跨越既有鐵路橋梁方案設計研究

曹凌飛

（中國中鐵二院工程集團有限責任公司，成都610000）

1 引言

在我國全面建設高鐵強國的背景下，我國的鐵路運輸事業取得了顯著的建設成果，京滬、武廣、滬漢蓉等高鐵大通道以及成渝客專、西成客專等高鐵線路的建成運營都在說明我國鐵路運營里程數在飛速的增加。也正是因為這樣，在后續鐵路建設中出現新建線與既有線交叉的現象也逐漸增多，新建鐵路線路方案設計過程中，多選用橋梁方案跨越既有線。本文主要對跨越既有鐵路的橋梁設計方案進行研究分析。

2 跨越既有鐵路橋梁設計面臨的困難

作為橋梁設計者，在橋梁方案設計過程中，應根據外部環境，對各種設計方案在施工中存在的困難和風險進行分析，找到最安全、經濟、高效的橋梁設計和施工方案。總的來說，跨越既有鐵路的橋梁在設計過程中應重點考慮以下幾點：

一是將列車行駛對施工作業的影響明確，只有明確列車行駛對于鐵路施工的影響，才能在方案的設計過程中，及時地將對應的影響因素排除[1]。

二是應該注重對施工過程中基坑開挖的影響分析，要充分的考慮基坑挖掘對于正在運營的鐵路是否會產生影響，只有明確了這點才能夠在設計過程中考慮適當的防護措施，防止施工對既有線的破壞。

三是在設計過程中，應該考慮到施工機具、設備的應用是否對既有鐵路運輸產生影響，只有將以上因素充分的明確并排除之后，才能夠保障其橋梁方案既滿足新建鐵路建設需求，同時也能夠降低對既有鐵路運營的干擾[2]。

3 跨越既有鐵路橋梁方案設計

3.1 傳統門式墩方案

傳統門式墩方案是針對新建鐵路與既有鐵路小角度交叉的情況而采用的一種設計方案，門式墩一般采用矩形或圓形鋼筋混凝土墩柱，搭配預應力混凝土蓋梁，蓋梁跨度可達22～25m。該方案能夠減小跨越既有鐵路橋梁的跨度，減少施工中的設備投入，但蓋梁施工需要在既有線上方搭設支架，蓋梁預應力一般需要分批張拉，對既有線運營干擾時間較長。值得注意的是，近年來在門式墩的設計中，也有設計者采用了鋼結構蓋梁取代傳統門式墩的預應力混凝土蓋梁，（如圖1所示），該方案中，鋼結構蓋梁在橋墩柱施工完成后，可利用既有線運營天窗時間，快速架設鋼蓋梁，免去了支架搭設，大大減少了施工對既有線運營影響。但在該方案的設計中應注意鋼結構蓋梁與混凝土墩柱的結合部位的特殊處理以及鋼蓋梁本身的疲勞和局部穩定設計[3]。

圖1 鋼蓋梁門式墩設計方案

3.2 連續梁轉體方案

在我國交通運輸業高速發展的同時，我國鐵路基礎建設技術也出現了較為明顯的進步，連續梁轉體施工技術就是在鐵路橋梁設計中提出的一種新型設計方案，在該方案的設計過程中，注重的是對鐵路線路運行中的中轉設計，通過中轉設計能夠將整體的橋梁架設實現騰空轉體式拼接，實現對既有鐵路運營幾乎零干擾。該方案的設計過程中，應該注重對轉體橋梁橋墩的設計，根據場地、地形條件合理選擇墩頂或墩底轉體方案，只有保障在轉體設計的合理性，才能夠將整體的轉體施工設計處理好。本文在研究過程中，選定某鐵路施工案例作為工程背景，其對應的施工方案設計圖如圖2所示，從該圖中可以看出，該轉體設計中，采用了在墩頂設鉸盤的方式進行轉體施工，通過該方案的設計，能夠最大程度減少施工過程的既有線路運營干擾，實現了新建線路建設效率提升的同時也保障了既有鐵路的正常運行[4]。

圖2 某鐵路橋梁轉體施工設計布置

3.3 轉體V形T構橋墩方案

在跨越既有鐵路橋梁的設計中，對于新形橋墩結構形式和施工工藝的運用對于整體的橋梁設計效果提升具有顯著意義，轉體V形或T形橋墩是當前橋梁建設中較為新穎的一種設計方案，在該設計中，采用的是V形或T形橋墩設計，在墩底設置鉸盤，也就是整個鐵路橋墩的構造呈現上寬下窄形式，設計采用預應力混凝土橫梁，上部結構采用標準跨徑簡支梁，預制架設施工。橋墩橫梁平行既有線澆筑，架梁施工前將橋墩轉體到位。采用該設計方案，相對連續梁轉體施工技術難度較低，并且在工程投資和后續的維護成本上也具有很大的優勢。按該方案設計的結構方案如圖3所示。

圖3 川渝鐵路G41段跨越既有鐵路施工設計圖

4 結語

綜上所述，在現代化鐵路橋梁設計過程中，由于面臨的施工環境及施工條件存在著很大的不同，要想保障鐵路橋梁建設能夠滿足新建鐵路質量和既有鐵路的運營需求，在進行設計方案的確定時，一定要注重對其方案的合理性研究。跨越既有鐵路橋梁設計作為一種較為常見的鐵路橋梁設計，在方案設計過程中，更應該注重對方案的科學性設計。通過本文的研究，將跨域既有鐵路橋梁方案設計歸納為以下三點：一是傳統門式墩方案；二是連續梁轉體方案；三是轉體V形或T形橋墩方案。