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1、跨高铁桥梁设计及施工 （中铁大桥局股份有限公司施工设计事业部，湖北 武汉 430050）余绍宾 张克 陈涛摘 要 随着我国高速铁路的快速发展，跨越既有高速铁路的桥梁将越来越多。由于铁路建筑界限及安全的要求，与跨越普通铁路的桥梁相比，跨高铁桥梁的跨径一般都较大。Abstract: As High-speed train is developing speedly, the bridge over the High-speed train will be moer and more. The span of the bridge over the High-speed train is longe
2、r than the bridge over the common railway, because of the security and environment of the architecture. 关键词 跨越 高铁 桥梁 设计 施工 Keyword: span High-speed train bridge design construct1 工程概况随着我国高速铁路的快速发展，跨越既有高速铁路的桥梁将越来越多。跨高铁桥梁的设计及施工成为我国桥梁设计中普遍关注的问题，如何设计和施工该桥梁对我国国民经济和桥梁发展具有重要的经济和技术意义，本文就这问题进行一些有益的探讨。2跨高铁桥梁形
3、式的选择由于跨高铁桥梁的跨径一相对较大，因此宜采用跨越能力较强的桥式布置。悬索桥跨越能力强,但是由于主梁无法垂直吊装,因此悬索桥不宜选作跨高铁桥梁的布置。简支梁设计，施工简便，造价较低，但其跨径一般在70米以内。因此不适宜采用。连续梁(刚构)桥由于墩顶负弯矩的存在，削减了跨中弯矩,其最大跨径可达300米, 连续梁(刚构)的计算特点如下:拱桥由于主拱主要承受轴向力，在合理拱轴下，截面的弯矩为基本为0,因此可充分发挥砼抗压性能好的优点，而且比较经济，经计算研究分析，砼拱桥跨径可达500米，钢拱桥跨径可达800米，因此跨高铁桥梁,拱桥是可选桥型之一, 拱桥计算特点如下:斜拉桥，主梁在斜拉索作用下，主
4、梁的计算跨度大大减小，而拉索可以充分发挥抗拉强度高的优点，经过计算研究,其跨径可达1300米，砼主梁跨径可达600米，因此斜拉桥可作为跨高铁桥梁桥型之一。综上, 跨高铁桥梁形式可以采用连续梁(刚构)、拱桥、斜拉桥,具体采用那种桥型,根据当地的地形(与环境充分协调) 、民俗、资金投入等情况合理的选用。3跨高铁施工所面临的困难（1）.施工对高铁的影响：a,距既有高铁较近的桥梁基础开挖可能影响到既有高铁基础。b,施工过程中使用的机械设备可能会侵占既有线路界限。c,跨线上部结构施工过程中可能会有坠落物或流体威胁列车安全。（2）.列车对施工的影响：a高速列车通过时，产生的诱导气流对附近的结构物产生非常大
5、的作用力。b高速列车通过时，产生的诱导气流对施工人员产生安全威胁。因此,选择跨高铁桥梁施工方案时,应考虑尽量减少在高铁上空及附近的作业时间,不在线路内设置结构物;防护结构应充分考虑高速列车通过所产生的诱导气流的作用。4跨高铁桥梁施工方案的比较1. 转体法施工转体法是在桥台或桥墩上预制一个转动轴心，上部整体旋转，下部为固定墩台、基础，上部构造可在桥址附近预制，旋转角度根据现场确定旋转。其优点是：适合连续梁(刚构)桥、斜拉桥和拱桥桥型施工。可在跨中或梁端合龙，施工跨越能力大，对既有线干扰小。跨线作业时间短（对于高铁，可利用0时至4时的养护时间转体到位），安全风险小。其缺点是：设计较复杂。施工费用相
6、对较高。2. 顶推法施工顶推法是沿桥轴线方向的台后开辟预制场地，通过水平液压千斤顶施力，借助不锈钢板与聚四氟乙烯模压板特制的滑动装置，将梁逐段向对岸顶进，就位后落架，更换正式支座完成桥梁施工。其优点是：适合小跨度、多跨、等截面连续梁桥施工。对于4050米及以下跨度，可以不设临时支承墩，对既有线干扰小。跨线作业时间较短短（顶推速度可以大于10米/小时）。其缺点是：不适应变截面桥梁、斜拉桥和拱桥等桥型施工。对于大跨度桥梁施工时，要设置临时墩，对既有线造成干扰，线内作业较多，存在较大安全风险。3. 悬臂浇注法施工悬臂施工法是沿桥梁跨径方向对称逐段施工的方法。不需要支架和临时支墩。其优点是：适合连续梁
7、(刚构)桥、斜拉桥的施工。施工费用较低。其缺点是：在线路上方作业时间较长，需要设置防护棚。防护棚的施工与线路运营相互干扰, 存在一定安全风险。4. 现浇支架法施工现浇支架法是在桥梁下方沿桥轴线方向搭设满堂支架对桥梁进行整体或分段施工。其优点是：设计和施工相对简单，施工费用较低。其缺点是：此方法的施工与高速铁路运营的干扰大，跨线作业时间长，风险大。根据以上的分析，考虑到既有线的影响最小,转体法将是跨越高铁桥梁施工比较理想的施工方法。5高速列车行驶产生的空气动力对防护结构的影响高速列车通过时产生的诱导气流对列车附近的环境或人员产生的负面影响，高速列车风对人体的气动作用力会危及路边行人或作业人员的人
8、身安全。如何减小高速列车通过时产生的诱导气流对防护支架的影响，对于防护设施的安全以及桥梁施工安全有着重要的意义。 高速行驶的列车列车风对结构物造成的影响由于现行国家规范未对列车高速行驶产生的风力影响进行规定，相关研究资料采用计算流体力学的方法，研究不同车速、不同人车距离、不同车头(尾)形状的高速列车风对附近人体的气动作用影响。计算列车速度范围是200350 kmh-1，经过计算分析，时速超过300km的列车经过时，结构物必须要保证与列车侧壁的距离在4.1m以上。综上所述，减小列车风对防护支架及施工人员的影响应注意以下几点：（1）减小防护设施的表面积，减小风压。（2）避免列车风直接影响施工作业人
9、员。（3）避免在列车经过时施工。2、列车风对防护支架造成的影响采用双立柱，普通钢材横梁、纵梁，桥面板的防护体系能够满足结构要求。针对高铁列车产生列车风对防护支架影响，防护支架设计应注意以下事项：加大防护支架的跨度、加大立柱间距、上部顶板设计安全密闭、在立柱顶设风嘴。6跨高铁桥梁施工防护设计及施工1、防护安全思想安全第一、预防为主、综合治理、文明施工。2、 防护设计原则安全、可行、快速、经济、环保。3、 防护设计的要求（1）施工必须按规定设置防护，未设置防护禁止开工。（2）防护员责任、经验、能力。（3）两端和现场防护员必须带齐各种防护备品。 （4）防护所使用的备品必须达到作用良好。 （5）施工防护信号的设置与撤除，由施工负责人决定。 4、防护设计（1）路基防护措施。（2）铁路运行安全的防护措施。防护施工流程：施做起重机工作平台施工钢管支墩基础安装钢管支墩安装纵横向工字钢方木、竹胶板铺设综合接地埋设与回流线绝缘保护（3）防护管理。（4）防护支架的拆除。施工重点注意事项：（1）接地，消除301.4V 电力牵引高压对支架感应电。（2）防护支架的安装和拆除均在列车运营的天窗时间（夜间凌晨0：00至4：00）里进行。（3）安装平台时，起吊安装门架或上部平台时，采用绝缘材料及相关的绝缘措施。