探究跨高鐵橋梁設(shè)計(jì)及施工

童年

摘要：隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，跨越既有高速鐵路的橋梁將越來越多?？绺哞F橋梁的設(shè)計(jì)及施工成為我國橋梁設(shè)計(jì)中普遍關(guān)注的問題，如何設(shè)計(jì)和施工該橋梁對我國國民經(jīng)濟(jì)和橋梁發(fā)展具有重要的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)意義。本文主要分析探討了跨高鐵橋梁設(shè)計(jì)及施工情況展開了論述，以供參閱。

關(guān)鍵詞：高鐵；橋梁設(shè)計(jì)；施工

1跨高鐵橋梁設(shè)計(jì)與施工的特點(diǎn)

跨高鐵橋梁是專門針對于高速鐵路而建設(shè)的橋梁，其與普通的高速公路橋梁和普通鐵路橋梁相比，有著較為明顯的區(qū)別?？绺哞F橋梁上行駛的列車速度要遠(yuǎn)比普通的列車和汽車快，這就要求在對跨高鐵橋梁的設(shè)計(jì)和施工時必須對其性能有更高的要求，從而使其能夠符合要求。對于任何的橋梁建設(shè)而言，縱向剛度都是一個極為關(guān)鍵的問題。一般的高速公路橋梁在建設(shè)過程中為了提高橋梁的縱向剛度都會利用伸縮縫等手段，在確保橋梁在不發(fā)生斷裂的前提下保證其縱向拉伸力。跨高鐵橋梁則不能單純地利用伸縮縫來保證縱向剛度，須通過利用縱向彈性控制和保證縱向剛度的合理性。一般橋梁建造是否成功最主要取決于其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但跨高鐵橋梁上所行駛的高鐵列車時速極高，如此高的速度對于橋梁除了對橋梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高外，還須對橋梁高鐵列車對于橋梁的動力作用和在高鐵運(yùn)行的過程中帶來的振動對橋梁的影響進(jìn)行研究，甚至還需要對高鐵立車的振動對于鐵路的影響進(jìn)行分析。與其他橋梁相比跨高鐵橋梁所需考慮的因素極多，且這些因素的考量都是極為必要的。

2跨高鐵橋梁形式的選擇

由于跨高鐵橋梁的跨徑相對較大，因此宜采用跨越能力較強(qiáng)的橋梁形式。懸索橋跨越能力強(qiáng)，但是由于主梁無法垂直吊裝，因此懸索橋不宜選作跨高鐵橋梁。簡支梁設(shè)計(jì)，施工簡便，造價較低，但其跨徑一般在70m以內(nèi)，因此不適宜采用。連續(xù)梁（剛構(gòu)）橋由于墩頂負(fù)彎矩的存在，削減了跨中彎矩，其最大跨徑可達(dá)300m。拱橋由于主拱主要承受軸向力，在合理拱軸下，截面的彎矩基本為0，因此可充分發(fā)揮混凝土抗壓性能好的優(yōu)點(diǎn)，而且比較經(jīng)濟(jì)，經(jīng)計(jì)算研究分析，混凝土拱橋跨徑可達(dá)500m，鋼拱橋跨徑可達(dá)800m，因此對于跨高鐵橋梁，拱橋是可選橋型之一。斜拉橋，主梁在斜拉索作用下，主梁的計(jì)算跨度大大減小，而拉索可以充分發(fā)揮抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過計(jì)算研究，其跨徑可達(dá)1 300m，混凝土主梁跨徑可達(dá)600m，因此斜拉橋可作為跨高鐵橋梁橋型之一。綜上，跨高鐵橋梁形式可以采用連續(xù)梁（剛構(gòu)）、拱橋、斜拉橋，具體采用那種橋型，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦危ㄅc環(huán)境充分協(xié)調(diào)）、民俗、資金投入等情況合理地選用。

3現(xiàn)在跨高鐵橋梁的施工方案分析

跨高鐵橋梁的橋型選擇是進(jìn)行橋梁構(gòu)建設(shè)計(jì)工作的首要前提，進(jìn)行了對于橋梁橋型的相關(guān)了解，我們可以對跨高鐵橋梁的建設(shè)施工方案進(jìn)行選擇，實(shí)現(xiàn)實(shí)際施工工作的高效化以及高度的質(zhì)量保障。（1）頂推法。頂推法應(yīng)用簡便，操作簡單，所需要的工程建設(shè)時間較短，能夠一定程度上減少跨高鐵橋梁建設(shè)對于高鐵運(yùn)營的影響，是通過提前構(gòu)造臨時橋墩，然后從一側(cè)向另一側(cè)建筑施工，最后建立正式橋墩結(jié)構(gòu)完成橋梁總建設(shè)，這種施工手段是橋梁建設(shè)中最常使用的，但是這種橋梁構(gòu)建方式存在有一定的局限性，只能進(jìn)行跨度小的橋梁建設(shè)，對于高要求高跨度的橋梁建設(shè)不適用，所以選擇橋梁施工方式要以橋梁建設(shè)工作中的實(shí)際情況出發(fā)進(jìn)行分析。（2）懸臂澆筑法。這種施工方式主要是進(jìn)行橋梁的分段建設(shè)，在實(shí)際工作中由于建設(shè)工作施工簡單，對于工人的建設(shè)專業(yè)要求較低，同時我國現(xiàn)在這種施工方式比較普遍，技術(shù)已經(jīng)相對成熟，成本消耗較低，所以在橋梁建設(shè)工作中也經(jīng)常被采用，但是這種施工方式也存在有一定的限制，主要在于這種施工方式要求在高鐵上方施工作業(yè)的時間較長，對于高鐵的正常運(yùn)行是很大威脅，所以現(xiàn)在高鐵橋梁構(gòu)建工作中必須謹(jǐn)慎考慮，盡量不影響高鐵的正常運(yùn)行工作，建設(shè)工期。（3）轉(zhuǎn)體法。轉(zhuǎn)體法施工一般有兩種主要的應(yīng)用方式，有豎轉(zhuǎn)法和平轉(zhuǎn)法，在跨高鐵橋梁的建設(shè)工作中由于高鐵一般在比較開闊的環(huán)境中搭建，所以通常采取的是平轉(zhuǎn)法，這種施工方式比較科學(xué)，對于高鐵的正常運(yùn)行一般不產(chǎn)生影響。但是這種施工方式對于工作人員的專業(yè)要求較高，要實(shí)現(xiàn)平轉(zhuǎn)工作中的精細(xì)化，必須對于工人的操作過程進(jìn)行嚴(yán)格的把控，減少由于人為因素出現(xiàn)的很多安全威脅。這種方式對于工人的操作以及施工的工具都有較高的要求，同時這種施工方式受到技術(shù)等限制，在實(shí)際發(fā)展中還不夠成熟，所以施工難度大，所要消耗的施工成本較高，但是在施工中具有較好的科學(xué)建設(shè)保障，還需要我們不斷進(jìn)行發(fā)展。（4）現(xiàn)澆支柱法。在橋梁下方建設(shè)支柱，這種施工方式所要求的技術(shù)以及操作工具水平不高，所消耗的成本也比較低，能夠以較少的成本投入，收獲最大成效，但是這種方式需要的全天候的施工，對于高鐵的運(yùn)營有直接影響，會造成運(yùn)營的很大安全隱患，進(jìn)行跨高鐵橋梁構(gòu)建工作中是否使用這種施工方式還需要從實(shí)際出發(fā)進(jìn)行分析。

4跨高鐵橋梁防護(hù)設(shè)計(jì)及施工

1）防護(hù)安全思想：安全第一、預(yù)防為主、綜合治理、文明施工。2）防護(hù)設(shè)計(jì)原則：安全、可行、快速、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。3）防護(hù)設(shè)計(jì)的要求。a.施工必須按規(guī)定設(shè)置防護(hù)，未設(shè)置防護(hù)禁止開工。b.防護(hù)員必須有責(zé)任、經(jīng)驗(yàn)、能力。c.防護(hù)員必須帶齊各種防護(hù)備品。d.防護(hù)所使用的備品必須達(dá)到作用良好。e.施工防護(hù)信號的設(shè)置與撤除，由施工負(fù)責(zé)人決定。4）防護(hù)設(shè)計(jì)內(nèi)容。路基防護(hù)措施、鐵路運(yùn)行安全的防護(hù)措施、防護(hù)管理、防護(hù)支架的拆除。防護(hù)施工流程：施工重機(jī)工作平臺→施工鋼管支墩基礎(chǔ)→安裝鋼管支墩→安裝縱橫向工字鋼→方木、竹膠板鋪設(shè)→綜合接地埋設(shè)與回流線絕緣保護(hù)施工重點(diǎn)注意事項(xiàng)：a.接地，消除30×1.4V電力牽引高壓對支架感應(yīng)電。b.防護(hù)支架的安裝和拆除均在列車運(yùn)營的天窗時間（夜間凌晨0：00-4：00）里進(jìn)行。c.安裝平臺時，起吊安裝門架或上部平臺時，采用絕緣材料及相關(guān)的絕緣措施。

5結(jié)束語

總而言之，跨高鐵橋梁的建設(shè)與我國高鐵的發(fā)展具有著密切的聯(lián)系，甚至對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有深刻影響，因此重視對跨高鐵橋梁的設(shè)計(jì)和施工，從而在最大程度上提高其設(shè)計(jì)與施工的質(zhì)量對于我國的交通運(yùn)輸發(fā)展具有重大意義。

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（作者單位：中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司）