淺談幾內(nèi)亞CBG鐵路跨線橋設計的認識

劉傳磊

[摘要]隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，大大推動了道路橋梁鐵路事業(yè)的發(fā)展，對于鐵路跨線橋設計而言，不僅對技術(shù)人員的能力素質(zhì)要求較高，還需要充分結(jié)合具體實際情況，進行針對性設計，科學測算相關的參數(shù)，并綜合考慮各種受力、耐久性等問題，進而制定完善的施工組織方案，提高鐵路跨線橋的建設質(zhì)量，進而發(fā)揮應有的作用。本文對幾內(nèi)亞CBG鐵路跨線橋設計課題進行了全面研究分析，提出了具體的建設意見，僅供參考。

[關鍵詞]工程概況；鐵路；跨線橋設計

文章編號：2095 - 4085（ 2018） 03 - 0018 - 02

幾內(nèi)亞WAP2#港區(qū)運礦道路與CBG鐵路相交，跨線橋的建設避免了CBG鐵路運營與贏聯(lián)盟運礦車輛的交叉干擾及影響，對贏聯(lián)盟及CBG運營及建設意義非凡。

1 工程概況

CBG鐵路路基寬度約為5m，右側(cè)預留復線寬度，安全距離為2.5m。光纜及水管分別距復線路基1.Om、3.Om。跨線橋需滿足規(guī)范規(guī)定的建筑界限要求。CBG運營管理中心要求跨線橋凈空為5.5m，最終確定跨線橋凈空為6.Om，凈跨徑為18.5m，梁長20m?？缇€橋上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆直腹板單箱多室鋼筋混凝土箱梁；下部結(jié)構(gòu)采用重力式U型橋臺、樁基礎。

2 箱梁方案比選

2.1 預應力混凝土箱梁

預應力混凝土箱梁以結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、混凝土方量小、行車平順舒適、工廠化施工等優(yōu)點著稱，但需要龍門吊、張拉設備、壓漿設備等?，F(xiàn)場不具備預應力施工的設備及專業(yè)操作人員，實施難度大。

2.2 鋼箱梁

鋼箱梁結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定、鋼材使用量較大、行車舒適度較差、施工工序少、安裝簡易，但從國內(nèi)運至現(xiàn)場時間較長，且鋼箱梁存儲及吊裝難度大，安裝需頂推設備。CBG跨線橋只有1跨，施工及安裝不具有性價比。

2.3 現(xiàn)澆混凝土箱梁

現(xiàn)澆混凝土箱梁結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、混凝土及鋼筋使用量大、需搭設支架、施工周期較長，但施工簡便、不需另外采購頂推及吊裝設備等，可操作性強。

綜上所述，箱梁方案最終采用現(xiàn)澆混凝土箱梁。

3 箱梁結(jié)構(gòu)設計

3.1 建立模型

利用Midas Civil有限元分析軟件建立模型，主要對箱梁在靜力荷載工況、自重、移動荷載等情況下進行受力分析。通過建立節(jié)點，單元確定箱梁長度，導入箱梁標準橫斷面后生成截面，利用截面網(wǎng)格有限元計算截面特性值。確定邊界條件、材料、單位等特性值進行下一步結(jié)構(gòu)計算。箱梁模型圖見圖1。

3.2 移動荷載計算

（1）車道線的確定

對移動荷載進行分析，先進行車道線定義，從而確定移動荷載路徑。贏聯(lián)盟運礦車輛滿載重量以120t考慮，車輛軸距為2.7m，前后軸距為4.8m。本橋跨徑只有20m，不需要考慮汽車荷載效應的縱向折減。運礦車輛最寬為3. 3m，考慮車道寬度為Sm。

（2）移動荷載工況計算

移動荷載主要包括車輛荷載、人群荷載等，本次計算只考慮運礦車荷載。由于運礦車輛與國內(nèi)標準車輛不一樣，不能選用規(guī)范中的標準車輛，需進行自定義車輛參數(shù)。計算移動荷載工況時，將各子荷載工況計算結(jié)果做對比，取最不利結(jié)果輸出。移動荷載計算得到的是包絡結(jié)果，包括最大彎矩，最小彎矩及不同情況下的所有彎矩。也可以直接查看移動荷載工況下的反力、支座、位移、內(nèi)力和應力結(jié)果。由于內(nèi)容較多，在此只展示移動荷載工況下箱梁單元應力圖，如圖2。

3.3 結(jié)構(gòu)耐久性設計

混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是指結(jié)構(gòu)對氣候作用、化學侵蝕、物理作用或任何其他破壞過程的抵抗能力?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性問題表現(xiàn)為：混凝土損傷（裂縫、破碎、酥裂、磨損、溶蝕等）；鋼筋的銹蝕，脆化、疲勞、應力腐蝕等。幾內(nèi)亞常年高溫、降雨量大、施工期間鋼筋銹蝕及混凝土裂縫等對耐久性影響很大。在結(jié)構(gòu)設計中采取了以下三個措施提高結(jié)構(gòu)耐久性。（1）采用52.5#高強度水泥，增強混凝土的密實度，提高混凝土自身抗破損能力。（2）加大了混凝土保護層厚度；在箱梁腹板加強了骨架鋼筋，防止控制裂縫發(fā)展；跨線橋竣工后在與大氣接觸的面層加涂砂漿。（3）橋面鋪裝層應采用密實性較好的C50混凝土；混凝土鋪裝層內(nèi)設置鋼筋網(wǎng)，防止}昆凝土開裂。加密了泄水孔數(shù)量，以便橋面排水通暢。

4 與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)

運礦道路及跨線橋的修建使自然環(huán)境產(chǎn)生了巨大的變化，跨線橋設計應考慮與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性。目前CBG鐵路及贏聯(lián)盟運營量逐漸增大，跨線橋在保證通行量安全前提下注意了環(huán)境協(xié)調(diào)性?？缇€橋雖結(jié)構(gòu)簡單，略顯笨重，但貴在通行空間大、通透，使得CBG鐵路運行凈空及凈距開闊，運行安全、舒適。

路基邊坡防護、匝道邊坡防護、跨線橋錐坡防護應充分考慮國際影響，制造自然景觀，選用合理的邊坡防護結(jié)構(gòu)并種植草皮綠化，維持生態(tài)系統(tǒng)平衡?？紤]到幾內(nèi)亞雨季降雨量大，邊坡防護應兼顧路面排水，與鐵路路基邊溝排水相結(jié)合，形成完整的排水系統(tǒng)。

5 結(jié)語

橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及耐久性與結(jié)構(gòu)設計、施工及養(yǎng)護管理等密切相關。橋梁設計結(jié)構(gòu)需要系統(tǒng)、專業(yè)的結(jié)構(gòu)計算。車輛荷載及參數(shù)的選取、結(jié)構(gòu)計算的模型建立、混凝土溫度及徐變的影響、施工期間荷載對橋梁整體結(jié)構(gòu)的影響、以較少的配筋滿足結(jié)構(gòu)安全等課題需要長期探索及學習。隨著海外項目的發(fā)展，我們更需快速的汲取各方面的知識及經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]陳仁芳，黃開發(fā)，秦文奎.對西外環(huán)高速公路灣里鐵路跨線橋設計的認識[J].江西公路科技，2005，（04）：57 - 57.

[2]徐榮勰，淺談鐵路跨線橋各節(jié)段施工技術(shù)探討[J].科技資訊，2013，（ 01）：58 -58.