铁道桥梁工程论文范文

铁道桥梁工程论文篇1

关键词：城市立交工程；桥梁工程；设计方案

中图分类号： TU997 文献标识码： A

1 工程概况

拟建南湖立交桥场地原为地势较平坦的农田，地形自南向北、自西向东分别以1.02％和0.5％的坡率倾斜。西环路-南湖路区段，填方厚度1.8-5.5m不等，地面高程1432.14-1438.54m；西环路-西滨城路区段，原始地形变化不大，地面高程1432.45-1433.56m。

2 主要技术标准及桥面设计

2.1 技术标准

（1）荷载等级

汽车：城市—A级

（2）净空高度

主线：≥5.0m

匝道：≥5.0m

车行地面辅道：≥4.5m

人行及非机动车道：≥2.5m

（3）抗震设计

地震基本烈度八度，桥梁采用八度抗震设计，动峰值加速度取值0.2g。

2.2 桥面宽度

（1）M线标准宽度

双向四车道：0.50m（防撞栏杆）+7.75m（机动车道）+0.5m（防撞栏杆）+7.75m（机动车道）+0.50m（防撞栏杆）=17m

双向四车道：0.50m（防撞栏杆）+11.25m（机动车道）+0.5m（防撞栏杆）+11.25m（机动车道）+0.50m（防撞栏杆）=24m

（2）Z主线标准宽度

双向两车道：0.5 m（防撞栏杆）+8.5 m（机动车道）+0.5m（防撞栏杆）=9.5 m

（3）匝道标准宽度

单向两车道：0.50m（防撞栏杆）+7~7.75m（机动车道）+0.50 m（防撞栏杆）=8~8.75 m

3 桥梁设计方案分析

3.1 主线及匝道主梁结构形式

立交常用的上部结构分为预制吊装及现场浇筑两大类，预制吊装的主要有空心板梁、小箱梁、预应力混凝土T梁、钢箱梁及叠合梁等五种。现场浇筑的主要有钢筋混凝土连续梁及预应力混凝土连续梁等形式。合理选用主梁的结构型式对工程投资及工期进度等有着比较大的影响。现从工程造价、工期、施工安排、施工期间交通组织、工厂化结构构件的生产能力以及美观等方面。经综合比选，本工程位于该地区对外的交通出口，景观效果要求较高，宜优先选用景观较好的箱梁现浇施工。从南湖立交平面线型看，80％为曲线段及变宽度分叉口梁，综合以上因素，选用基本跨径20-22m的钢筋混凝土连续梁为基本结构。

3.2 跨铁路处主梁结构形式

南湖立交上跨电厂输煤运输线及城市铁路线。

根据现有线路标高来看，跨越铁路的路口部分也有采用贝雷架进行现浇施工的条件，但施工周期长。电厂输煤运输线交通繁忙，每天的施工开窗期不足半小时，采用现浇施工法不太合适，因此只能在预制梁中作比较。而采用预制吊装方案，上跨城市铁路段采用预制吊装的钢盖梁，叠合梁和钢箱梁可不做钢盖梁，在端横梁处设大横梁，和纵梁焊接，施工难度比钢盖梁稍大。采用预制吊装梁可最大限度地减少在铁路上方现浇混凝土数量，缩短施工周期，减小对铁路的影响，跨铁路处桥梁结构型式比较后认为，小箱梁景观效果较好，造价较低，施工速度较快，对铁路影响较小，因此跨铁路处采用预制钢盖梁加小箱梁。

3.3 桥墩结构型式

（1）群桩柱墩

本工程在上部结构为连续梁处选用此种形式桥墩，根据桥宽在匝道上采用独柱墩，在主线处采用双柱墩。

（2）盖梁柱桥墩

上部结构采用小箱梁时，下部结构采用盖梁。该桥墩为横向双柱或独柱，柱底设置钢筋混凝土承台，群桩基础，柱顶设置盖梁，盖梁为预应力混凝土或钢筋混凝土结构，主要在匝道上部结构采用小箱梁，同时桥墩处于铁路界限外时采用。

（3）混凝土立柱钢盖梁组合门架墩

跨铁路处，为减小在铁路上方现浇混凝土对铁路带来的不利影响，加快施工进度，采用混凝土现浇立柱，预制吊装钢盖梁的组合门架墩。立柱及承台均在铁路限界外，不影响铁路的运行，钢盖梁预制吊装，施工速度快，在夜间等铁路非繁忙时段吊装，对铁路影响小。钢盖梁和混凝土立柱间做刚性接头，可承受轴力和弯距。在跨铁路处采用。

3.4 桥梁基础型式

桥梁桩基一般采用打入桩和钻孔灌注桩两种桩型，根据工程实践，从比较中可以看到，两种桩型各有优势。根据该地区以往公路工程建设情况看，桥梁工程普遍采用钻孔灌注桩作为桥梁基础，桥梁在各类复杂地质状况下进行钻孔桩施工已积累了大量的经验。

桥梁桩基较多采用直径1200mm或以上的钻孔灌注桩。考虑本工程所处地区为8度地震区，经计算分析，最终确定在本工程推荐采用钻孔灌注桩作为桥梁桩基。桩径采用1200mm、1500mm、1600mm三种。

3.5 桥梁的结构设计

（1）上部结构设计

1）主线上现浇混凝土连续梁采用单箱多室截面，梁高2.2m，横向控制。顶板厚25cm，底板厚20-40cm，腹板厚40-55cm，采用斜腹板。中横梁宽2.4cm，端横梁宽1.2m。

2）匝道上现浇混凝土连续梁采用单箱单室截面，梁高1.7m。顶板厚25cm，底板厚20-40cm，腹板厚40-60 cm，采用斜腹板。中横梁宽2cm，端横梁宽1.2m。

3）小箱梁预制梁宽2.4m，跨径36 m时梁高1.8m，跨径25 m时梁高1.5m，采用和大箱梁相对应的斜腹板。顶板厚18cm，底板厚18-25cm，腹板厚18-25cm。跨中及梁端设横梁。

（2）下部结构设计

整个立交包括M主线、Z主线、A匝道、B匝道、C匝道及D匝道。M主线与A匝道、B匝道及C匝道衔接，跨越电厂输煤运输线及城市铁路线，桥面宽度17-35m不等。

1）M主线下部结构多数采用双柱墩，双柱横向中心间距根据桥面宽度、地面道路及邻近匝道的限制决定，宽度为10-17m。桥墩尺寸：单柱横桥向1.8m，顺桥向底部2m，顶部2.1m。墩柱采用C40混凝土。承台采用分离式 。

2）M主线桥面宽度17m段下部结构采用H型桥墩。H型桥墩尺寸：单柱横桥向底部1.3m，顶部1.8m。H型桥墩双柱横桥向底部净距3.6m，底部外边距6.2m，顶部净距3.9m，顶部外边距7.5m，支座中心距5.7m。双柱顶部系梁连接。H型桥墩顺桥向底部1.8m，顶部2.1m。墩柱采用C40混凝土。

3）M主线跨越铁路部分下部结构多数采用双柱墩加钢盖梁的结构型式，双柱横向中心间距根据桥面宽度、地面道路及跨越铁路的限制决定，宽度为12.5m-25m。桥墩尺寸：单柱横桥向×顺桥向为2.5m×2.5m，顶部1.5m为钢柱，截面2.0m×2.0m，钢盖梁宽2.0m，高3.0m。承台采用分离式。

4）Z主线、A匝道、B匝道、C匝道及D匝道中墩基础横桥向设1个承台及墩柱。桥墩采用Y型独柱墩。Y型独柱墩桥墩尺寸：横桥向底部1.6m，顺桥向底部1.3m。墩柱采用C40混凝土。

5）Z主线、A匝道、B匝道、C匝道及D匝道边墩基础横桥向设1个承台及墩柱。桥墩采用Y型独柱墩。Y型独柱墩桥墩尺寸：横桥向底部2.0m，顺桥向底部1.3m。墩柱采用C40混凝土。

6）Z主线、A匝道、B匝道、C匝道及D匝道跨越铁路处边墩基础横桥向设1个承台及墩柱加混凝土倒T形盖梁。

7）承台厚度一般为2.3-2.5m，钢筋混凝土结构。桥台采用重力式桥台，台后设置搭板，钢筋混凝土结构。

参考文献

1.朱正旺.宁波市机场路北外环立交工程桥梁设计.山西建筑.2012年16期

铁道桥梁工程论文篇2

关键词：高速铁路 预应力 混凝土 大跨度 简支梁

中图分类号：U24 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0072-02

国内外高速铁路桥梁主要采用简支梁结构，其中预应力混凝土简支梁具有受力明确、构造简单、耐久性好、施工便捷等优点，是高速铁路桥梁的主要结构形式。

1 高速铁路桥梁概况

截止2014年底，我国高速铁路运营里程超过16 000 km，“四纵”干线基本成型，约占世界高速铁路运营里程的50%，已拥有全世界规模最大、运营速度最高的高速铁路网。

我国高速铁路多采取“以桥代路”策略，各条高速铁路桥梁所占比例均较高，其中以跨度32 m预应力混凝土简支箱梁桥为主，部分采用跨度24 m简支箱梁，少量采用跨度40、44、56 m简支箱梁。跨度32 m及以下箱梁主要采用沿线设制梁场集中预制、架桥机架设的方法施工，跨度32 m以上简支箱梁主要采用现场浇筑或节段拼装的方法施工。

我国高速铁路桥梁里程占线路里程的比例最高达82%，其中常用跨度混凝土简支箱梁桥占桥梁总里程的比例基本在80%以上，最高达96%。桥梁技术的发展和进步成为我国高速铁路建设工程中的重大技术突破，并形成了我国自有的技术标准体系。随着高速铁路建设的发展，桥梁设计理论和建设技术也在逐步完善和发展，其中基于预制架设施工模式的大跨度预应力混凝土简支箱梁就是其中重要发展方向之一。

我国高速铁路建设规模大，桥梁数量多，设计、施工技术成熟，并依托联调联试工作积累了丰富的试验数据，对于高速铁路桥梁的建设和发展也积累了充足的技术储备。根据近年来高速铁路常用跨度预应力混凝土简支梁的设计和试验研究成果，我们对简支梁的设计理论有了更为深刻的认R，为高速铁路（时速250 km及以上）大跨度预应力混凝土简支梁的进一步发展打下了基础。

高速铁路跨越河流、沟谷的高墩桥梁以及软基沉陷地区的深基础桥梁，下部结构造价在桥梁建设费用中的比重较大，大量使用跨度32 m简支梁时经济性较差；跨度>32 m时若只能采用原位浇筑的简支梁桥或者连续梁、连续刚构桥，经济性也较差，且质量不易控制。发展跨度40 m及以上预应力混凝土简支梁，并采用集中预制、运梁车移运、架桥机架设的施工模式，将显著提高桥梁的经济性。我国高速铁路发展跨度40 m及以上、采用预制架设施工模式的预应力混凝土简支梁技术，不但能够提高简支梁桥的跨越能力，还能够扩大简支梁桥的适用范围，并具有一定的技术、经济优势。

2 既有高速铁路简支梁设计与使用情况

2.1 设计参数及控制指标

对于我国高速铁路用量最大的跨度32 m预应力混凝土简支箱梁，高速铁路运营活载静态效应（动车组）约为设计活载静效应的35%～40%，桥梁结构设计控制指标已由强度变为刚度。桥梁结构的变形和变位限值主要是为保证桥上轨道结构受力安全性和稳定性，同时满足列车高速运行条件下行车安全及乘车舒适的要求。根据现行规范，高速铁路桥梁刚度设计参数应满足如下要求。

2.1.1 梁端转角

对于采用无砟轨道的桥梁，由于梁端竖向转角使得梁缝两侧的钢轨支点分别产生钢轨的上拔和下压现象。当上拔力大于钢轨扣件的扣压力时将导致钢轨与下垫板脱开，当垫板所受下压力过大时可能导致垫板产生破坏，对于采用有砟轨道的桥梁，还要保证桥梁接缝部位有砟道床的稳定性。

2.1.2 竖向自振频率限值

研究表明梁体固有频率过低将导致高速列车通过时产生较大振动或共振，频率过高时桥上轨道不平顺引起的车辆动力响应明显增加，因此，对简支梁竖向自振频率提出限值。对于运行车长 24～26 m的动车组、L≤32 m混凝土及预应力混凝土双线简支箱梁，给出了不需要进行车桥耦合动力响应分析的自振频率限值。同时，研究发现对于跨度40 m及以上的简支梁，由于长列荷载的影响，动力荷载产生的突变效应减弱。高速铁路桥梁设计的控制性参数与桥梁跨度有关。研究发现，选取跨度20、24、32及40 m的简支箱梁，每种跨度的简支梁分别选取21种不同尺寸的截面，二期恒载统一按180 kN/m来计算梁体竖向基频，以此研究分析不同刚度设计参数间的关系。根据不同刚度限值对应函数关系。32 m及以下跨度简支梁基频取现行规范中不需要动力检算的下限值，40 m箱梁基频取现行规范中公式计算的下限值，梁端悬出长度按预制架设模式统一取0.55 m，梁端转角限值取1.5×10-3 rad。

综上分析可以看出：（1）梁体竖向刚度满足梁端转角限值或满足基频限值的情况下，挠跨比远小于规范规定的1/1 600，挠跨比不控制梁体设计；（2）跨度32 m及以下的预制简支梁，基频为梁体设计控制指标；（3）跨度40 m预制简支梁，基频和梁端转角的对应关系接近，梁体设计控制指标在基频和梁端转角方面差别较小，可实现箱梁经济性设计。

2.2 实梁设计状况

以我国高速铁路跨度32、40 m预应力混凝土简支箱梁为代表，分析了既有简支梁的设计情况。

2.2.1 跨度32 m简支箱梁

高速铁路有砟、无砟桥面双线箱梁二期恒载设计值分别为 206.5～211.0 kN/m和120.0～180.0 kN/m，受二期恒载影响（不同无砟轨道类型、直曲线及有无声屏障等），同一图号的无砟简支箱梁基频和残余徐变拱度略有差异。对于设计时速350 km高速铁路32 m无砟轨道预应力混凝土双线简支箱梁，预制梁的梁端转角、基频的设计参数与规范参数比值分别为53%，101%～108%，现浇梁相应的两者比值分别为70%和106%～114% 。

2.2.2 跨度40 m简支箱梁

时速350 km高速铁路无砟轨道后张法预应力混凝土双线简支箱梁，计算跨度为39.1 m，施工方法为原位现浇，截面中心梁高为3.75 m，桥面宽度为12.0 m，质量1 130 t。对于设计时速350 km高速铁路跨度40 m无砟轨道预应力混凝土双线简支箱梁，梁端转角、基频的设计参数与规范限值的比值分别为62%和139%。

2.2.3 对比分析

（1）高速铁路各种箱梁的挠跨比设计值远小于规范规定的限值；（2）跨度32 m箱梁的竖向基频设计值稍大于规范规定的基频限值，梁端转角富余度较高，基频限值控制箱梁的设计；（3）跨度40 m梁与跨度32 m梁的梁端转角设计值与规范限值的比值基本相当，40 m梁基频设计值与规范限值的比值大于32 m梁的相应比值，跨度40 m梁的竖向基频有较大优化空间。

2.3 实梁测试结果

将高速铁路常用跨度简支梁设计情况和实测结果对比可知：（1）挠跨比不是梁体设计控制指标，跨度32 m以下的简支梁的设计参数由基频控制，跨度40 m的简支梁基频和梁端转角的影响接近；（2）高速铁路各种箱梁的挠跨比设计值小于规范规定的限值。跨度32 m箱梁竖向基频设计值稍大于规范规定的基频限值，跨度40 m箱梁基频设计值与规范限值的差别较大，有较大的优化空间；（3）从设计和运营指标测试结果来看，我国高速铁路发展跨度40 m及以上的预应力混凝土简支箱梁技术可行（如图1）。

3 研究结论

根据高速铁路预制后张法预应力混凝土大跨度简支梁技术可行性和经济性对比分析研究结果，得出结论如下：（1）高速铁路跨度40 m简支梁的设计控制指标已从跨度32 m简支梁的刚度（基频） 控制转变为强度和刚度（基频、梁端转角）共同控制；（2）跨度40 m预制简支梁的梁高设计可以控制在3.1 m左右，单孔梁质量可以控制在1 000 t以内。该梁高与既有跨度32 m简支梁的梁高接近，便于桥梁跨度布置及美观设计；（3）无论是研制新的运架设备还是对既有的运架设备进行改造，均可满足跨度40 m预制简支梁的制、运、架施工要求；（4）高速F路跨度40 m的预制简支梁桥，在墩高10 m左右的常规地段综合造价与跨度32 m简支梁桥相比具有一定经济优势，在高墩、深基础等下部结构费用较高的地段综合造价与跨度32 m简支梁桥相比经济优势增加；（5）采用跨度40 m预制简支梁桥，可提高桥梁的跨越能力、增加桥跨布置的适应性、减少墩台基础的数量、扩大简支梁桥的适用范围，并可减少施工作业班次、提高生产效率，工程建设实际意义显著。

参考文献

[1] 中华人民共和国铁道部.TB 10002.1-2005，铁路桥涵设计基本规范[S].北京：中国铁道出版社，2005.

铁道桥梁工程论文篇3

关键词：桥梁；施工管理；安全；质量

Abstract: now for the acceleration of railway construction, railway through the tunnels through mountains, through the bridge across the river. With the ascension of economic technology, the quality of the construction of railway Bridges safety standards is also in constant increase, for the safety of railway bridge construction site and quality control, is the need to focus on in the railway engineering projects. This article from the problems existing in the construction site of railway Bridges and railway bridge construction site safety and quality management and control aspects to illustrate.

Key words: Bridges; Construction management; Safety; The quality

中图分类号：U448.13文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

铁路桥梁施工现场存在的问题

（一）、施工现场的状况

铁路桥梁的施工是整个铁路建设中比较重要的一部分，因为铁路桥梁的建设环境比在平路上铺铁轨要复杂很多，它涉及桥在江河上的构建使铁路能够跨过江河，所以对于铁路桥梁施工现场要进行严格的管理及控制，以保证铁路桥梁的质量与安全。

（二）、铁路桥梁的施工不符合实际

现在的铁路桥梁的施工都是根据前期设计好的图纸进行施工，但是对于铁路桥梁的施工现场是一个实际操作的过程，会出现许多的具体情况需要根据实际解决。铁路桥梁的施工如果没有根据实际出现的问题经行调整的话，就会造成铁路的施工现场出现安全隐患。

铁路桥梁的施工不符合实际有可能是因为在铁路桥梁的施工现场的操作流程没有严格执行标准或者理解的施工方法有误差，都会对铁路桥梁的施工造成人员安全、桥梁质量、桥梁安全上的影响。

（三）、施工队伍素质低

施工队伍的专业素质水平会直接影响到铁路桥梁施工现场的安全和质量的控制。现在有很多的施工人员都是为了生存，从事这些繁重的工程项目体力活，他们并没有进行专业的工程项目培训，不懂也不理解一些专门的铁路桥梁知识，这样对于这种专业性、操作性很强的铁路桥梁进行施工，就会使铁路桥梁建设的现场出现一些不可控制的安全问题，同时对于复杂的铁路桥梁建设也会造成质量上的影响。严格的按照规定进行铁路桥梁建设，才能减少铁路桥梁施工现场的事故，更好地保证铁路桥梁的质量。

、设备危害

铁路桥梁的施工现场都放有大型用于施工的机械设备，所以也要对施工现场的机械设备的安全进行控制和管理，防止设备危害。设备的伤害可以分为设备对人的伤害，因为在施工现场大型的设备都在运转，如果没有按照规定制度在不应该出现人员的地方出现了人员，就会造成施工人员受伤。其次就是人对设备的损坏，没有按照操作就成进行随意的操作，会加速设备的折旧速度，对设备有一定的损坏，影响铁路桥梁建设的质量。

（五）、偷工减料

现在电视上经常报道一些“豆腐渣”桥梁建设，就是因为在建设中的施工材料没有达到这个工程项目的要求，就会缩短桥梁的使用寿命。所以在铁路桥梁的施工现场，要严格控制施工材料，不偷工减料造成铁路桥梁的质量问题。

二、铁路桥梁施工现场的管理及控制

（一）、图纸设计人员参与铁路桥梁施工

对于铁路桥梁的设计图纸与铁路桥梁施工有误差的地方，需要图纸的设计人员参与到其中，以便发现铁路桥梁设计中的问题，及时的根据现在铁路桥梁的施工现场的问题状况解决。图纸的设计人员要详细的对图纸上的施工过程、注意事项等类容进行说明。制定铁路桥梁施工细则，严格的按照铁路桥梁施工细则进行施工处理，这样既可以保证铁路桥梁施工现场的安全，因对施工过程中出现的突发事件，又可以保证铁路桥梁的施工质量。

、对施工队进行专业知识的培训

在进行铁路桥梁项目施工前对施工队伍进行铁路桥梁施工的专业知识培训。首先是要了解铁路桥梁的施工图纸，包括施工现场的地质环境，铁路桥梁的设计结构，经常出现问题的解决方法……制定严格的施工制度，按照施工制度进行施工，保证这些施工人员的安全，只有在熟悉和了解铁路桥梁要如何进行设计的情况下进行施工，能保证铁路桥梁建的设质量。同时施工队伍要招收一些有专业知识的人员在现场指导铁路桥梁施工，更好的进行铁路桥梁施工现场的管理及控制。

(三)制定操作安全制度

不论是人员的伤害，还是设备的损失都是属于铁路桥梁施工中的安全隐患，所以要排除这些安全隐患，需要制定操作制度，严格的按照操作制度进行铁路桥梁的施工，减少施工现场的安全事故。制定的安全制度要包括：设备的规范操作流程、设备使用管理、人员在施工现场的服饰、人员的安全施工……一系列的有关于铁路施工现场的安全制度的制定。光制定制度不严格施行就不会有显著性的效果，除了制定这些制度，在施工之前要组织施工队伍仔细阅读这些铁路桥梁施工现在的安全规定，并且在铁路桥梁现场的施工中，进行严格的监督务必要按照铁路桥梁安全制度操作。在施工现场组织一个专门负责现场施工安全的小组，对铁路桥梁施工现场的安全进行监控，保证施工人员的安全，也保证铁路桥梁的施工质量。只有严格的按照规定进行铁路桥梁建设，才能减少铁路桥梁施工现场的事故，更好地保证铁路桥梁的质量。

(四)、杜绝铁路桥梁建设的偷工减料

在铁路桥梁施工现场对于施工材料的使用，要严格的按照施工的图纸进行施工，在桥梁的设计中需要用多少材料就要实际用多少材料，应该使用什么质量的材料就使用什么质量的材料，对于材料的材质是什么材质的就用什么材质的，这样才能保证铁路桥梁建设出来的质量有保证，不能说是为了压缩成本，就用一些次品的材料来替代或者是减少材料的使用量；也不能因为压缩工期时间，就不按照计划，简单的进行施工，偷工减料经行铁路桥梁建设。这样的做法都会影响铁路桥梁的使用年限，影响铁路桥梁建设的质量。

在国家《建筑法》明确指出：“用于建筑工程的材料、构配件、设备等等，都必须符合设计要求和产品质量标准。”在铁路桥梁的建设中偷工减料不仅仅是对这个工程项目不负责任，对铁路桥梁在使用过程中的使用者不负责任，同时也会触及国家法律层面，所以在铁路桥梁施工现场要严格的控制建设材料的质量，铁路桥梁施工的质量，杜绝铁路桥梁建设的偷工减料。

(五)、材料的验收

对于铁路桥梁建设要加强材料验收工作。材料的质量也会对铁路桥梁建设产生影响，只有对材料进行严格的把关才能确保铁路桥梁建设的质量。不论是钢筋、水泥、石料……都应该有一个质量检测报告，说明这些材料的质地是合格的，除了质量检测报告之外，在材料验收的时候，需要根据报告的内容对材料进行核实，是否符合标准。首先对这些材料进行一个试用，看这些材料能否用于铁路桥梁的建设使用，对于不能通过的材料不应验收，而是要进行退货处理，以保证这些材料是符合质量标准的。这样才能保证在铁路桥梁施工的时候出现材料问题造成的停工问题和纠纷。所以对于铁路桥梁施工管理中加强验收工作是非常有必要的，它能够保证铁路桥梁施工的顺利进行。

三、总结

现在对于铁路建设的速度不断加快，铁路通过隧道穿越高山，通过桥梁穿越江河。随着经济技术的提升，铁路桥梁的修建的质量安全标准也在不断地提高，对于铁路桥梁施工现场的安全与质量的控制，是在铁路工程项目中需要重点关注，这些又包括铁路桥梁建设安全、施工的材料质量、人员操作的安全、设备安全……只有严格的按照规定进行铁路桥梁建设，才能减少铁路桥梁施工现场的事故，更好地保证铁路桥梁的质量。

参考文献：

[1]熊广忠.工程建设监理实用手册[M].北京中国建筑工业出版社.（2012）

[2]苟涌泉.论桥梁工程施工质量管理[J].中国新技术新产品.（2010）

[3]杨志惠.浅谈创精品工程施工质量控制措施[J].福建建设科技.（2007）

[4]邬伟彬.浅谈建设工程施工质量管理[J].建材与装饰（2007）

[5]黄有良.建筑工程的质量控制[J].中国西部科技.（2006）

铁道桥梁工程论文篇4

关键词：重载铁路；简支双T梁；辅助钢梁加固；动力响应

中图分类号：U441.2 文献标识码：A

Dynamic Response Analysis of Heavyhaul Railway

Bridge Strengthened by Bonding Assisted Steel Beams

JIANG Lizhong1，LONG Weiguo1，2，YU Zhiwu1 ，CHEN Lingkun1 ，LI Li3

（1. School of Civil Engineering and Architecture， Central South Univ， Changsha，Hunan 410075，China；

2. School of Mathematics and Physics， Univ of South China，Hengyang，Hunan 421001，China；

3. The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation，Tianjing 300142，China）

Abstract：The existing heavyhaul railway concrete simply supported doubleTtype beam bridges can not meet the requirements of heavy haul transport. So， a strengthening method of bonding assisted steel beams for the existing heavyhaul railway bridges was put forward. Using the theory of traintrackbridge timevarying system， the spatial dynamic analysis model of traintrackbridge system was set up. And based on the existing heavyhaul railway concrete simply supported doubleTtype beam bridge and strengthening method， the dynamic response was analyzed， the dynamic response of bridges at different speed reinforcements was calculated. Comparing the real vehicle testing data with the calculation results， it has been shown that the strengthening method of bonding assisted steel beams can improve the lateral and vertical stiffness of the concrete simply supported doubleTtype beam bridge. Therefore， the strengthening method is feasible and reasonable.

Key words：heavyhaul railway； simply doubleT girder； strengthening of bonding assisted steel beams； dynamic response

各种荷载作用下不同桥梁的动力响应和机理一直是结构动力学的研究前沿.在过去的100多年里，国内外研究工作者在此领域进行了大量的研究，取得了一系列较为显著的成果.在国外，Pesterev和Bergman研究移动荷载作用下桥梁的振动问题[1]，Michaltsos等研究了移动质量作用下简支桥梁的动力响应和移动荷载作用下单跨梁的动力特性[2-3]，Matsuura研究了高速铁路桥梁的动力行为[4]等；在我国，杨仕若等研究了列车通过钢桁梁桥时的动力响应[5]，党立俊等研究了高速铁路预应力简支箱梁桥的动力响应[6]，吴亮秦等研究了城市轨道交通U型梁车桥的动力响应[7]，陈上有等研究了变速移动荷载作用下简支梁的动力响应[8]，李喜梅等研究了不同桥面刚度下桥梁结构的动力响应[9]等等[10-13].就其桥梁来说，主要是针对既有桥梁，但对加固桥梁的动力响应研究较少.

由于我国重载铁路桥梁大多数采用的是混凝土双T型截面简支梁，翼缘下有较大的使用空间，在原梁腹板外侧锚固辅助钢梁来加固重载铁路桥梁，可以提高重载铁路桥梁的承载力及横向和竖向抗震能力.本文以载重列车作用下辅助钢梁加固混凝土双T梁桥为研究对象，运用车轨桥系统耦合时变分析理论的方法，对桥梁动力响应等方面因素进行综合分析，并通过现场实车试验来验证加固方案，为进一步研究此类重载铁路桥梁的振动机理提出合理建议，为我国既有此类重载铁路桥梁加固改造工程提供技术参考.

湖南大学学报（自然科学版）2013年

第7期蒋丽忠等：辅助钢梁加固重载铁路桥梁的动力响应分析

1 工程概况

朔黄铁路上某特大桥于1997年开工，2000年竣工.该桥梁全长700.66 m，桥跨布置为多跨预应力混凝土双T型简支梁，其跨度为32.76 m，下部结构为双线共用双柱式轻型墩，墩高为12.27 ～18.28 m不等，墩身直径为1.90 m，两墩柱中心距为4.00 m，盖梁高为2.27 m，基础为两层扩大基础，该桥除第16跨至第21跨（桥梁的东段）外位于直线上，其余均位于曲线上，桥上直线段设有-2‰的纵坡.当时设计年运输能力为6 800万吨，2010年，提出年运输能力要达到3亿吨.因此，必须对现有桥梁进行加固，以满足更大轴重的列车运行.

2 加固方案

2.1 加固方案的选择

常用的桥梁加固按其目的分为两个方面：1） 提高梁体的承载能力；2） 提高梁体的横向刚度.本文选择辅助钢梁法来加固双T型桥梁，这是因为在原梁上锚固辅助钢梁既可以提高重载铁路桥梁的承载力，也可以同时提高梁的横向和竖向刚度.

2.2 梁体加固

主要是在简支T梁两侧采用钢板梁对其进行加固，可以充分利用简支梁翼缘下的空间，最大限度地增加钢板梁的高度，如图1所示.

钢梁和简支T梁通过两种方式进行连接，一是在混凝土T梁翼缘底部钻孔，植入连接钢筋，并在钢梁上翼缘板与混凝土梁翼缘板底部之间每隔一定距离浇注一段的混凝土块进行连接；二是钢梁与横隔T形连接板及T形连接板与混凝土T梁均采用膨胀螺栓连接.这样可以使整体梁以协同受力，共同承担荷载.

本加固方法的主要特点：1） 施工简单方便，且不影响桥上的列车营运；2） 采用多种方式传递力，使梁整体受力分布较好；3） 不影响桥梁下的通行能力；4） 能较大提高梁的承载力及横向和竖向刚度.

3 车轨桥系统动力分析模型

3.1 车辆空间振动分析模型

车辆为一系轴箱悬挂货车，车体具有5个自由度，分别为沉浮、横移、侧滚、点头和摇头；前后转向

架由两个侧架和一个摇枕组成，摇枕只有一个摇头自由度，其余运动皆视为与车体刚性连接.考虑侧架纵向、横移和摇头运动自由度，忽略其侧滚运动，而点头和沉浮运动取决于轮对的振动形式；轮对具有5个方向运动自由度，如图2所示.因此每一辆重载货车车辆模型具有39个自由度.

（a）正视图

（b）后视图

（c） 俯视图

3.2 轨道空间振动分析模型

本文轨道采用连续弹性3层梁模型，将钢轨模型化为以桥墩为弹性支座的无限长连续简支梁模型.轨枕和道床视为弯曲刚度为零的Euler梁；用3层均布的线性弹簧和阻尼器来模拟钢轨下垫板及扣件、道床和路基的刚度和阻尼.钢轨采用空间梁单元，将钢轨以扣件间距为单元长度划分单元，并以扣件支点为单元节点来建立钢轨模型，如图3所示.

3.3 桥梁空间振动分析模型

假设为桥梁均等截面Euler简支梁.主梁采用空间梁段单元建模.桥梁支座的横向剪切刚度采用线性弹簧模拟.对加固部分采用等效模量法进行截面处理，例如，在计算竖向惯性矩Iz时，加固用的辅助钢梁高度不变，而辅助钢梁的宽度按两梁的材料弹性模量之比值相应增大.假定与原混凝土T梁紧密结合，但作了相应的修正，计算跨度为32 m.

（a） 侧视图

（b） 正视图

4 加固前后桥梁动力响应计算与分析

4.1 加固前后桥梁的自振特性

根据上述桥梁的空间振动模型，对该梁加固前后的自振特性进行了计算，结果见表1.加固后桥梁的第一阶固有频率为6.25 Hz，是人体敏感频率，也是列车通行要尽量避开的振动区域.

4.2 加固前后桥梁的动力响应计算与分析

根据上述空间振动模型与计算原理，采用自编的MATLAB车轨桥系统分析程序，对桥梁加固前后的动力特性进行仿真计算，设置列车编组为：内燃机车（DF4） ×1+拖车（C64）×56，其速度为70 km/h，采用美国4级轨道不平顺谱.计算结果见表2.

从表2中可知，重载铁路桥梁加固后，1） 梁的各动力指标均减小，且随车速增大降低率也随着增大；2） 梁跨中的竖向和横向振幅及梁端横向振幅减低幅度较大，且降幅大于10%；3） 梁跨中的竖向和横向加速度及挠度均降低，且降幅也在10%左右.从图4，图5可以看出，随着列车的速度增加，桥梁跨中的最大动挠度和横向振幅随之增大，但绝不是简单的线性增加.

5 桥梁动力响应试验

在2011年3月，对该桥梁的第二跨进行加固前实车试验，试验车的车速为70 km/h，试验车编组为：内燃机车（DF4）×1+电力机车（SS4）×1+（C64重）×18+（C64空）×10+内燃机车（DF4）×1，对该跨的跨中动挠度、横向振幅、竖向振幅、横向加速度及梁端横向振幅进行测试，各种测试结果并进行滤波处理.6～10月对该跨进行辅助钢梁加固，11月对该跨进行加固后实车试验，试验车的车速、编组及测试内容与上相同，加固前后所测得动力响应最大值见表3.为了与试验保持相同的行车时间，计算列车编组为：内燃机车（DF4） ×1+拖车（C64）×28，其速度为70 km/h，采用美国4级轨道不平顺谱.

图8和图9的横向振幅时程曲线，由于H891-Ⅱ型拾振仪测得的是横向振幅，程序计算的是横向位移，是两个不同的物理量，程序计算的位移是正确的，符合力学原理，可见测试结果与仿真计算结果在波形和数值上基本一致.通过试验和计算分析结果表明：

1） 采用辅助钢梁加固混凝土双T型桥梁，可以增大桥梁的横向和竖向刚度，从而降低了桥梁的动力响应，试验数据也验证了这一点；

2） 从表3中可以得出，理论计算结果与试验结果存在误差，主要是因为试验列车编组与计算列车编组不同及计算轨道不平顺与实际轨道不平顺存在差异，但仿真计算结果在波形和数值上基本一致；

3） 从表2、3中可得出，此种加固方法对桥梁的跨中竖向和横向振幅及梁端振幅降低的幅值较大.

t/s

6 结 论

辅助钢梁加固混凝土双T桥梁，通过重载列车轨道桥梁系统的动力分析和计算结果，以及实车试验，可以得到如下结论：

1） 加固后，桥梁的自振特性在合理值范围内；

2） 桥梁加固后，桥梁的横向和竖向刚度都有所增大，从而降低了桥梁的动力响应；

3） 随着列车的速度增加，桥梁的动力响应随之增大，但都不是简单的线性增加.

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铁道桥梁工程论文篇5

关键词：铁路；施工；质量

中图分类号：F530文献标识码： A

桥梁施工质量控制体系是为了保证铁路客运专线桥梁施工施工质量，是从项目规划、投标、设计、施工到验收的全过程，建立一套科学、规范、高效的质量控制组织。在组织中明确相关职能部门、相关人员的工作任务、权利和承担的责任，对每项质量控制工作都要建立控制工作目标和标准程序，对工序控制要编制详细的作业指导书，质量检验要规定对铁路客运专线桥梁工程质量的检验标准和办法。对桥梁工程的质量实行动态管理制度，信息处理、信息反馈要及时并准确，依照规范不断的改进工作。使桥梁施工中的各项质量控制工作能够做到相互的衔接、相互的协调，并做到工作有序。

1强化桥梁工程的目标责任制

强化桥梁工程目标责任制是完成和达到铁路客运专线桥梁施工合同指标、实现铁路客运专线桥梁施工质量管理的根本保证。铁路客运专线桥梁施工是一个庞大的系统工程，包含了层层的互相衔接的承包关系，按照“分项保分部，分部保单位”的原则，把桥梁工程质量的总目标进行分解，通过研究确定每一个分部、分项工程的质量控制目标。并针对每个桥梁的分项工程技术的要求和施工难易的程度，结合施工技术人员的技术水平和业务素质，确定好质量管理和监控重点。编制详细的书面交底和桥梁工程质量控制，参加桥梁施工的所有人员都要进行技术交底，目标明确，职责分明。将铁路客运专线桥梁施工作为一个系统的工程管理。桥梁建设单位、桥梁施工单位、桥梁监理单位等要都加强信息反馈与调控，实现各层次项目目标指标，最终实现铁路客运专线桥梁施工达到的目标。

2强化监督机制

监督机制是施工过程有效控制的保证。近年来，国内出现的多起建筑工程安全事故，给国家和人民造成了巨大的损失，其根本原因都是对工程质量监督机制不完善。因此，强化监督机制刻不容缓。建设单位、监理单位、施工单位应联合建立监督机制，监督机制应深入到铁路客运专线桥梁施工的立项、论证、招标等个个环节。把铁路客运专线桥梁施工的监督机制作为一项过程监督管理，把各项制度落到实处是保证铁路客运专线桥梁施工质量有效控制的关键。

3强化新技术推广，提高施工水平

桥梁施工企业应认真学习实践科学发展观，积极采用先进适用的新技术、新工艺、新设备和新材料等组织施工，做到发展专业化、机械自动化、管理现代化，优化资源配置，提高生产率。桥梁建设单位和监理单位应该积极鼓励桥梁施工企业采用新技术，强化新技术的应用，提高施工水平，提高控制和管理铁路客运专线桥梁施工质量。

4强化施工管理和技术人员培训

企业施工队伍由管理人员、技术人员、施工人员等组成，具有队伍庞大、知识层次差别大、流动性大等特征。因此，施工企业要加强各层次人员安全知识、专业知识和劳动技能的教育培训。这样做不但有利于提高桥梁施工企业整体素质和水平，也有利于提高铁路客运专线桥梁施工的质量和管理水平。另外，桥梁施工企业还应该强化协作单位管理，这是保证施工工期和有效管理的重要因素之一。

5施工质量控制体系的建立与完善

铁路客运专线桥梁施工质量控制体系的建立，明确了桥梁施工企业职能部门，相关人员的责、权、利;又体现了人的质量，人的质量保证工作质量，工作质量决定工序质量，工序质量最终决定铁路客运专线桥梁施工质量。

6施工质量主动控制

铁路客运专线桥梁施工质量的主动控制包含三个方面的含义:一是根据桥梁工程实际进展情况进行时时调整，实施全面质量控制，使桥梁施工质量在不断的控制循环过程中得到提高。二是以桥梁单元工程为基础，工序控制为手段的标准化、程序化控制。桥梁单元工程质量以桥梁施工企业自检为主，监理单位、专业检测单位为辅的双控手段。三是体现以预防为主的指导思想，把质量控制的关口前移，对项目质量进行事前控制、事中控制，把对项目质量的检查变成对工作质量、工序质量的检查，只有这样才能做到对桥梁工程质量的科学控制。

铁路客运专线桥梁施工的主动控制主要体现在预防为主的指导思想，把质量控制前移，对桥梁工程进行事前控制、事中控制，把对桥梁工程质量的检查变成对工作质量、工序质量的检查。

7施工质量规划

铁路客运专线桥梁施工质量规划是依据招标、投标文件、施工合同文件、公司质量手册等要求编写的，它是指导项目施工的纲领性文件，对整个桥梁施工过程的质量控制提出了明确的规划要求。铁路客运专线桥梁施工质量规划一般限于项目的设计、施工过程，详细明确设计、施工阶段质量目标要求，所采取的质量控制办法和措施。同时在质量规划执行过程中，根据桥梁工程进展情况即使进行修改补充加以完善。

明确并充分落实铁路客运专线桥梁施工质量规划是做好桥梁质量控制的基础，为桥梁工程的质量管理和控制提供了根本的保证。为确保桥梁工程的质量，根据标准和施工合同的要求，编制桥梁工程项目的质量计划书，作为工程项目的质量保证和质量控制的依据。

8施工质量控制体系

铁路客运专线桥梁施工质量控制体系是由质量意识体系、质量控制体系、质量组织体系三部分组成的。每部分相对独立又互相依存，形成统一的质量工作体系。质量意识体系是在工程实践中逐渐形成的质量意识形态，它包括质量精神、质量价值观、质量形象等内容。质量控制体系主要内容是:在桥梁施工过程中要做到事前控制、事中控制和事后控制，三个控制过程互相联系，互相作用，缺一不可。质量组织体系包括企业方，监理方和建设管理方三个层次。桥梁施工企业自控，自检在质量控制中企业关键和决定性的作用。桥梁工程项目部组织结构为:工程由公司副经理，副总工程师、质量部主任组成桥梁工程质量委员会，管理和监督建设项目质量小组的工作，由通过公开竞争产生的项目经理，项目经理与企业协商聘任的质量、技术、生产副经理来组成质量小组，负责对建设项目质量管理工作。材料、质检、施工、技术、计量、资料员等要对各分管的工作负责，各施工班组要设兼职工程质检员，实行公司、项目、班组的三级负责制。

铁路客运专线桥梁施工企业建立合理、高效的质量控制体系，提出施工质量管理中应依据的思想，为企业实现质量控制提供了制度保证，明确各部门在桥梁施工整个过程中的职责和任务，是桥梁施工企业开始桥梁施工的前提和保障。

强化铁路客运专线桥梁施工前的规划管理，严格桥梁施工过程中的质量控制，加强对桥梁施工后质量的日常检查和跟踪，特别是对关键性工序质量重点管理。

参考文献：

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2荣佑范.铁路线路维修与大修.北京:中国铁道出版社，2004

3高静华.日本新干线线路养修技术与管理.上海铁道利技，2000 (3 )

铁道桥梁工程论文篇6

1西南山区铁路桥梁及水文环境概况

成都铁路局管辖范围包含西南两省一市。川渝地区地处长江上游，流域内支流众多，径流量丰富;水位季节变化较大;汛期集中在夏季;含沙量较小;没有结冰期。川、渝、贵多处山地，地质条件复杂多样，主要包含高原、山地、丘陵和盆地四种基本类型，气候具有明显的亚热带性质，主要表现为冬暖、春旱、夏热、秋雨、多云雾、少日照;气象灾害种类多，发生频率高，范围大，主要是干旱，暴雨、洪涝和低温等也经常发生。西南山区铁路桥梁除了一小部分跨越长江干流和大支流以外，绝大部分位于在山区峡谷、山间宽谷漫流等小流域地区。山区河流流经的地方都是地势高峻、地形复杂的山区，这些地方岩石、径流系数大、汇流时间短，洪水暴涨陡落，而山间宽谷漫流河段则具有河槽浅小且基本稳定，河滩辽阔，且滩上广布耕地，汛期洪峰持续时间不长，洪水涨落快。这些地方基本都没有详尽的历史水文资料。桥梁水文勘测和水文计算是桥梁设计的重要内容。从现有铁路桥梁来看，很少有桥梁被车辆活载破坏，但桥梁浅基和孔径不足等病害却时有发生。由于地理位置的特殊，桥梁众多，形式多样，修建时间跨度大，桥梁的设计抗洪能力标准不一，成为了成都铁路局铁路桥梁的一大特色。局管桥梁共计600余座，其中有始建于1936年，建设时间长达20余年的成渝线，也有解放后六七十年代修建的成昆线，川黔线等普速铁路桥梁。老线桥梁由于水文技术力量、水文资料积累有限，计算理论和方法照搬前苏联模式，与当地复杂的水文情况相差较大;加之设计时对桥渡水文认识不够，节约投资等原因，造成桥梁水文方面的问题比较多。近年来随着铁路建设的逐步深入，在成都局管内对部分既有线进行了提速改造，新建了很多快速铁路，新结构新工艺建造的桥梁也逐渐增多。虽然桥梁水文理论经过长时间的经验积累，得到进一步发展和提高，逐步形成了适应我国各地区情况比较系统的水文检算方法。但是桥梁水文计算涉及到天文、地理和气候等很多方面的知识，每个从事水文的工程师对河流水文特性的理解、对桥梁设计规范的掌握不同，可能存在按同样的水文资料由不同工程师设计的桥梁差别很大的情况。西南山区铁路大部分线路建造年代较早，桥梁设计抗洪能力标准普遍不高，特别是在行洪河道中的扩大基础桥梁，经过长期运营后，由于河道变迁，上游采砂，修建水库等影响，逐渐出现浅基病害，孔径不足等问题。为了能及时准确的发现铁路桥梁水文病害和灾害隐患，避免给人民生命财产和铁路交通运输工作带来损失，铁路桥梁的水文检算工作变得尤为重要。

2西南山区铁路桥梁水文检算

校核的主要参数包括桥址处河道的滩槽宽度、桥址河床断面、滩槽糙率、各项流速数据、检定流量、历史洪痕等;桥梁抗洪能力检算的主要指标则是由桥梁的孔径、冲刷检算结果来反映。经过几年的水文检算工作实践，发现针对西南山区铁路桥梁水文条件的复杂多样，历史水文资料的缺乏等条件限制下，桥梁抗洪能力的检算的重点应放在桥址河流的类型区分和检定流量的推求上。只有将桥址河流所处流域和环境特征调查清楚，才有利于选择检定流量的推求方法。而检定流量合理推求是桥梁的孔径、冲刷检算结果是否具有参考价值的前提。检定流量的推求一般分为两类。一类是利用桥址附近的水文观测资料(包括历史流量系列，水位观测系列等)通过概率统计法和形态勘测方法来推求检定流量;这类方法主要适用于我局管内的跨长江流域上的干流或主要支流的长大桥梁。这些桥梁在设计建造阶段就充分考虑了水文环境对桥梁的影响，且历史水文资料收集保存也较为完善，因此在做水文检算时推求的检定流量和检定水位一般来说是比较可靠的。这类桥梁因为大都处于大江大河之上，现场水文勘测工作对人员、测量仪器的要求较高。为了提高测量准确度，一般采用全站仪和测深仪结合，对桥址处的水下地形和桥址周边地形进行准确定位和测量，得到相对准确的形态勘测数据，同时进行桥前水位坡度测量和流速测量。最后将推求的检定流量与桥梁设计文件中的设计流量进行相互比较、相互映证，最后得到较为合理的检定流量。另一类则是缺乏水文观测资料，利用雨量推求小流域暴雨洪峰流量来确定检定流量，这类方法在小流域中的桥涵水文检算中有着重要作用，在西南山区处于这类小流域的铁路桥梁数量较多。该方法的重点是流域面积的确定，同时也是现场勘测工作中的难点。目前，确定流域面积的方法主要有两种，一是进行现场实测，二是利用计算机对现有地形资料或者是卫星图片进行描绘并辅助计算流域面积和河道比降数据。现场实测流域面积的方法优点是测量数据准确，对流域内其他水文地质资料收集较为全面细致，但测量工作任务繁重且时间长，测量仪器配备要求高，成本消耗大;利用计算机辅助计算的方法虽然简单省事，但是现有地形图精度低，人为因素对流域数据取值影响较大，这也会直接反映在检定流量的推求中。解决这一矛盾的方法唯有进行多方调查、使用多种方法和多次计算进行验证，才能尽可能的接近真实。在计算检定流量之后，桥梁的孔径检算和基础冲刷检算，以及既有桥梁的过洪能力检算就会迎刃而解。目前进行铁路桥梁的孔径检算和基础冲刷检算主要采用人工计算和计算机辅助计算两种方式。两种计算方式采用的计算依据都是以一般冲刷计算公式(64－1式)和局部冲刷计算公式(85－1式)为理论基础进行计算。计算机水文检算软件虽然可以简化整个水文检算工作的大部分工作，但是软件本身开发不很完善，操作比较繁琐。在对成都局300余座山区过水桥梁的实际应用中发现，对水文资料丰富的桥梁得到的检算成果较为可靠。而对小流域桥梁的检算成果可靠性仍然不高，特别是有些很难找到设计水文参数的桥梁，检算结果受到小流域检定流量的准确性影响很大，并且一些小流域过水桥梁，河床地质参数取值对冲刷检算结果影响同样较大，时常会出现检定流量冲刷后桥梁基础悬空数米或数十米的检算结果，但经手工计算校核后，实际情况又并非如此。由此可见，桥梁水文检算本来是基于理论和经验相结合的工作，计算机辅助计算忽略对计算参数和现场实际情况的分析，将会降低对水文检算成果准确性。对一些不易判定的检算结果，仍然要用人工计算的方法进行校核。所以，人工计算仍是水文检算工作中不可替代的一种检算方法。

作者：李俊 单位：成都铁路局工务检测所

铁道桥梁工程论文篇7

关键词：地面沉降；高速铁路桥梁工程；影响；对策

高速铁路桥梁的建设对我国的发展有着十分重要的作用，但是，由于我国不同的地区在地势上有着很大的区别，所以，在高速铁路桥梁工程中会受到多方面因素的影响，尤其是东北平原地区，由于地面沉降现象越来越严重，从而给地区高速铁路桥梁工程带来极大的影响，下面就地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响做一些阐述。

一、地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响

我们近些年部分地区会频繁的出现一些地质灾害，主要的原因是地面沉降，这种现象非常的普遍，一旦出现地面沉降就会造成建筑物出现下沉的现象，而且会造成巨大的损失。以下是关于地面沉降的特征的介绍。地面沉降影响范围大一旦出现地面沉降，会给我国的地质带来极大的损害，通过对近些年的地面沉降数据进行分析发现，地面沉降影响的范围很大，一个区域出现地面沉降的情况，还会在另一个区域出现地面沉降的现象，甚至有的地方还会出现连环性地面沉降，虽然我国对于高速铁路工程在施工前已经进行了相关地形的分析，并且进行了针对性的规划，但是有些地区还是不能避免的将高速铁路桥梁建设在地面沉降地带，这对于我国高速铁路桥梁工程有着巨大的影响。根据相关数据的分析，我国一些地区高速铁路桥梁工程在地面沉降的影响下，造成大范围的沉降，沉降量已经达到300-1500mm，一年平均地面沉降量就达到20mm以上，这对于地面沉降造成桥梁下沉的现象我们是难以预料到的。如果出现地面沉降，就会出现大范围的地面下沉，出现的不均匀沉降的影响是我们必须要特别关注的，比如说拿我国和德国通过相关的方式进行计算，然后满足下列表1的不均匀沉降限值的要求.通过上述的要求，桥梁地段需要满足一定的要求，有些地段不能采用调高支座进行调高，在桥梁孔跨范围和相邻的墩台有一定的沉降量距离，一般距离要≤5mm。特别要注意的是，地面沉降的发生，主要表现在地面出现不同程度的波状起伏差异。地面沉降涉及的深度大由于我国是人口大国，用水较多，对于地下水的开采施工也在不断的扩大，这也是造成我国部分地区出现地面沉降的主要原因，而且由于地下水开采层位不低，从而造成地面沉降深度较大，这对于我国高速铁路桥梁工程会造成巨大的影响。

二、抽水引起地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响

我国出现地面沉降的因素有很多，抽水也是造成地面沉降的原因之一，下面针对我国抽水引起地面沉降的一些影响进行探讨和研究。我们根据某地区的地质情况，对不同抽水的情况造成的地面沉降进行了研究，一般来说，通过抽水，会造成不同地基出现沉降的现象，尤其是靠近抽水井的地面，会造成大面积的地面沉降，造成不均匀沉降范围较大的情况多为较浅含水层的抽水，当然，一些深的含水层的抽水所致的沉降也不容忽视。

三、地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响的对策及措施

（一）地下水开采的严格控制

我国是用水大国，因此在很多地区都会进行地下水开采，但是，如果盲目的对地下水进行开采会严重的造成我国多个地区出现地面沉降的现象，这是不利于我国高速铁路桥梁工程的建设，更不利于我国社会经济的发展，因此，对于地下水的开采相关的部门必须进行严格的把控。我国目前有很多地区在进行地下水开采时，会集中一个区域进行开采，水位开始迅速的下降，最终会造成抽水井附近的地面下沉，如果上方有高速铁路桥梁工程，直接会造成桥梁结构和轨道出现变形的情况，或者下沉的情况，这无疑会造成极大的损失。所以，相关的部门，应该对地下水开采进行严格的规范，绕开高速铁路桥梁工程范围内，对地下水开采时要科学、合理，严格按照相关的规定进行开采工作的实施，另外，对于地下水开采的数量我国必须严格的进行有效的控制，这样能够有效的控制地面沉降，从而保证高速铁路桥梁工程不受影响。

（二）高速铁路桥梁建设选址的合理性

想要避免地面沉降对高速铁路桥梁工程造成影响，应该对高速铁路桥梁工程的建设进行合理性的选址，我们目前很多高速铁路桥梁工程建设有效的避开了地面沉降区域，这是一种非常有效的措施，然而，还要一些地区由于地区环境的因素，必须将高速铁路桥梁工程建设在地面沉降区域，这就需要施工单位对沉降区域进行长时期的沉降检测和观察，另外对相邻桥墩的沉降差是否能够达到结构受力的要求进行检查，一些连续梁或者特殊结构桥梁，必须对沉降速率进行严格的检验和计算，对一些结构采取有效的措施，从而降低地面沉降对高速铁路桥梁工程带来的影响。工程适应性的措施想要有效的降低地面沉降对高速铁路桥梁工程的影响，在施工的过程当中，应该采取有效的措施，高速铁路桥梁结构在工程建设时，需要对沉降有一定的适应能力，我国目前施工当中，使用调高支座提高高速铁路桥梁结构的适应能力，这样能够有效的避免因为地面沉降，对高速铁路桥梁造成的影响，尤其适应于不均匀沉降的现象。

四、结束语

工程的建设必须对各方面的因素进行深入的分析和研究，才能够有效的保证正式投入使用的寿命等，高速铁路桥梁的建设也不例外，地面沉降是对高速铁路桥梁造成最大影响的主要原因，因此，对于高速铁路桥梁的建设，应该进行科学、合理的施工，才能避免高速铁路桥梁不受影响。

参考文献

[1]李国和,许再良,孙树礼,荆志东.华北平原地面沉降对高速铁路的影响及其对策[J].铁道工程学报.2017(08).

[2]冉启全,顾小芸.考虑流变特性的流固耦合地面沉降计算模型[J].中国地质灾害与防治学报.2016(02).

[3]缪俊发,吴林高,王璋群.大型深井点降水引起地面沉降的研究[J].岩土工程学报.2014(03).

[4]中国工程科学高层论坛.京沪高速铁路桥梁建设技术及工艺设备材料研讨会[J].铁道建筑技术.2015(02).

铁道桥梁工程论文篇8

关键词：地铁，区间隧道，下穿桥梁，桩基托换

1.工程案例及概况

某地铁车站路线自西往东延伸，接近终点站位置，有12m盾构区间下穿既有桥梁，区间断面为单洞单线圆形状，外径6m，覆土平均厚度13.8m；桥梁为交通主干道，车流量大。既有桥梁分为新旧两部分，其中平交新桥桥桩为φ1200灌注桩，桩长16m，桩径1.2m，立交新桥桥桩为φ1500灌注桩，桩径1.5m，旧桥桥桩为φ800灌注桩，桩长15m，桩径0.8m。桥址位置的地质分别由杂填土、粉质粘土、中粗砂、砂砾、圆砾组成，地下稳定水位平均埋深11.45m，属于潜水。

2.施工问题及方案选择

本工程施工成本预算不高，而且下穿的既有桥梁为交通主干道。为采取合适的施工方法，在排除托换处理的情况下，根据桥梁的实际尺寸，以及桥梁桥梁的交通荷载情况，计算出桥梁的自重、平均每根既有桩承载最大值，进而确定在既有桥梁自重、水压力、土压力的三重作用下，既有桥梁最大可能承受1626kN的荷载，往隧道顶端扩散的均载，呈45°往下走向，隧道管片弯矩的最大值437.5kN・m。而按照被压弯的隧道结构情况分析，在这种荷载条件的隧道，至少需要2.5倍于无荷载条件的配筋率，而采用这种标准配筋率，必然会濒临超筋的限值。正常情况下，地铁隧道在施工过程中，列车的振动作用，必然会波及管片和管片附近的部分地层，加上本工程的既有桥梁桩基端部，和计划施工地铁隧道管片的距离，仅1.14m，当地铁交通工具频繁振动，既有桥梁桩基端部和地铁隧道管片之间的土层，很有可能会在长期振动荷载作用下，强度出现不同程度的削减。从这几方面的情况分析，隧道下穿既有桥梁，有必要采用桩基托换的施工方法。

关于桩基托换的施工方法，其技术原理是在既有桥梁桩基的周围，另外布置新的桩基，然后以盖梁连接的方法，将原来桥梁的桩基和新布置的桩基形成一体，扩大基础后，形成共同受力的整体，并完成管片与桥梁桩基之间的注浆处理，即可大幅度减少隧道施工对既有桥梁单桩的影响。这种施工方法，不仅施工时间不长，而且施工流程简单，经实践证明安全系数颇高。

3.地铁区间隧道下穿既有桥梁桩基托换施工

3.1施工前技术准备

在正式施工之前，必须做好以下一系列的施工前技术准备工作：

1）施工技术方案编制。方案编制要求紧扣现场实际情况，并结合工程的技术规范标准，由主要施工人员和技术人员，在完成岗前培训之后，就工程施工期间可能出现的技术难点，进行在会详细讨论，提出技术难点攻关的详细技术方案。

2）桥梁现状的调查。地铁区间隧道下穿既有桥梁，桥梁的结构形态、受力状态、沉降情况，以桥梁的裂缝、倾斜度等，都是桩基托换施工时必须考虑的内容。在施工之前，有必要联同建设单位、设计单位、监理单位、产权单位，共同调查的桥梁现状，调查结果签字确认。在完成桩基托换施工后，对比施工前后桥梁状态，以检验下穿既有桥梁的影响消除效果，也便于判断桩基托换施工的成效。

3）环境监测系统构建。地铁区间隧道下穿既有桥梁，涉及到桥梁和地铁隧道两个方面的工程，无论哪个环节的施工存在隐患，都有可能波及桥梁和隧道的质量。因此，在施工之前，我们需要构建完善的环境监测系统，用于观察施工期间桥梁、地下管线、水文地质等的环境状态，同时判断是否出现裂缝、位移、倾斜、沉降等问题。

3.2地面支撑体系布置

在地铁区间隧道桩基托换施工体系之外，地面支撑体系是辅助桩基托转施工。本工程的地面支撑体系布置施工，由千斤顶构成，包括布置、分组、安装三道工序。按照常规的千斤顶顶升操作方式，本工程从桥梁下端部往下安装临时支撑，将千斤顶的底座，紧固在异形板正下方，同时控制好轴线的垂直度，目的是规避安装时出现倾斜，并产生水平分力。通过地面支撑体系的布置，在一定程度上可减缓地铁区间隧道盾构时的沉降和振动影响。

3.3桩底基岩处理

开挖工序启动后，与区间隧道空间交叉的既有桥梁桩基，即深入隧道内部的桩基，要完整保留下来，并在开挖时，重点保护好桩基。以3号桥的4#桥桩为例，伸入左侧隧道的φ800钻孔灌注桩，与左线隧道中线距离为3.387m，而距离岩面有1.878m，因此在钻孔灌注桩的底部，要预留高度1.878的原状岩层，这些基岩暂时不予以开挖，作为既有桥梁伸入隧道内桩基的支撑体，见下图1：

图1 3号桥4#桥桩预留桩底基岩情况

在预留桩底基岩的基础上，以探孔方法，检验桩底标高情况，然后在桩基底部施打两个纵向注浆孔，每个注浆孔均伸入规格φ50mm的钢管，钢管长度4m、厚度5mm，留在孔外的管端，用丝扣固定阀门，再将棉布、快干水泥塞满注浆孔和钢管之间的间距。随后，按照水灰质量比1：1的规格配备水泥砂浆，往注浆孔内注入水泥砂浆，期间应根据现场实际情况，控制好注浆的压力，同时安排专人监测桩基的状态。如果发现注浆时桥梁桩基有顶起迹象，则要适当降低注浆压力，直至桩基恢复原状。

桩基基岩的预留，以人工方式开挖，并尽量一次性完成开挖。在成型之后，即刻将规格2.5cm×2.5cm的钢筋网固定在岩面上，喷射混凝土厚度控制在5cm左右，以缩短岩石暴露时间。

3.4植筋及界面处理

界面处理之前，在托换梁抱桩位置放样划线，确定待处理的界面范围，然后根据划线规格，在抱桩之上划出深度25mm的企口，将清除干净企口周围的混凝土浮浆，直至露出新鲜的混凝土表面，最终在处理后的界面之上，均匀涂抹处理剂。完成界面处理工序后，开始以梅花状的规格交错植筋，如下图2所示：

图2 植筋施工

植筋前的钻孔施工，本工程按照大于10d的深度规格，借助冲击电钻钻孔，由于工程以梅花形布置，同侧的钻进不能够一次性成孔，而采用跳钻方式成孔。钻孔后，利用空压机清理干净孔内残渣，再将VGC药剂管伸入其中，植入规格φ20的钢筋，间隔距离保持35cm，抱桩同个水平截面位置，至多布设2孔的植筋，并且需要在前道植筋工序的胶水完全凝结后，才能进行后道植筋工序，以此循序渐进完成全部钢筋的锚固。

3.5隧道内截桩

依次完成以上工序，直至二次衬砌工序完工，开始检验加固结构混凝土的强度性能，然后截除伸入隧道内的桥桩。从洞口位置开始截桩，往洞里方向进行，截断的桩机构，外运出隧道外破碎处理。本工程的截桩，以人工方式进行，现场实际情况仅允许沿着二次衬砌的内轮廓方向，将既有桥梁桩基切断，当桩基结构与二次衬砌分成两部分，再以1.5m的单位，将整段桩基切小，将其全部运至隧道外。隧道内截桩情况，见下图3：

图3 隧道内截桩

在截桩的同时，不仅不能够即刻拆除桩基附近的脚手架，还需要在脚手架上加设连接件、脚手板等，架构后的脚手架，可作为截桩施工的作业平台。另外，在桩基钢筋保护层的混凝土凿除之后，需要保留桩基底部25%高度的主筋，以防止桩底倒塌，而桩基结构的端口位置，要进行打凿处理，再用水泥砂浆找平，尽量缩短二次衬砌钢筋和切断桥梁主筋的外露时间。

3.6盾构通过

完成桩基托换工序之后，试掘进16m后，检查下穿桥梁的隧道区间地表沉降速率，现场发现有渗水迹象，于是在停止盾构掘进支护，利用水泥砂浆加固刀盘前方的土体，同时探明管线密集位置的情况，在地层基本稳定之后，建立正常的土压，并穿过桥区，而且桥梁的沉降均控制到允许值范围内。

4.施工成效分析

通过以上的施工，案例地铁区间隧道下穿既有桥梁的桩基托换，取得了以下的施工成效：

1）以上的施工工艺，能够精准确定下穿区域隧道与桥梁之间的位置关系，为桩基托换施工提供精准的施工参数，尤其是在数值分析时，所获得的施工参数，均能够满足既有桥梁的安全标准要求。

2）从施工现场既有桥梁的受力变化情况分析，本工程采用的桩基托换施工技术，对桥梁受力的负面影响不明显，尤其在桥梁下方布置支撑体系之后，为桩基托换施工争取到更为有利的施工条件。

3）桩基托换施工之后，桥梁的承重基础得以托大，原来以单独桩基础支撑的下部结构，与新桩形成统一整体，当隧道在盾构穿越时，既有桥梁的新旧桩基之后，不存在差异沉降情况，而且能够明显改善盾构管片的受力条件。

5.结束语

综上所述，地铁区间隧道下穿既有桥梁，桩基托换施工的成本费用不高，而且施工流程简单，文章通过研究，从施工前技术准备、地面支撑体系布置、桩底基岩处理、植筋及界面处理、隧道内截桩、盾构通过几个方面，明确了工程桩基托换施工的具体方法，施工效果显示，采用这种施工技术，能够切实保证既有桥梁的安全稳定，以及满足地铁区间隧道的正常穿越，这些施工技术，在其他工程当中，可在因地制宜结合工程主客观情况的条件下，予以灵活的参考借鉴。

参考文献

[1]王博，张保圆.地铁施工中既有桥梁的桩基托换技术[J].铁道建筑，2011，（4）：47-48.

[2]黄银钉.地铁区间隧道下穿既有桥梁的桩基托换[J].城市轨道交通研究，2012，（2）：100-103.