既有线改造桥涵勘察问题探讨

顾泽滋

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

1 主要技术标准

技术标准，决定了技术改造的范围、使用能力及工程造价。因此，一个合理的技术标准，是进行工作的前提。下面针对既有线扩能改造桥涵的主要技术标准进行探讨。

(1)我国以货运为主的既有铁路桥涵设计活载基本上为“中—活载”。以煤炭运输为典型代表的大秦铁路，将既有铁路扩能改造为重载铁路，设计开行2万t重载列车，其中车辆采用的C80车辆为25 t轴重;通过对既有铁路的勘察，针对大秦线桥涵跨度均不大于32 m的情况，在扩能改造的桥梁设计中，按实际运行2万t列车(牵引机车和C80车辆)的轴重及轴距，对跨度≤32 m桥梁进行了检算，其影响不超过“中—活载”;得出设计荷载仍采用“中—活载”的结果，该标准的确定给既有桥涵设备的利用提供了设计依据。

(2)我国铁路一般桥涵采用的洪水频率:桥梁为1/100，涵洞由“85”规范的1/50提高到现在的1/100;铁路扩能改造中的既有铁路通常都有几十年的历史，经受了洪水检验，既有线无水害的新建桥涵一般对应既有桥涵的净空修建，且不低于既有标准。

(3)我国现状铁路运输基本上采用电气化机车，桥梁建筑的限界采用“建限—1”，满足电化要求;对有开行双层集装箱列车要求的线路需根据设计行车速度满足双层集装箱的净高要求。实际设计中，考虑沉降及维修养护的影响，应酌留余量。

2 既有铁路现状调查

在既有铁路扩能改造的初期，首先要收集相关既有线桥涵竣工图及养护维修台账等资料，了解既有铁路桥涵的主要技术标准和设备使用情况，并对相关的既有铁路桥涵进行现场勘察核对，为改建桥涵的设计提供依据。调查既有桥涵在使用过程中发生的病害及水害的基本状况，分析其成因，结合既有线的改建及扩能方案，提出桥涵改建、新建方案。如在北同蒲铁路开行2万t重载列车的扩能改造中，通过勘察，需对不满足要求的既有小桥涵进行改建，设计结合了车站改建方案，充分利用新增股道作为便线，永临结合，克服了施工与既有线运营的紧张矛盾，降低了既有桥涵改建的投资，可为今后类似的既有桥涵改扩建工程借鉴。

3 既有结构利用研究

在既有线改扩建工程中，一般对无水害和病害不严重桥涵予以现状利用。从节省投资和减少对既有铁路运营干扰的角度上，改建既有铁路桥涵应在最大限度利用既有桥涵结构的基础上进行，因此要求对既有桥涵进行更加详尽细致的勘察，作为既有结构利用及改建设计的依据，以便于对不满足设计要求和病害严重的既有设备进行加固后利用或者改建。

我国2000年前修建的铁路桥梁主要采用了标准跨度的简支T梁，其中两片梁横向采用焊接联结，开裂严重，整体刚度差，表现在运行提速列车时桥梁的横向振幅超限，改建时应对其横向采取预应力筋加固措施后利用。

在上世纪80年代中期建设的铁路桥梁，双线采用了大量的单圆柱钢筋混凝土轻型桥墩，在提速改造中发现桥墩刚度偏弱，改扩建时针对检测横向振幅超限的桥梁，采取将两单线墩顶帽相连接的措施，避免单独桥墩加固引起的荷载大幅度增大，取得了较好的效果。

因受地形限制，对于无覆土的既有板涵，调查发现实际使用中涵顶几乎无道碴(小于0.2 m)，轨枕直接作用在盖板上;在列车冲击作用下，盖板挠度较大，变形开裂较严重，需进行加固或改造。因此，涵洞接长设计的涵洞轨底至板顶不应小于0.60 m。

斜交梯形盖板较好的解决了大孔径斜交涵洞的平台突出问题，同时正洞身加斜盖板出入口的设计组合也较使用斜框涵经济;当改扩建接长的既有涵采用早期“叁桥5009”《斜交钢筋混凝土盖板涵洞》(1983)通用图设计时，因其梯形节盖板顶恒载及活载均按满布荷载控制设计，故采取反拼梯形节更换正盖板(不能压在沉降缝上)的接长措施，避免拆除既有梯形节及防护桩施工对运营的影响，不仅合理利用了既有梯形节边墙及基础结构，也节省了投资。

既有线改造在非结构要求控制时，小桥涵改建和接长工点设计一般不增大线间距，这就需要对既有线采取相应的防护桩及扣轨等施工防护措施，在减少占地的同时，确保施工期间既有线列车运营的安全。

4 扩建、改建、新建基本原则

(1)根据线路改线方案和站场股道延长及增加，新建和改建的桥涵则比照既有桥涵孔径修建;无水害的桥涵设计流量采用既有桥涵设计成果，桥涵孔径结合水流方向与既有桥涵孔径对应。当水文控制桥梁底高程时，改建后的桥梁梁底不应低于既有桥梁底高程。跨越公路及城市道路的桥涵净空按与公路管理部门的协议要求办理或参照既有桥设计，其桥下净空不小于既有桥。

(2)对扩能改造设计开行2万t列车，采用机车和C80车辆，25 t轴重，在设计中按2万t列车(机车和C80车辆)静活载对跨度大于32 m的桥梁进行检算。

(3)新建桥涵一般采用混凝土结构。桥梁采用预应力混凝土梁，简支梁采用符合现行规范的部颁标准图设计，采用钢支座，并视线间距采取施工防护措施，以确保既有桥涵上列车运营的安全。

(4)桥墩以重力式实体墩为主，控制时对应既有桥采用钢筋混凝土墩;桥台采用T形桥台。曲线实体桥墩应考虑设置横向预偏心，墩台顶设置相应的防震落梁措施。

采用桩基时，桩的桩横向间距适当加大，一般不小于3 m(桩径为1 m者，双线桥控制除外)，同一座桥不宜采用两种不同桩径。桩基设计应考虑对既有桥的影响，桩间距应满足现行规范要求。

(5)钢筋混凝土框构桥涵的混凝土强度等级不小于C35，立交净高小于5 m时要设置防撞架;立交框构桥涵接长时应考虑道路的施工过渡措施。

(6)新建小桥涵与既有小桥涵对孔设置，不小于既有桥涵孔径，以满足排灌、立交和养护维修的要求。

涵洞设计采用标准孔径框涵或板涵，条件适用的斜交涵洞采用斜盖板出入口设计。

新建涵洞涵顶面至轨底高度按标准图的要求设计，且不小于0.6 m。

(7)对于改建桥涵，应视线间距采取施工防护措施，以确保既有桥涵上列车运营的安全。

(8)既有桥梁现存的一般病害应由铁路局在养护维修中逐步解决。

5 结论

改扩建铁路工程因涉及既有桥涵的利用、加固及改建对既有线运营的影响，对桥涵的勘察设计增加了难度，也提出了更高的要求。新建铁路的桥涵设计应结合其规划发展，如站内的框构桥不设或少设人行道悬臂及边墙延伸，涵洞出入口尽量不做梯形盖板节，肋板涵全程设置等，可避免或减少在以后车站的改扩建中发生废弃工程。

［1］ TB10002.1—2005 铁路桥涵设计基本规范［S］

［2］ TB10002.3—2005 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范［S］

［3］ TB10002.4—2005 铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范［S］

［4］ TB10002.5—2005 铁路桥涵地基和基础规范［S］

［5］ TB10005—2010 铁路混凝土结构耐久性设计规范［S］

［6］ TB10017—99 铁路工程水文勘测设计规范［S］

［7］ TZ203—2008 客货共线铁路桥涵工程施工技术指南［S］