某越江鐵路橋梁戰備保障方案設計研究

肖奇寧

(中國中鐵二院工程集團有限責任公司，四川成都610031)

1 工程概述

某鐵路特大橋地處四川盆地中部，于山間寬谷河段穿過。橋址處地形平緩,河谷寬闊。橋位處匯水面積26 684 km2。水文資料:

設計洪水頻率100年一遇：Q1/100=31 000 m3/s；H1/100=284.83 m；V1/100=3.23 m/s。

檢算洪水頻率300年一遇：Q1/300=37 000 m3/s；H1/300=285.51 m。

通航最高水位：H1/10=282.71 m。

南北堰：H1/10=284.0 m；測時水位：HC=274.95 m。

旱季時水深為1.76 m,洪水季節時水深為9.52 m。

該橋還跨越公路和南北堰，與規劃公路成30°斜交,與南北堰成40°斜交。

橋址范圍內地層巖性較單一,巖層近于水平,其產狀變化小,未見有大的構造形跡。

橋位處主河槽寬約1.2 km,左岸為長大的一級階地及河漫灘,右岸為一級階地,兩端橋臺位于丘陵的邊緣。

橋址范圍內地震基本烈度≤6度。

該大橋設計中心里程為DK184+146.30,孔跨式樣為103×32 m預應力混凝土梁+(2×64+2×64)m下承式栓焊

鋼桁梁+28×32 m預應力混凝土梁+64 m下承式栓焊鋼桁梁+2×32+2×24 m預應力混凝土梁橋式。全橋位于直線上,最大墩高為23.5 m，全橋長為4738.55 m。

2 破壞程度假設及搶修方案

大橋在戰時的破壞情況千變萬化。雖然如此，但根據連續剛構的特點，以及軍事上精確至導武器、石墨武器等高技術兵器對橋梁的破壞進行設想。我們可選擇5種基本破壞形式作為代表，以反映搶修的可行性。

2.1 第一種破壞假設

假設原連續鋼桁梁一聯兩跨2×64 m中某一跨局部被破壞，其他跨未受破壞的部分仍遺留在原橋上，未被破壞的鄰跨能正常利用、通行列車。

(1)方案1：Lp=63 m八七型鐵路軍用梁方案

將受破壞跨的殘余部分拆除，在其原部位架設Lp=63 m的八七型鐵路軍用梁，軌底至梁底建筑高度為0.695 m，支座采用聚四氟乙稀盆式組合橡膠支座，支座高度為0.17 m，支座底設枕木垛墊墩。鋼桁梁以外墩臺與梁部若遭破壞，可視破壞情況按殘墩接高，架設臨時軍用梁等搶修方案予以搶修，如圖1。

圖1 第一種破壞搶修施工方案1

施工方法及步驟：拆除被破壞跨的殘余部分，在采用軍用梁的橋墩頂帽一側的支座下部，設置枕木垛墊墩。若被破壞的鋼梁跨靠近引橋，則以縱向拖拉作為通用架設方法。若被破壞的梁在104#～106#墩間，則采用懸拼架設，落梁用千斤頂，拖拉用專用拖拉滾輪組。

本方案優缺點：本方案不受破壞跨的長短限制，只需設一個臨時支墩，節約材料。但是采用軍用梁跨度較大，相應難度要大，完成搶修所需的時間要長。

本方案所需勞動力：1640.3人/工日，工期：72 h。

(2)方案2：臨時支墩和軍用梁方案

根據該跨受破壞的長短，可選用不同的梁跨：破壞長度在16～40 m選用六四式鐵路軍用梁；破壞長度在40～64 m可選用八七型鐵路軍用梁。支座采用所選梁相對應的支座，支承既有鋼桁處支座可采用專用枕墊，破壞處所選用軍用梁支座下高差，設置枕木垛。由于受破壞跨按Lp/2跨度采用軍用梁，軍用梁下設置一個臨時支墩，原本64 m跨度變成2×32 m跨度，改變了連續桁梁的結構跨度，故對應的未受破壞的64 m梁跨跨中需增加設置一個臨時支墩，用以匹配結構跨度的改變。鋼桁梁以外墩臺與梁部若遭破壞，可視破壞情況按殘墩接高，架設臨時軍用梁等搶修方案予以搶修，如圖2。

圖2 第一種破壞搶修施工方案2

施工方法及步驟：在未破壞一跨的跨中及受破壞跨的位置同時分別架設臨時支墩，破壞處所選用軍用梁支座下高差，設置枕木垛。六四式(加強型)鐵路軍用梁采用于引橋上分組拼裝，其架設方法采用縱向拖拉架設。利用本梁為多片的特點，先取其中兩片做導梁拖拉到墩上就位，然后將其余各片在梁上推送，并下落到預定位置。

本方案優缺點：本方案需根據受破壞長度選用不同的軍用梁，需設兩個臨時支墩，耗費材料及工日較多。但是軍用梁及臨時支墩可同時施工，因跨度較小，列車運行速度可提高。

本方案所需勞動力：2334.6人/工日，工期：72 h。

(3)方案3：局部加固方案

相對于方案1，當未受破壞跨的跨中不設臨時支墩時，桿件須局部加固。

本方案優缺點：本方案省材料，但是局部加固桿件的施工難度大，耗費工日較多。

2.2 第二種破壞假設

假設原鋼梁中的一整聯2×64 m被破壞，其他跨未受破壞的部分仍遺留在原橋上，并能正常利用、通行列車。

方案1：Lp=63+63 m軍用梁方案僅梁被破壞，在被破壞的兩邊跨架設兩孔Lp=63 m的八七型鐵路應急搶險修鋼梁(下承式)，軌底至梁底建筑高度為0.695 m，支座采用聚四氟乙稀盆式組合橡膠支座，支座高度為0.17 m。鋼桁梁以外墩臺與梁部若遭破壞，可視破壞情況按殘余墩接高，架設臨時軍用梁等搶修方案予以搶修，如圖3。

圖3 第二種破壞搶修施工方案1

施工方法及步驟：(1)先于引橋上將兩孔簡支八七型軍用梁縱向連接成一整聯；(2)在采用軍用梁的103#、104#、105#墩頂帽一側的支座下部，設置枕木垛；(3)縱向拖拉到墩位；(4)用千斤頂落梁；(5)拆除兩孔八七型梁的縱向連接成獨立簡支梁。

本方案優缺點：本方案不需設臨時支墩，節約材料。但是采用軍用梁跨度較大，相應難度要大，完成搶修所需的時間要長。

本方案所需勞動力：1164.2人/工日，工期：72 h。

方案2：臨時支墩和軍用梁方案

梁及墩均遭受破壞：兩跨梁可選用(32+31.5+31.5+32)m的加強型六四式鐵路軍用梁，采用加強型六四式鐵路軍用梁配套支座，支座高0.16 m。破壞處所選用軍用梁支座下高差，可設置枕木垛。受破壞的墩按臨時墩或殘墩接高處理。鋼桁梁以外墩臺與梁部若遭破壞，可視破壞情況按殘墩接高，架設臨時軍用梁等搶修方案予以搶修，如圖4。

施工方法及步驟：(1)先架設臨時支墩與殘墩接高；(2)六四式(加強型)鐵路軍用梁采用引橋上分組拼裝成片并縱向連成整聯；(3)利用本梁為多片的特點，先取其中兩片做導梁拖拉到墩上就位，然后將其余各片在梁上推送，并下落到預定位置。

本方案優缺點：本方案需設三個臨時支墩，(可能還有一接高墩)耗費材料及工天較多，但是軍用梁及臨時支墩可同時施工，工期可縮短，因所選用跨度較小，列車運行速度可提高。

圖4 第二種破壞搶修施工方案2

個本方案所需勞動力：4736人/工日，工期：72 h。

2.3 第三種破壞假設

預應力砼簡支梁被破壞，簡支梁各墩被不同程度破壞。

方案：軍用梁方案

受破壞簡支梁處選用Lp=32 m的加強型六四式鐵路軍用梁，支座采用加強型六四式鐵路軍用梁支座，支座高0.16 m。100#、101#墩破壞處軍用梁支座下高差，可設置枕木垛。101#、102#墩視不同損壞情況，采用不同的搶修方案：當殘墩墩身高度>2 m時，塔架與殘墩的連接采用托盤式方案；當殘墩墩身高度<2 m時，采用擴大殘墩墩身及承臺截面方案。再于殘墩頂面上架設六五式臨時支墩，如圖5。

圖5 第三種破壞搶修施工方案

施工方法及步驟：(1)先架設臨時支墩與殘墩接高；(2)破壞處所選用軍用梁支座下高差，可設置枕木垛；(3)六四式(加強型)鐵路軍用梁于橋上分片拼組成聯；(4)利用本梁為多片的特點，先取其中兩片做導梁拖拉到墩上就位，然后將其余各片在梁上推送，并下落到預定位置。

本方案優缺點：本方案需設多個臨時支墩，耗費材料及工天較多，但是軍用梁及臨時支墩可同時施工，工期可縮短，因所選用跨度較小，列車運行速度可提高。

本方案所需勞動力:1939.5人/工日，工期：72 h。

2.4 第四種破壞假設

假設跨南北堰原Lp=64 m的簡支鋼桁梁被破壞，其他跨未受破壞的原橋能正常利用、通行列車。

方案：Lp=64 m軍用梁方案

在其頂部架設Lp=64 m的八七型鐵路應急搶修鋼梁(下承式)，軌底至梁底建筑高度為0.695 m，支座采用聚四氟乙稀盆式組合橡膠支座，支座高度為0.17 m。鋼桁梁以外墩臺與梁部若遭破壞，可視破壞情況按殘墩接高，架設臨時軍用梁等搶修方案予以搶修，如圖6。

施工方法及步驟：(1)在采用軍用梁的135#、136#墩頂帽一側的支座下部，設置枕木垛；(2)縱向拖拉至墩位；(3)用千斤頂落梁。

本方案優缺點：本方案不受破壞跨的長短限制，不需設臨時支墩，節約材料。但是采用軍用梁跨度較大，相應難度較大，完成搶修所需的時間要長。

本方案所需勞動力：580.4人/工日，工期：72 h。

2.5 第五種破壞假設

假設原引橋簡支梁被破壞，主跨墩及主跨梁未受破壞，簡支梁各墩被不同程度破壞，采用64式軍用梁修復上部，引橋橋墩破壞高度小于15 m時，采用八三式輕型軍用墩(塔架墩)殘墩接高，塔架與殘墩的連接采用托盤式方案。

3 重要說明

本次保障方案設計，按橋梁限速15 km/h進行。荷載不得超過中-18級，為與新編鐵路橋梁搶修(建)技術規程一致，今后按該規程附錄A設計。另外，不準雙機重聯，也不能在橋上制動列車。

圖6 第四種破壞搶修施工方案

4 結束語

(1)我國幅員遼闊、大江大河眾多，跨越江河的鐵路重點橋梁一般具有高墩、深水、大跨、高技術含量的特點，不但施工建設工程量巨大，而且戰時保障亦為重點目標，保障方案制定、實施相當困難。以本橋為例摸索出一整套針對“跨越大江大河橋梁”完備、可靠的戰備保障技術并予以推廣，為我國從容應對“突發事件”，保證戰時交通運輸，顯得尤為緊迫、重要。

(2)戰備保障方案的實施時間非常緊迫，保障方案設計往往依據最常用的“鐵路搶修制式器材”(如六四式鐵路軍用梁、六五式鐵路軍用橋墩、八七型鐵路應急搶修鋼梁)進行，如果保障單位上述制式器材數量不足，或庫存制式器材與設計不同，則制式器材的通用性、可替代性研究非常重要。

(3)戰備保障方案是一個系統工程，各保障方案之間并不是孤立的，應該多案并舉、先通后善、互為補充，以最短時間滿足目標運量運輸為宗旨。

(4)地面及空中防空力量的組織也是戰時保障的重要內容。

(5)本次搶修方案設計，僅考慮鋼桁梁主梁、主墩破壞及引橋橋墩部分破壞后的搶修方案，由于戰時破壞情況千變萬化，具體搶修方案應視破壞程度，參照本設計由現場具體決定，各方案均已列出主要工程數量及所需勞動力，供搶修時參考。

(6)根據大橋位于山區地形地貌的特點和戰爭中軍事上的安排，可對本橋采取一定的隱蔽、偽裝、阻擋襲擊物等措施和加強對空防御和地面警戒的組織等，使本橋不受、少受破壞或搶修少受影響。

[1] 鐵道部戰備辦公室．鐵路實施國防交通條例細則[S].1998

[2] 鐵計[2000] 鐵路橋梁搶修(建)技術規程(試行)[S]

[3] 鐵戰[1988] J 375號 鐵路建設貫徹國防要求的規定[S]