铁路框架桥应用于煤田采动区的研究

祁 亮

（中煤科工集团武汉设计研究院有限公司,湖北 武汉 430064）

1 研究背景

采动区的主要特点是地下煤炭开采使地表出现持续的、较大的变形。矿井铁路专用线平面展线往往需经过煤田采动区，这给铁路桥梁结构稳定带来很大的安全问题，严重时会导致桥毁而中断运营。在《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中明确规定：“全线大于20 m的铁路桥必须留设保护煤柱”。留设保护煤柱除对煤矿采区布置带来不利因素，还会造成大量煤炭资源不可开采，不利于煤炭资源开发利用和矿井的可持续性发展。

正是基于以上现状，研究如何利用框架结构整体性较好，抗变形能力强等特点，采用一定的技术手段及措施（例如：加强局部钢筋构造来抵抗由预测变形带来的额外荷载，采取格宾石笼、加设管涵或框架涵等形式来满足排洪和铁路运输要求），使处于采动沉陷区的铁路框架桥能持续满足铁路运输、排洪等功能需要。铁路框架桥下开采煤炭不必留设保护煤柱，既达到便于井下开采巷道布置，又能提高井下可开采量，有利于提高井下煤炭资源开发利用率。

2 研究目的和意义

采动区上方新建的桥梁在下方采煤工作面推进过程中，将经历巨大的采动变形，竖向下沉量往往超过1 m、倾斜变形量大于1 %，同时还伴随着数百毫米量级的水平移动变形、地表的正负曲率变形等。这些将会导致常规梁式桥出现较大的变形和附加内力，从而局部破坏甚至失稳、垮塌。……