林軍

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，橋梁建設(shè)規(guī)模在不斷的擴(kuò)大。在橋梁建設(shè)過(guò)程中，必須充分考慮橋址所處的自然環(huán)境以及地質(zhì)條件，并且充分了解橋梁建設(shè)中的難點(diǎn)問(wèn)題，從而在橋梁建設(shè)和設(shè)計(jì)中找出有效的解決難點(diǎn)問(wèn)題的措施。本文主要以包鋼新體系鐵路專用線跨包白包蘭線特大橋?yàn)槔U述了該橋梁建設(shè)中的難點(diǎn)問(wèn)題以及難點(diǎn)解決措施。

關(guān)鍵詞：大橋；橋址；曲線；難點(diǎn)；措施

1 跨包白包蘭線特大橋簡(jiǎn)介

1.1 自然概況及主要控制因素

包鋼新體系鐵路專用線跨包白包蘭線特大橋橋址處原地形比較平坦，但橋址局部范圍包鋼集團(tuán)一直在進(jìn)行填筑工作，填筑料為兩種，既有包白上行線至新建成品站和原料站范圍的填筑料為鋼碴，既有包白上行線至既有包蘭上行線范圍的填筑料為建筑垃圾。

根據(jù)水質(zhì)分析報(bào)告，判定地下水對(duì)處于化學(xué)環(huán)境中的鐵路混凝土結(jié)構(gòu)具有硫酸鹽和氯鹽侵蝕性。沿線地下水主要為第四系孔隙潛水，受大氣降水和地表水補(bǔ)給，勘測(cè)期間地下水穩(wěn)定水位埋深一般在4.6～10.5m（高程1019.33～1022.28m）左右，地下水位隨季節(jié)變化，水位年變幅1.5～2m。含水層以第四系沖洪積層為主。

橋址處表層土為粉土、雜填土及填筑土，土層厚度分別為0～3m、5～10.8m和3～10m。粉土的基本承載力為150kPa。表層土下為粉質(zhì)粘土，其基本承載力為150～180kPa，內(nèi)含有細(xì)砂和粗砂夾層，夾層厚度為1～2m。

1.2 主要技術(shù)條件

本橋?yàn)榭缭郊扔邪咨闲芯€（竣工后為成品站走行線）、改建包白上行線、包蘭上行線、為打拉亥至包頭北下行聯(lián)絡(luò)線預(yù)留條件及以橋代路而設(shè)。該橋位于直線和R=300m的曲線上，線路坡度為7‰。本橋跨越既有包白上行線（竣工后為成品站走行線）、改建包白上行線、既有包蘭上行線，設(shè)計(jì)線軌面與既有軌面高差分別為10.22m、9.97m和8.93m。

1.3 橋式方案

跨包白包蘭線特大橋中心里程為YDK0+993.69全橋采用19-16m+14m+32-16m+20m+9-24m預(yù)應(yīng)力混凝土梁，橋梁全長(zhǎng)1126.34m，橋高20m。其中第20孔以1～14m簡(jiǎn)支箱梁跨越包蘭上行線，第19號(hào)橋墩邊距離線路中心5.71m，第20號(hào)橋墩邊距線路中心5.73m，梁底距離既有線軌面7.0m；第56孔以1～24m簡(jiǎn)支梁跨越改建包白上行線，第55號(hào)橋墩邊距離線路中心8.79m，第56號(hào)橋墩邊距線路中心6.18m，梁底距離既有線軌面7.0m；第61孔以1～24m梁跨越既有包白上行線，第60號(hào)橋墩邊距離線路中心5.65m，第61號(hào)橋墩邊距線路中心5.98m，梁底距離既有線軌面7.2m。

2 跨包白包蘭線特大橋工程難點(diǎn)

本橋在設(shè)計(jì)中需要考慮的控制性因素繁多，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）橋址處工程地質(zhì)條件差，主要為粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、新填筑建筑垃圾、新填筑鋼鐵廢碴等低承載力和無(wú)承載力土質(zhì)。

（2）橋址處水文地質(zhì)條件差，經(jīng)地質(zhì)專業(yè)實(shí)地試驗(yàn)，本工程地下水為硫酸鹽和氯鹽侵蝕。為確保工程質(zhì)量，橋梁專業(yè)為施工單位提出了有針對(duì)性的混凝土配合比指導(dǎo)意見(jiàn)。

（3）工程所在地地震烈度為Ⅷ度。地震烈度是表示某一區(qū)域范圍內(nèi)地面和各類建筑結(jié)構(gòu)遭受到一次地震影響的平均強(qiáng)弱程度的指標(biāo)，反映了在一次地震中一定地區(qū)內(nèi)地震多種因素綜合強(qiáng)度的總平均水平，是地震破壞作用大小的一個(gè)總評(píng)價(jià)。

（4）橋址處線路平面條件差，跨包白包蘭線特大橋絕大多數(shù)橋跨位于300m曲線半徑上。

（5）橋址處線路縱坡條件差，原料站走行線受到起點(diǎn)終點(diǎn)車(chē)站高程的限制，在跨越包蘭上行線時(shí)，容許橋梁梁體的結(jié)構(gòu)高度僅為1.1m（跨度為14.5m），至此跨越包蘭上行線的橋梁梁體受到低高度結(jié)構(gòu)和300m小半徑的雙重考驗(yàn)，為典型的小半徑曲線低高度梁。

（6）梁式橋橋下跨越的障礙物較多，為躲避障礙物，一座橋上出現(xiàn)數(shù)處不等跨結(jié)構(gòu)橋墩。

（7）部分橋涵工點(diǎn)置于新填筑的建筑垃圾和新填筑的鋼鐵廢碴上，在設(shè)計(jì)中除了常規(guī)的設(shè)計(jì)外，需將防止主體結(jié)構(gòu)沉降作為重點(diǎn)控制的因素。

3 跨包白包蘭線特大橋工程難點(diǎn)解決措施

3.1 橋梁基礎(chǔ)處理

在本工程中，部分橋涵工點(diǎn)置于新填筑的建筑垃圾和新填筑的鋼鐵廢碴上，屬于低承載力和無(wú)承載力土質(zhì)，因而必須采取有效的基礎(chǔ)處理措施，從而預(yù)防橋梁主體結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降現(xiàn)象，提高橋梁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。本工程采用樁基礎(chǔ)，樁基設(shè)計(jì)為低承臺(tái)，低承臺(tái)樁基可以較好的利用承臺(tái)側(cè)面土體的抗力，故抵抗水平荷載的能力較強(qiáng)，自身的穩(wěn)定性較好在各類結(jié)構(gòu)工程中均用的較多。

3.2 橋梁抗震設(shè)計(jì)

在本橋梁墩臺(tái)設(shè)計(jì)中，因?yàn)闃蛄核幍貐^(qū)的地震烈度高，因?yàn)閷?duì)于墩臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能的避開(kāi)斷裂帶。如果斷裂帶很寬而不能采用大跨跨越時(shí)，應(yīng)避開(kāi)破碎帶。為了防止落梁，應(yīng)加強(qiáng)梁部結(jié)構(gòu)與墩臺(tái)的連接，保證支座部件和支座與梁、墩臺(tái)頂帽連接錨栓的強(qiáng)度。本工程上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)連接建議采用支座連接方式，并且對(duì)梁墩的搭接長(zhǎng)度進(jìn)行合理的設(shè)置。普通橡膠支座在破壞后會(huì)加劇破壞橋梁，根據(jù)本工程實(shí)際情況，選擇減震型鋼支座。對(duì)于連續(xù)梁橋在設(shè)置固定支座后，應(yīng)充分考慮固定支座設(shè)置對(duì)抗震的不利影響，慎用墩梁固結(jié)方案，應(yīng)注重考慮各墩水平受力的平均分擔(dān)。

3.3 曲線梁設(shè)計(jì)處理

根據(jù)上文可知，該橋梁是曲線梁，曲線梁與直線梁相比來(lái)說(shuō)，氣受力主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①軸向變形與平面內(nèi)彎曲的禍合；②豎向撓曲與扭轉(zhuǎn)的禍合；③它們與截面畸變的禍合。其中最主要的是撓曲變形和扭轉(zhuǎn)變形的藕合。在曲線梁中，由于存在較大的扭矩，使梁截面處于“彎一扭”藕合作用狀態(tài)，通常會(huì)出現(xiàn)外梁超載，內(nèi)梁卸載的現(xiàn)象，尤其在寬橋情況下更會(huì)增大內(nèi)、外梁受力的差異。因此在曲線梁橋中，常選用箱形截面形式，因其具有適應(yīng)曲線梁抗扭剛度大，整體穩(wěn)定性好，能夠充分利用材料，節(jié)省橋下空間等優(yōu)點(diǎn)。另外，由于曲線梁內(nèi)外側(cè)支座反力有時(shí)相差很大，當(dāng)活載偏置時(shí)，內(nèi)側(cè)支座甚至?xí)霈F(xiàn)負(fù)反力，如果支座不能承受拉力，就會(huì)出現(xiàn)梁體與支座發(fā)生脫離的現(xiàn)象，通常稱為“支座脫空”。為了避免這一情況的出現(xiàn)，可以將中間支座預(yù)設(shè)偏心來(lái)降低梁端的扭矩，控制沿梁長(zhǎng)方向的扭矩峰值，使梁端內(nèi)外側(cè)的支座反力趨于相等。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，包鋼新體系鐵路專用線跨包白包蘭線特大橋設(shè)計(jì)難點(diǎn)問(wèn)題就是基礎(chǔ)處理以及抗震設(shè)計(jì)，以上設(shè)計(jì)成果不僅適用于包鋼新體系鐵路專用線工程，也同樣適用于條件相同的工程中，進(jìn)一步提高了橋梁工程適應(yīng)復(fù)雜項(xiàng)目的能力。

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