既有線改造橋涵勘察問題探討

顧澤滋

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津 300142)

1 主要技術標準

技術標準，決定了技術改造的范圍、使用能力及工程造價。因此，一個合理的技術標準，是進行工作的前提。下面針對既有線擴能改造橋涵的主要技術標準進行探討。

(1)我國以貨運為主的既有鐵路橋涵設計活載基本上為“中—活載”。以煤炭運輸為典型代表的大秦鐵路，將既有鐵路擴能改造為重載鐵路，設計開行2萬t重載列車，其中車輛采用的C80車輛為25 t軸重;通過對既有鐵路的勘察，針對大秦線橋涵跨度均不大于32 m的情況，在擴能改造的橋梁設計中，按實際運行2萬t列車(牽引機車和C80車輛)的軸重及軸距，對跨度≤32 m橋梁進行了檢算，其影響不超過“中—活載”;得出設計荷載仍采用“中—活載”的結果，該標準的確定給既有橋涵設備的利用提供了設計依據。

(2)我國鐵路一般橋涵采用的洪水頻率:橋梁為1/100，涵洞由“85”規范的1/50提高到現在的1/100;鐵路擴能改造中的既有鐵路通常都有幾十年的歷史，經受了洪水檢驗，既有線無水害的新建橋涵一般對應既有橋涵的凈空修建，且不低于既有標準。

(3)我國現狀鐵路運輸基本上采用電氣化機車，橋梁建筑的限界采用“建限—1”，滿足電化要求;對有開行雙層集裝箱列車要求的線路需根據設計行車速度滿足雙層集裝箱的凈高要求。實際設計中，考慮沉降及維修養護的影響，應酌留余量。

2 既有鐵路現狀調查

在既有鐵路擴能改造的初期，首先要收集相關既有線橋涵竣工圖及養護維修臺賬等資料，了解既有鐵路橋涵的主要技術標準和設備使用情況，并對相關的既有鐵路橋涵進行現場勘察核對，為改建橋涵的設計提供依據。調查既有橋涵在使用過程中發生的病害及水害的基本狀況，分析其成因，結合既有線的改建及擴能方案，提出橋涵改建、新建方案。如在北同蒲鐵路開行2萬t重載列車的擴能改造中，通過勘察，需對不滿足要求的既有小橋涵進行改建，設計結合了車站改建方案，充分利用新增股道作為便線，永臨結合，克服了施工與既有線運營的緊張矛盾，降低了既有橋涵改建的投資，可為今后類似的既有橋涵改擴建工程借鑒。

3 既有結構利用研究

在既有線改擴建工程中，一般對無水害和病害不嚴重橋涵予以現狀利用。從節省投資和減少對既有鐵路運營干擾的角度上，改建既有鐵路橋涵應在最大限度利用既有橋涵結構的基礎上進行，因此要求對既有橋涵進行更加詳盡細致的勘察，作為既有結構利用及改建設計的依據，以便于對不滿足設計要求和病害嚴重的既有設備進行加固后利用或者改建。

我國2000年前修建的鐵路橋梁主要采用了標準跨度的簡支T梁，其中兩片梁橫向采用焊接聯結，開裂嚴重，整體剛度差，表現在運行提速列車時橋梁的橫向振幅超限，改建時應對其橫向采取預應力筋加固措施后利用。

在上世紀80年代中期建設的鐵路橋梁，雙線采用了大量的單圓柱鋼筋混凝土輕型橋墩，在提速改造中發現橋墩剛度偏弱，改擴建時針對檢測橫向振幅超限的橋梁，采取將兩單線墩頂帽相連接的措施，避免單獨橋墩加固引起的荷載大幅度增大，取得了較好的效果。

因受地形限制，對于無覆土的既有板涵，調查發現實際使用中涵頂幾乎無道碴(小于0.2 m)，軌枕直接作用在蓋板上;在列車沖擊作用下，蓋板撓度較大，變形開裂較嚴重，需進行加固或改造。因此，涵洞接長設計的涵洞軌底至板頂不應小于0.60 m。

斜交梯形蓋板較好的解決了大孔徑斜交涵洞的平臺突出問題，同時正洞身加斜蓋板出入口的設計組合也較使用斜框涵經濟;當改擴建接長的既有涵采用早期“叁橋5009”《斜交鋼筋混凝土蓋板涵洞》(1983)通用圖設計時，因其梯形節蓋板頂恒載及活載均按滿布荷載控制設計，故采取反拼梯形節更換正蓋板(不能壓在沉降縫上)的接長措施，避免拆除既有梯形節及防護樁施工對運營的影響，不僅合理利用了既有梯形節邊墻及基礎結構，也節省了投資。

既有線改造在非結構要求控制時，小橋涵改建和接長工點設計一般不增大線間距，這就需要對既有線采取相應的防護樁及扣軌等施工防護措施，在減少占地的同時，確保施工期間既有線列車運營的安全。

4 擴建、改建、新建基本原則

(1)根據線路改線方案和站場股道延長及增加，新建和改建的橋涵則比照既有橋涵孔徑修建;無水害的橋涵設計流量采用既有橋涵設計成果，橋涵孔徑結合水流方向與既有橋涵孔徑對應。當水文控制橋梁底高程時，改建后的橋梁梁底不應低于既有橋梁底高程。跨越公路及城市道路的橋涵凈空按與公路管理部門的協議要求辦理或參照既有橋設計，其橋下凈空不小于既有橋。

(2)對擴能改造設計開行2萬t列車，采用機車和C80車輛，25 t軸重，在設計中按2萬t列車(機車和C80車輛)靜活載對跨度大于32 m的橋梁進行檢算。

(3)新建橋涵一般采用混凝土結構。橋梁采用預應力混凝土梁，簡支梁采用符合現行規范的部頒標準圖設計，采用鋼支座，并視線間距采取施工防護措施，以確保既有橋涵上列車運營的安全。

(4)橋墩以重力式實體墩為主，控制時對應既有橋采用鋼筋混凝土墩;橋臺采用T形橋臺。曲線實體橋墩應考慮設置橫向預偏心，墩臺頂設置相應的防震落梁措施。

采用樁基時，樁的樁橫向間距適當加大，一般不小于3 m(樁徑為1 m者，雙線橋控制除外)，同一座橋不宜采用兩種不同樁徑。樁基設計應考慮對既有橋的影響，樁間距應滿足現行規范要求。

(5)鋼筋混凝土框構橋涵的混凝土強度等級不小于C35，立交凈高小于5 m時要設置防撞架;立交框構橋涵接長時應考慮道路的施工過渡措施。

(6)新建小橋涵與既有小橋涵對孔設置，不小于既有橋涵孔徑，以滿足排灌、立交和養護維修的要求。

涵洞設計采用標準孔徑框涵或板涵，條件適用的斜交涵洞采用斜蓋板出入口設計。

新建涵洞涵頂面至軌底高度按標準圖的要求設計，且不小于0.6 m。

(7)對于改建橋涵，應視線間距采取施工防護措施，以確保既有橋涵上列車運營的安全。

(8)既有橋梁現存的一般病害應由鐵路局在養護維修中逐步解決。

5 結論

改擴建鐵路工程因涉及既有橋涵的利用、加固及改建對既有線運營的影響，對橋涵的勘察設計增加了難度，也提出了更高的要求。新建鐵路的橋涵設計應結合其規劃發展，如站內的框構橋不設或少設人行道懸臂及邊墻延伸，涵洞出入口盡量不做梯形蓋板節，肋板涵全程設置等，可避免或減少在以后車站的改擴建中發生廢棄工程。

［1］ TB10002.1—2005 鐵路橋涵設計基本規范［S］

［2］ TB10002.3—2005 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范［S］

［3］ TB10002.4—2005 鐵路橋涵混凝土和砌體結構設計規范［S］

［4］ TB10002.5—2005 鐵路橋涵地基和基礎規范［S］

［5］ TB10005—2010 鐵路混凝土結構耐久性設計規范［S］

［6］ TB10017—99 鐵路工程水文勘測設計規范［S］

［7］ TZ203—2008 客貨共線鐵路橋涵工程施工技術指南［S］