高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁施工組織設(shè)計(jì)分析

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隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國高速鐵路的建設(shè)越來越多，而且規(guī)模也越來越大，在具體的設(shè)計(jì)施工過程當(dāng)中，橋梁占據(jù)了加大的比例，并且與其它公路橋梁相比較，在平滑性、剛度以及整體性方面均提出了更高的要求。因此，在設(shè)計(jì)和建設(shè)高速鐵路橋梁的過程當(dāng)中，通常會(huì)采用中小跨度的簡(jiǎn)支箱梁結(jié)構(gòu)，而且一般均采用制架梁的施工設(shè)計(jì)方案。因此，探討和分析高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁施工組織設(shè)計(jì)無疑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁施工組織設(shè)計(jì)的主要影響因素

(1)高速鐵路建設(shè)施工的全線工期要求和控制工程的工期。通常情況下，相關(guān)人員可以以不同的全線工期為依據(jù)制定出不同的制架梁方案。同時(shí)，如果高速鐵路橋梁橫跨江河，那么必然會(huì)受到諸多客觀因素的制約和限制，比如孔跨、通航、水利以及地形等等，從而成為一個(gè)控制工程，鐵路簡(jiǎn)支箱梁的施工方案造成直接的影響。

(2)施工工序和工期的安排。通常情況下，必須在完成路基機(jī)床表層的級(jí)配碎石施工之后，在過1—2 個(gè)月的時(shí)間才能夠進(jìn)行箱梁的架設(shè)。同時(shí)，簡(jiǎn)支箱梁預(yù)制場(chǎng)通常設(shè)置在待架設(shè)大橋附近，而且，絕大多數(shù)均采用無軌運(yùn)輸或者有軌運(yùn)輸。特殊跨度箱梁，主要采用吊籃或者支架的施工方式進(jìn)行連續(xù)梁的施工。另外，施工人員在架設(shè)成品梁的過程中，往往會(huì)對(duì)無砟軌道、鋪軌等后續(xù)的工程安排造成一定的影響。

2 高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁施工組織設(shè)計(jì)的原則和技術(shù)參數(shù)

2.1 高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁施工組織設(shè)計(jì)的原則

高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁施工組織設(shè)計(jì)的原則主要包括線路情況、寬度以及設(shè)計(jì)的荷載。具體而言，恒載計(jì)算主要包括結(jié)構(gòu)自重和橋面附屬設(shè)施的自重，而且，通常情況下，應(yīng)該采用ZK 標(biāo)準(zhǔn)活載來縱向計(jì)算列車的豎向活載［1］。

2.2 高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁施工組織設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)

高速鐵路橋梁必須具有良好的整體性，并且需要具備足夠大的橫向剛度和縱向剛度，因此，與以往T 形梁不同的是，在梁的選擇上采用了箱形截面型式。高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁施工組織設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁施工組織設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)表

3 高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁施工組織優(yōu)化設(shè)計(jì)的有效途徑

3.1 結(jié)構(gòu)形式

目前，我國應(yīng)用的高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁主要包括以下幾種類型:第一種，根據(jù)施工的方法主要有整孔現(xiàn)澆法施工和整孔預(yù)制法施工，通常情況下，跨度有24m 雙線、32m 雙線以及40m 雙線，前兩者均適合整孔預(yù)制法進(jìn)行施工，只有40m 雙線采用整孔現(xiàn)澆法進(jìn)行施工，本文所研究的箱梁類型均屬于無砟軌道的簡(jiǎn)支箱梁。第二種，根據(jù)預(yù)應(yīng)力體系，可以分為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁和先張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁。第三種，根據(jù)軌道的結(jié)構(gòu)可以分為無砟軌道簡(jiǎn)支箱梁和砟碴軌道簡(jiǎn)支箱梁［2］。

3.2 施工架設(shè)

大噸位的架橋機(jī)首先在我國秦沈客運(yùn)鐵路建設(shè)中已經(jīng)得到了成功地應(yīng)用，并且獲得了非常寶貴的經(jīng)驗(yàn)，架橋機(jī)的最大噸位已經(jīng)達(dá)到了500 噸。但是，從絕大多數(shù)高速鐵路的簡(jiǎn)支箱梁來看，他們的最大吊重均達(dá)到了1000 噸，因此，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁的過程中，我國許多家架橋機(jī)的相關(guān)研制單位已經(jīng)開始在研制1000 噸級(jí)的高速鐵路架橋機(jī)［3］。近年來，假設(shè)噸位在不斷加大，這無疑給架設(shè)過程中的指標(biāo)控制提出了更加嚴(yán)格的要求，但是，各個(gè)架橋機(jī)存在不同的結(jié)構(gòu)形式，因而會(huì)對(duì)橋梁產(chǎn)生不同的作用，為了充分確保架設(shè)過程中安全性，相關(guān)人員必須預(yù)先對(duì)架橋機(jī)的施工荷載、運(yùn)梁車以及架設(shè)的梁型進(jìn)行認(rèn)真地檢驗(yàn)和預(yù)算，確保能夠充分滿足架設(shè)的相關(guān)要求。

3.3 梁端尺寸的優(yōu)化

在現(xiàn)階段，高速鐵路橋梁的梁端設(shè)計(jì)除了需要充分滿足結(jié)構(gòu)受力的相關(guān)要求以外，還必須對(duì)實(shí)際運(yùn)行過程中的檢修和維修便利性進(jìn)行充分地考慮，并且還應(yīng)該充分滿足每一種施工方法的可操作性。在西方發(fā)達(dá)國家的高速鐵路橋梁中，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁已經(jīng)可以達(dá)到3.3m，而且，與預(yù)應(yīng)力混凝土標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)支箱梁梁端相鄰的支座距離保持在1.5—2.0m。同時(shí)，針對(duì)高速鐵路兩端的尺寸，相關(guān)人員應(yīng)該充分考慮實(shí)際使用過程當(dāng)中的封錨、錨板高度以及上支座板的縱向尺寸等相關(guān)要求，并且，應(yīng)該最大限度降低錨具和梁端制作結(jié)構(gòu)之間的互相影響［4］。另外，相關(guān)人員在進(jìn)行設(shè)備移入尺寸和進(jìn)入孔尺寸的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分考慮今后實(shí)際運(yùn)行過程中支座和梁體進(jìn)行日常檢查和維修和便利性。

3.4 徐變拱度的要求

并且與其它公路橋梁相比較，對(duì)于橋梁下部結(jié)構(gòu)的平滑性，高速鐵路行車提出了更高的要求，因此，京滬高速鐵路在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，針對(duì)結(jié)構(gòu)的徐變拱度提出了更加嚴(yán)格的限制要求，具體而言，即無砟軌道的徐變拱度為10mm，而有砟軌道的徐變拱度為20mm。由于徐變變異系數(shù)也是實(shí)際制梁的過程當(dāng)中必須充分考慮的影響因素，因此，高速鐵路上預(yù)應(yīng)力混凝土梁實(shí)測(cè)徐變上拱的變異系數(shù)大約為14，所以，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際開展設(shè)計(jì)工作的過程中，應(yīng)該分別嚴(yán)格按照8mm 和15mm對(duì)那些殘余的徐變上拱度進(jìn)行有效地控制，從而確定預(yù)應(yīng)力值和結(jié)構(gòu)預(yù)拱度［5］。

4 結(jié)語

綜上所述，高速鐵路具有橋梁比例大的特點(diǎn)，并且與其它公路橋梁相比較，在平滑性、剛度以及整體性方面均提出了更高的要求。高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁施工組織設(shè)計(jì)的主要影響因素包括高速鐵路建設(shè)施工的全線工期要求和控制工程的工期和施工工序和工期的安排，其設(shè)計(jì)原則主要包括線路情況、寬度以及設(shè)計(jì)的荷載。而要想實(shí)現(xiàn)高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁施工組織優(yōu)化設(shè)計(jì)，則必須在結(jié)構(gòu)形式、施工架設(shè)、梁端尺寸的優(yōu)化以及徐變拱度的要求等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

［1］張崇.京滬高速鐵路箱梁施工裂縫控制措施探討［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010，55(04):1023-1025.

［2］熊偉，蔣建設(shè)，廖宇峰.城市軌道交通高架橋整孔箱梁架設(shè)施工技術(shù)［J］.鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2010，66(03):1449-1450.

［3］張劍青，賈炳義，段啟楠.在32‰大坡道地段架設(shè)鐵路T 梁施工工藝及技術(shù)研究［J］.安徽建筑，2011，33(05):1352-1355.

［4］賈炳義，段啟楠，周登輝.在300m 小半徑曲線地段架設(shè)鐵路T 梁施工設(shè)備及施工技術(shù)研究［J］.安徽建筑，2011，77(05):3221-3223.

［5］王樹杰，楊新安，張業(yè)煒，等.鐵路施工組織優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究與開發(fā)［J］.華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，88(04):1652-1653.