按速度等級(jí)可分為350 km/h和250 km/h，涵蓋20，24 m和32 m跨度。目前高速鐵路主要采用跨度為32 m簡(jiǎn)支箱梁，主要采用沿線路設(shè)制梁場(chǎng)集中預(yù)制、運(yùn)梁車沿線路運(yùn)送、架橋機(jī)架設(shè)的施工方法，積累了大量的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)[8]。

2.1 時(shí)速350 km高鐵簡(jiǎn)支箱梁

時(shí)速350 km高鐵簡(jiǎn)支箱梁通用圖主要有2005版、2008版、2013版和2016版(現(xiàn)行)等4個(gè)版本，涵蓋無(wú)砟軌道和有砟軌道。

2005版通用圖在大量科研的基礎(chǔ)上，總結(jié)了國(guó)外高速鐵路和秦沈客運(yùn)專線整孔箱梁設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)，研究確定了整孔箱梁的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)、結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)尺寸、預(yù)應(yīng)力束布置等，并充分考慮了施工及養(yǎng)護(hù)維修條件、景觀效果等。梁頂面采用平坡設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)置保護(hù)層來(lái)調(diào)整橋面排水和適應(yīng)不同無(wú)砟軌道形式，無(wú)砟和有砟橋面寬均為13.4 m。

2008版通用圖為滿足箱梁過(guò)隧需要，針對(duì)有列車通過(guò)時(shí)橋上沒有人員通行、接觸網(wǎng)支柱設(shè)置于橋面板外邊緣、接觸網(wǎng)支柱外側(cè)不設(shè)檢查車通道的情況，綜合考慮使用、維修、經(jīng)濟(jì)造價(jià)、景觀、施工工藝等因素，將橋面寬度優(yōu)化為：無(wú)砟橋面12.0 m，有砟橋面12.6 m。

2013版通用圖，為解決橋面布置緊張問題，系統(tǒng)總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，無(wú)砟和有砟梁橋面寬度統(tǒng)一為12.6 m。

2016版通用圖，主要推廣應(yīng)用HRB400高強(qiáng)鋼筋。根據(jù)工程建設(shè)需要，以利用現(xiàn)有施工設(shè)備和模板為原則，箱梁結(jié)構(gòu)尺寸及橋面布置與2013版通用圖保持一致，橋面寬維持12.6 m不變。本次修訂充分發(fā)揮了高強(qiáng)鋼筋的作用，通過(guò)調(diào)整普通鋼筋間距、直徑等方式，使每孔箱梁比2013版節(jié)省普通鋼筋用量3.8t，顯著提高了經(jīng)濟(jì)性。

各版本時(shí)速350 km無(wú)砟軌道高速鐵路32 m雙線簡(jiǎn)支箱梁主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 時(shí)速350 km無(wú)砟軌道高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁參數(shù)

2.2 時(shí)速250 km高鐵簡(jiǎn)支箱梁

時(shí)速250 km高鐵簡(jiǎn)支箱梁通用圖主要有客專(單箱單室和單箱雙室)和客兼貨兩個(gè)系列。

目前鐵路建設(shè)中普遍采用單箱單室梁(2229系列)通用圖，有2009版和2016版(現(xiàn)行)2個(gè)版本，涵蓋有砟軌道和無(wú)砟軌道。2009版通用圖編制過(guò)程中，對(duì)單箱單室和單箱雙室結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行比選，綜合考慮梁體受力、施工方便、造價(jià)等因素，最終確定采用單箱單室結(jié)構(gòu)，橋面寬12.2 m、梁高2.6 m。2016版箱梁通用圖結(jié)構(gòu)尺寸與2009版保持一致，主要推廣應(yīng)用HRB400高強(qiáng)鋼筋，并對(duì)梁體鋼筋的布置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮了高強(qiáng)鋼筋的作用，通過(guò)調(diào)整普通鋼筋間距、直徑等方式，使箱梁普通鋼筋用量降低11%～13%。

近年來(lái)，單箱雙室梁和客兼貨梁在實(shí)際工程中使用極少，未組織修訂。各版本時(shí)速250 km無(wú)砟軌道高速鐵路32 m雙線簡(jiǎn)支箱梁主要技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 時(shí)速250 km無(wú)砟軌道高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁參數(shù)

3 客貨共線鐵路標(biāo)準(zhǔn)梁

我國(guó)客貨共線鐵路標(biāo)準(zhǔn)梁主要包括簡(jiǎn)支T梁和簡(jiǎn)支箱梁，按速度等級(jí)可分為200 km/h和160 km/h。簡(jiǎn)支T梁涵蓋12，16，20，24 m和32 m跨度，簡(jiǎn)支箱梁涵蓋20，24，24 m(與32 m梁等高)和32 m跨度，主要采用制梁場(chǎng)集中預(yù)制、運(yùn)梁車運(yùn)輸和架橋機(jī)架梁的施工方法。

3.1 客貨共線鐵路簡(jiǎn)支T梁

客貨共線鐵路簡(jiǎn)支T 梁?jiǎn)纹A(yù)制梁體積小、質(zhì)量小，便于集中預(yù)制、分片運(yùn)輸和架設(shè)，且對(duì)線路曲線半徑和線間距的變化具有較好的適應(yīng)性，在既有客貨共線鐵路中應(yīng)用廣泛。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，基于線路中心距擋砟墻最小距離、預(yù)應(yīng)力管道至結(jié)構(gòu)邊緣最小距離、普通鋼筋凈保護(hù)層厚度、設(shè)計(jì)活載圖式等標(biāo)準(zhǔn)的變化及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，客貨共線鐵路簡(jiǎn)支T梁通用圖先后發(fā)布了6個(gè)版本。

專橋2059為我國(guó)發(fā)布的第一部客貨共線鐵路T梁通用圖，橋面寬度3.9 m，為單線設(shè)計(jì)，雙線線間距4 m，可將兩片單線梁并置，2片梁采用橫隔板混凝土濕接縫連接。

2001版根據(jù)既有線提速實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)梁體橫向剛度的要求，橫隔板處增加了橫向預(yù)應(yīng)力，并增加了部分橋面板連接。廣深準(zhǔn)高速鐵路[9]及既有客貨共線鐵路提速至160 km/h過(guò)程中，原T梁采用專橋2059通用參考圖，梁體橫向有載頻率不滿足規(guī)范要求，因此對(duì)梁體進(jìn)行了橫向加固，增加了橫隔板和部分橋面連接，并增加了橫向預(yù)應(yīng)力，一孔單線32 m T梁加固使用混凝土7.1 m3，鋼筋1 250 kg，鋼絞線87 kg，梁體質(zhì)量增加至130 t。同時(shí)，由于2059系列T梁腹板較薄，運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分存在腹板混凝土沿管道開裂現(xiàn)象。

2005版根據(jù)橋規(guī)增加了鋼筋保護(hù)層厚度(從30 mm增至35 mm)、預(yù)應(yīng)力管道保護(hù)層厚度，滿足大機(jī)養(yǎng)護(hù)要求(橋面寬度從3.9 m增至4.9 m)，調(diào)整了混凝土軸心抗壓強(qiáng)度，混凝土共增加11 m3，梁體質(zhì)量增至139.3 t。雙線線間距4 m時(shí)，采用雙單線并置，4片梁采用橫隔板及全部橋面混凝土濕接縫連接。

2012版依據(jù)防水層技術(shù)條件[10]，簡(jiǎn)支T梁橋面防護(hù)層厚度從4 cm增至6 cm，梁體質(zhì)量增至142.2 t；2016版采用高強(qiáng)鋼筋，減少了鋼筋用量；2017版采用了ZKH荷載，人行道結(jié)構(gòu)為預(yù)埋T形鋼連接工字形鋼橫梁，上鋪U形槽，U形槽上鋪RPC蓋板，梁體質(zhì)量未發(fā)生變化。各次修訂T梁剛度和豎向基頻變化不大，橫向基頻有所改善，主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。

表3 各版本客貨共線鐵路32 m跨度T梁主要技術(shù)參數(shù)(邊梁、曲線)

通過(guò)表3可知：

(1)各版本T梁因梁高不變，梁體質(zhì)量增加，豎向基頻略有降低；專橋2059無(wú)橫向連接，2001版部分橋面設(shè)置橫向連接，2005版及以后橋面均設(shè)置了橫向連接，橫向基頻顯著提高。

(2)現(xiàn)行簡(jiǎn)支T梁，設(shè)計(jì)活載為ZKH荷載，腹板厚度受預(yù)應(yīng)力管道至結(jié)構(gòu)邊緣距離要求的限制；橋面寬度受大機(jī)養(yǎng)護(hù)要求的限制，線路中心距擋砟墻內(nèi)側(cè)邊≮2.2 m；梁高受結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、抗裂安全性以及梁端錨穴布置構(gòu)造要求的限制，現(xiàn)行通用參考圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，不具備大幅度優(yōu)化條件。

3.2 客貨共線鐵路簡(jiǎn)支箱梁

隨著高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁建造技術(shù)的成熟，客貨共線鐵路簡(jiǎn)支箱梁建造技術(shù)逐漸發(fā)展并應(yīng)用?？拓浌簿€鐵路簡(jiǎn)支箱梁通用圖有2014版和修訂版，涵蓋無(wú)砟軌道和有砟軌道，在滬通鐵路、青連鐵路得到應(yīng)用。

2012年起，鐵路工作者對(duì)客貨共線箱梁橋面布置、截面形式、結(jié)構(gòu)尺寸、大噸位錨具應(yīng)用[11]等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，2014年首次編制發(fā)布了客貨共線鐵路簡(jiǎn)支箱梁通用參考圖。2017年以來(lái)，在相關(guān)科研課題研究基礎(chǔ)上，對(duì)箱梁梁高、截面尺寸、橋面布置、預(yù)應(yīng)力體系進(jìn)行了優(yōu)化，提出了700 t級(jí)客貨箱梁運(yùn)架設(shè)備，開展了客貨共線鐵路簡(jiǎn)支箱梁全壽命技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析，并于2018年對(duì)2014版客貨共線鐵路簡(jiǎn)支箱梁通用圖進(jìn)行全面修訂[12]。

修訂版客貨共線鐵路簡(jiǎn)支箱梁通用圖采用ZKH荷載進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，調(diào)整了預(yù)應(yīng)力布置和結(jié)構(gòu)配筋；與2014版通用圖相比，時(shí)速200 km、32 m簡(jiǎn)支箱梁梁高由2.7 m調(diào)整為2.6 m；電力、通信、信號(hào)電纜均在橋面布置，方便施工。取消遮板，人行道欄桿和聲屏障通過(guò)現(xiàn)澆邊墻與梁體連接，節(jié)省了混凝土和鋼筋用量；降低預(yù)應(yīng)力筋重心高度，提升預(yù)應(yīng)力筋使用效率。單線箱梁采用斜腹板，腹板在梁端向箱內(nèi)變厚，提升了脫模施工的效率。各版本客貨共線鐵路32 m雙線簡(jiǎn)支箱梁主要技術(shù)參數(shù)如表4所示。

表4 各版本客貨共線鐵路簡(jiǎn)支箱梁主要技術(shù)參數(shù)

同時(shí)，考慮客貨共線有砟軌道不平順譜、徐變變形、墩臺(tái)不均勻沉降共同影響的情況下，分析CRH2列車以最高速度240 km/h作用于32 m簡(jiǎn)支箱梁[13]，橋梁動(dòng)力響應(yīng)和動(dòng)車組動(dòng)力響應(yīng)均在容許值之內(nèi)，列車行車安全性滿足要求，列車乘坐舒適度合格。

3.3 客貨共線鐵路簡(jiǎn)支箱梁與T梁技術(shù)對(duì)比

簡(jiǎn)支箱梁具有結(jié)構(gòu)整體受力性能好，附屬設(shè)施置于整體橋面安全可靠且維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)施工工程量小、質(zhì)量易于保障。以時(shí)速200 km客貨共線32 m簡(jiǎn)支梁為例，簡(jiǎn)支箱梁與T梁主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比如表5所示。由表5可知，箱梁的靜活載撓跨比、梁端轉(zhuǎn)角、基頻等指標(biāo)均優(yōu)于T梁，可以更好地適應(yīng)列車運(yùn)營(yíng)需求。

表5 時(shí)速200 km客貨共線鐵路簡(jiǎn)支梁技術(shù)參數(shù)對(duì)比

3.4 客貨共線鐵路箱梁與T梁經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

科研結(jié)果表明[14]，考慮全壽命成本，箱梁比T梁低15%左右(含下部基礎(chǔ))。同時(shí)，通過(guò)理論分析、模擬項(xiàng)目對(duì)比、實(shí)際工程調(diào)研等方面對(duì)簡(jiǎn)支箱梁和T梁的建設(shè)成本進(jìn)行對(duì)比，分析了全壽命周期成本以及包括接觸網(wǎng)立柱等在內(nèi)的總成本，如表6所示。結(jié)果表明：從建設(shè)成本上講，簡(jiǎn)支箱梁梁部工程造價(jià)高于無(wú)聲屏障T梁，低于有聲屏障T梁?？紤]采用箱梁后不設(shè)護(hù)輪軌、接觸網(wǎng)立柱工程量減小等因素，建設(shè)項(xiàng)目工程造價(jià)不高于采用T梁時(shí)工程造價(jià)?？拓浌簿€雙線箱梁全壽命周期總成本比T梁低約27%(不含下部基礎(chǔ))，客貨共線單線箱梁全壽命周期總成本比T梁低約28%(不含下部基礎(chǔ))，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

表6 客貨共線32 m簡(jiǎn)支梁全壽命周期成本對(duì)比(單、雙線)

4 鹽通梁

4.1 鹽通梁通用圖

為了給雅萬(wàn)高鐵提供技術(shù)支撐，從路網(wǎng)重要性、線路長(zhǎng)度和橋隧比、施工進(jìn)展等因素分析，選取鹽通鐵路試點(diǎn)，于2018年編制發(fā)布了鹽通鐵路簡(jiǎn)支梁通用圖，涵蓋無(wú)砟軌道24 m和32 m跨度。與國(guó)內(nèi)現(xiàn)行高鐵簡(jiǎn)支箱梁相比，鹽通梁充分考慮工程實(shí)際，采用BIM信息化手段優(yōu)化鋼筋布置；采用自動(dòng)張拉、自動(dòng)壓漿等新技術(shù)，提升高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁智能建造水平；并采用了大噸位錨具[11]，優(yōu)化了截面尺寸，降低了工程數(shù)量。梁高由3.0 m變?yōu)?.8 m，跨中腹板厚度由0.45 m變?yōu)?.36 m，底板寬度由5.5 m變?yōu)?.4 m，底板厚度由0.28 m變?yōu)?.27 m，梁體質(zhì)量由790 t變?yōu)?96 t。

4.2 靜力性能

鹽通梁主要技術(shù)指標(biāo)與現(xiàn)行32 m高速鐵路無(wú)砟軌道簡(jiǎn)支箱梁(以下簡(jiǎn)稱“2322A”)、聯(lián)調(diào)聯(lián)試實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和規(guī)范限值對(duì)比如表7所示。與2322A相比，鹽通梁豎向剛度、基頻有所減小，梁端轉(zhuǎn)角及徐變變形有所增大，但變化幅度均不大。從數(shù)據(jù)對(duì)比分析結(jié)果看，鹽通梁結(jié)構(gòu)仍存有一定安全儲(chǔ)備。

表7 鹽通梁與2322A主要設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比

4.3 動(dòng)力性能

鹽通梁車橋動(dòng)力仿真分析結(jié)果如表8所示，結(jié)果表明：梁高降低后，動(dòng)力性能主要指標(biāo)有所下降，但幅度不大。鹽通梁輪重減載率、脫軌系數(shù)、輪軌橫向力等安全性指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，安全性滿足要求；斯普林舒適度指標(biāo)略有降低，仍滿足規(guī)范限值，舒適性滿足要求。

表8 鹽通梁與2322A動(dòng)力性能參數(shù)對(duì)比

4.4 經(jīng)濟(jì)性分析

以32 m簡(jiǎn)支箱梁為例，與2322A相比，鹽通梁梁體質(zhì)量每孔減少94 t，節(jié)省投資約4.5萬(wàn)元；每孔梁支座費(fèi)用減少約0.4萬(wàn)元，合計(jì)節(jié)省投資約4.9萬(wàn)元。同時(shí)，橋梁下部基礎(chǔ)尚有優(yōu)化空間，且尚未包含預(yù)應(yīng)力束根數(shù)減少而引起的張拉臺(tái)班費(fèi)減少等。具體工程數(shù)量對(duì)比見表9。

表9 鹽通梁與2322A工程數(shù)量對(duì)比

5 高速鐵路40 m簡(jiǎn)支箱梁

近年來(lái)，高鐵橋梁建設(shè)需求和設(shè)計(jì)建造技術(shù)有了新的發(fā)展：隨著中西部高鐵建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，地質(zhì)地形復(fù)雜、深水高墩鐵路橋梁日益增加，下部結(jié)構(gòu)造價(jià)在橋梁建設(shè)總費(fèi)用中的比重不斷增大，研究大跨度簡(jiǎn)支箱梁建造技術(shù)，可提升高鐵橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性；在公路及河道密布地區(qū)，大跨度簡(jiǎn)支梁可提高橋梁跨越能力，豐富現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)梁跨度序列，與小跨連續(xù)梁現(xiàn)澆方式相比，有利于保障質(zhì)量、節(jié)省工期。高速鐵路40 m簡(jiǎn)支箱梁有助于豐富標(biāo)準(zhǔn)梁跨度序列，對(duì)于提高橋梁跨越能力、提升鐵路橋梁建造水平具有重要意義。

5.1 高速鐵路40 m簡(jiǎn)支箱梁通用圖

從2015年起，我國(guó)對(duì)40 m簡(jiǎn)支箱梁的合理結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、提運(yùn)架設(shè)備、BIM和信息化技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等開展了系統(tǒng)研究[15]，形成了高速鐵路40 m簡(jiǎn)支梁建造成套技術(shù)，完成了足尺試驗(yàn)梁工藝試驗(yàn)、受力性能試驗(yàn)及破壞性能試驗(yàn)，并完成了40 m簡(jiǎn)支箱梁和運(yùn)架設(shè)備的試用評(píng)審，在鄭濟(jì)高鐵得到成功應(yīng)用。

在總結(jié)科研成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，擬編制40 m箱梁通用圖，適用于時(shí)速350 km高速鐵路，涵蓋無(wú)砟軌道和有砟軌道兩種軌道結(jié)構(gòu)形式，梁高3.2 m，梁長(zhǎng)40.6 m，計(jì)算跨度39.3 m。40 m箱梁采用了大噸位錨具，腹板厚度由2322A的0.45 m減小為0.36 m，降低箱梁自重；既保留了2322A遮板方案，又增加了現(xiàn)澆邊墻方案，有聲屏障區(qū)段，每孔梁邊墻方案較遮板方案節(jié)省混凝土14.88 m3，節(jié)省鋼筋3.79 t；不同于2322A橋面3列排水方式，40 m簡(jiǎn)支箱梁橋面采用2列排水方式，箱內(nèi)不設(shè)泄水管，避免箱內(nèi)積水病害；采用BIM信息化手段優(yōu)化了鋼筋布置。

5.2 靜力性能

40 m簡(jiǎn)支箱梁和現(xiàn)行32 m高鐵簡(jiǎn)支箱梁技術(shù)參數(shù)對(duì)比如表10所示，結(jié)果表明：40 m箱梁基頻小于32 m箱梁，靜活載撓跨比和梁端轉(zhuǎn)角大于32 m箱梁，殘余徐變上拱與32 m箱梁基本相當(dāng)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

表10 40 m簡(jiǎn)支箱梁和現(xiàn)行32 m高鐵簡(jiǎn)支箱梁技術(shù)參數(shù)對(duì)比

5.3 動(dòng)力性能

40 m簡(jiǎn)支箱梁動(dòng)力仿真分析結(jié)果如表11所示，結(jié)果表明：40 m簡(jiǎn)支箱梁輪重減載率、脫軌系數(shù)、輪軌橫向力、豎向及橫向舒適度指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，動(dòng)力性能與32 m簡(jiǎn)支梁總體相當(dāng)。

同時(shí)，國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果表明，等跨布置的簡(jiǎn)支梁箱梁的跨度與動(dòng)車組的車長(zhǎng)的比值關(guān)系是影響車橋動(dòng)力響應(yīng)的重要因素。我國(guó)動(dòng)車組車長(zhǎng)25 m，40 m梁的跨度為車長(zhǎng)的1.5倍，避免了一階車橋共振。與32 m梁相比，在列車作用下，40 m簡(jiǎn)支梁動(dòng)力系數(shù)較小，可以更好地適應(yīng)高速鐵路發(fā)展需要。

表11 40 m簡(jiǎn)支箱梁與2322A動(dòng)力性能參數(shù)對(duì)比

5.4 經(jīng)濟(jì)性分析

40 m簡(jiǎn)支箱梁工程數(shù)量見表12，其梁部造價(jià)82.6萬(wàn)元(2.06萬(wàn)元/m)、通橋(2016)2322A梁部造價(jià)63.58萬(wàn)元(1.99萬(wàn)元/m)，40 m箱梁每延米造價(jià)高約3.5%。40 m箱梁和32 m箱梁相比，生產(chǎn)周期和運(yùn)架時(shí)間基本相同，40 m簡(jiǎn)支箱梁梁場(chǎng)制運(yùn)架設(shè)備投資增加約 15%。但采用40 m箱梁可以減少橋墩數(shù)量，墩高越高，下部結(jié)構(gòu)費(fèi)用節(jié)省越大，整體經(jīng)濟(jì)性越好。

表12 40 m簡(jiǎn)支箱梁和現(xiàn)行32 m高鐵簡(jiǎn)支箱梁工程數(shù)量對(duì)比

6 發(fā)展展望

隨著我國(guó)鐵路橋梁設(shè)計(jì)、建造技術(shù)快速發(fā)展，在不斷總結(jié)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科研成果基礎(chǔ)上，高速鐵路常用跨度簡(jiǎn)支箱梁、客貨共線鐵路常用跨度簡(jiǎn)支箱梁和T梁通用圖不斷完善和發(fā)展，并根據(jù)實(shí)際需要，探索了鹽通梁、高速鐵路40 m簡(jiǎn)支箱梁等通用圖，推動(dòng)了鐵路橋梁技術(shù)進(jìn)步。為進(jìn)一步適應(yīng)鐵路高質(zhì)量發(fā)展需要，建議從以下方面開展研究。

(1)進(jìn)一步加強(qiáng)橋梁標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)研究工作，全面總結(jié)高鐵橋梁工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和聯(lián)調(diào)聯(lián)試成果，對(duì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行深化研究，如動(dòng)力系數(shù)、梁端水平折角、殘余徐變限值、橋墩墩頂縱向線剛度限值、相鄰橋墩沉降控制標(biāo)準(zhǔn)、斷軌力等橋上無(wú)縫線路作用力等，提升鐵路橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

(2)充分吸收和總結(jié)前期經(jīng)驗(yàn)，開展高速鐵路常用跨度簡(jiǎn)支梁通用圖優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，在總結(jié)高鐵40 m 梁、鹽通梁經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，圍繞大噸位錨具、高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力筋和裝配式橋面附屬設(shè)施應(yīng)用對(duì)高鐵箱梁進(jìn)行全面修訂，將現(xiàn)行32 m 梁腹板由450 mm 減為360 mm，進(jìn)一步提升箱梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

(3)推動(dòng)BIM 技術(shù)在鐵路工程建設(shè)中的應(yīng)用，推廣梁場(chǎng)信息化、機(jī)械化技術(shù)，提升橋梁智能建造水平，促進(jìn)鐵路橋梁高質(zhì)量發(fā)展。