鐵路橋梁橋上普通線路改無縫線路的設計

1、<p>　　鐵路橋梁橋上普通線路改無縫線路的設計</p><p>　　摘要：以滬昆線資水（上行）大橋橋上普通線路改造為無縫線路為例，介紹了鐵路橋上普通線路改造為無縫線路設計要點，為后期大規(guī)模的鐵路橋上普通線路改無縫線路提供一定的設計和參考。 </p><p>　　關鍵詞：普通線路；改造；橋上無縫線路；檢算 </p><p>　　Abstract: the

2、shanghai-Kunming line endowment water (up) bridge general line transformation for seamless line as an example, this paper introduces the general line on the railway bridge reconstruction for seamless line design for larg

3、e-scale railway bridge, the late on ordinary line change seamless line to provide certain design and reference. </p><p>　　Keywords: general line; Modification; CWR; Check computation </p><p>　　中

4、圖分類號：U218文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013） </p><p><b>　　1 概況 </b></p><p>　　為適應線路運營條件的變化，越來越多的鐵路局將管內(nèi)部分線路上的普通線路改造成為無縫線路。按照規(guī)范規(guī)定[2]，若橋梁無病害，對于60kg/m軌，軌溫最大變化幅度在60～70℃，橋長不大于220m時，可以在橋上鋪設無縫線路；橋梁應

5、位于無縫線路固定區(qū)；相應的有砟橋上使用混凝土枕時，梁跨度不應大于32m；無縫線路在橋梁兩端的橋頭路基上鎖定長度不短于100m。超出上述范圍的，應對鋼軌、墩臺受力狀態(tài)、冬季鋼軌折斷時斷縫的大小進行檢算。只有檢算結果未超過允許值時才可以鋪設。因此，只有通過橋上無縫線路設計計算，檢算結果滿足相關要求，才能進行橋上普通線路為無縫線路的改造。 </p><p><b>　　2工程實例 </b><

6、/p><p>　　資水（上行）大橋，如圖2-1所示。該橋地處滬昆線上，為一鐵路單線橋梁，中心里程為：K1303+297.93，橋全長264.98m。既有橋為2×24m預應力鋼筋混凝土簡支梁+2×60m下承式連續(xù)鋼桁梁+2×32m預應力鋼筋混凝土簡支梁。 </p><p>　　圖2-1資水（上行）大橋全橋布置示意圖 </p><p>　　2.

7、1 運營條件和擬定的橋上無縫線路結構方案 </p><p>　　根據(jù)線路運營條件和設備實際狀況，擬定橋上無縫線路結構方案，進行檢算，如不滿足規(guī)范，需進行優(yōu)化調(diào)整無縫線路結構方案的設計。本橋運營條件和擬定的無縫線路結構方案為：機車采用DF4型及SS8型；平面和縱斷面按原設計；鋼軌采用60kg/m新軌，考慮6mm的垂直磨耗；橋上適當位置調(diào)節(jié)器；鋪設Ⅲ型混凝土橋枕（1760根/km）；鋼桁梁橋上鋪設木橋枕（3根/m）；

8、混凝土有砟橋上采用彈條Ⅱ型及配套扣件，鋼桁梁橋上維持現(xiàn)有扣件類型，但軌下膠墊采用不銹鋼復合膠墊或鋼軌與?墊板直接接觸,扣壓力須嚴格合乎要求；直線地段：有砟橋上道床頂面寬340cm，砟肩堆高15cm，道床厚度最小為30cm；混凝土有砟橋應根據(jù)道床頂面寬度和曲線超高實際情況加設擋砟板；鎖定軌溫：參照長沙地區(qū)，計算時最高軌溫取63℃，最低軌溫取-11.3℃，設計鎖定軌溫暫取32℃。 </p><p>　　2.2 伸縮力

9、、撓曲力和斷軌力計算 </p><p>　　按照橋上無縫線路梁軌相互作用原理[2]，根據(jù)滬昆線實際運營條件，在確定軌道結構和鎖定軌溫的基礎上，對資水（上行）大橋進行了附加力計算。資水（上行）大橋伸縮力如圖2-2所示，此時梁軌位移如圖2-3所示；由于橋梁上設置一組伸縮調(diào)節(jié)器，橋梁位于鋼軌伸縮區(qū)，所以不考慮橋上的斷軌力；計算撓曲力，將公路荷載折算為鐵路荷載計算；根據(jù)《新建鐵路橋上無縫線路設計暫行規(guī)定》中撓曲力計算方法

10、，連續(xù)梁應在邊跨（一跨）或者固定支座至梁端的多跨梁上布置荷載。所以計算得兩跨連續(xù)鋼桁梁上的右邊跨一跨加載鋼軌撓曲力如圖2-4所示；此時梁軌位移如圖2-5所示；計算得兩跨連續(xù)鋼桁梁上的兩跨加載鋼軌撓曲力如圖2-6所示，此時梁軌位移如圖2-7所示；另外，計算得大龍端兩跨32簡支梁加載鋼軌撓曲力如圖2-8所示；此時梁軌位移如圖2-9所示。 </p><p>　　附加力計算結果匯總于表2-1。 </p>&

11、lt;p>　　表2-1資水（上行）大橋無縫線路附加力匯總 </p><p>　　續(xù)表2-1資水（上行）大橋各墩附加伸縮力匯總 </p><p>　　圖2-2鋼軌附加伸縮力圖 </p><p>　　圖2-3計算伸縮力時梁軌位移圖 </p><p>　　圖2-4鋼桁梁右邊跨一跨撓曲力圖 </p><p>　　圖2-5

12、鋼桁梁右邊跨一跨梁軌位移圖 </p><p>　　圖2-6 兩跨60m梁撓曲力 </p><p>　　圖2-7 兩跨60m梁軌位移 </p><p>　　圖2-8大龍端兩跨32m簡支梁梁撓曲力 </p><p>　　圖2-9 大龍端兩跨32m簡支梁撓曲力梁軌位移圖 </p><p><b>　　2.3 橋臺檢

13、算 </b></p><p>　　資水（上行）大橋婁底臺上的支座為固定支座，因此檢算婁底臺。資水（上行）大橋婁底臺檢算示意圖如下。 </p><p>　　圖2-10 資水（上行）大橋婁底臺檢算示意圖 </p><p>　　垂直恒載（橋跨結構及臺身自重）、臺后土壓力及活載側壓力均對橋臺尾部A點取力矩，考慮臺頂長鋼軌作用力組合，進行橋臺偏心和應力檢算。經(jīng)檢算

14、[8]（檢算過程不予示出），結果滿足相關規(guī)范要求。 </p><p><b>　　2.4 橋墩檢算 </b></p><p>　　本橋位于直線線上，鐵路單線。橋墩的截面形式均圓端形橋墩。頂帽采用200級鋼筋混凝土，托盤、墩臺采用200級混凝土，墩身采用150級片石混凝土。在各矩形墩的檢算截面中，我們?nèi)?個不同的截面，分別為托盤底截面，距離托盤底H/3墩身截面，距離托盤

15、底H/2墩身截面，距離托盤底2H/3墩身截面及墩身底截面。檢算橋墩各截面的合力偏心距及強度。經(jīng)檢算[8]（檢算過程不予示出），結果滿足相關規(guī)范要求。 </p><p>　　2.5 軌道結構檢算 </p><p>　　根據(jù)橋上無縫線路設計規(guī)范[2]，軌道結構檢算各結果如表2-2。 </p><p>　　表2-2 鎖定軌溫為32℃時按強度和穩(wěn)定性檢算結果匯總（單位℃）

16、</p><p>　　可見，當鎖定軌溫為32℃；設計鎖定軌溫間隔采用8℃時，實際最大溫升幅度能滿足軌道穩(wěn)定安全條件。施工時，鋼軌在29℃～37℃中的某一溫度值鎖定。 </p><p><b>　　2.6 斷縫檢算 </b></p><p>　　無縫線路在最低軌溫時可能發(fā)生斷軌，斷縫λ經(jīng)檢算為4.94cm。 </p><p&g

17、t;　　混凝土有砟橋上鋼軌折斷的允許軌縫為8cm，斷縫檢算通過。 </p><p>　　2.7 支座錨栓抗剪強度檢算 </p><p>　　資水（上行）大橋橋上單線，支座錨栓數(shù)量為8個，錨栓的直徑d＝2.7cm，材料為A3鋼，容許剪應力[τ]＝120MPa，則容許剪力為： </p><p>　　由資水（上行）大橋無縫線路附加力匯總表（表2-1），可見全橋固定支座所承

18、受的最大組合縱向力為2倍伸縮力 </p><p>　　Q＝2T2＝2×169.8＝339.6kN </p><p>　　可見，最大組合縱向力不大于錨栓的容許剪力，所以支座錨栓抗剪強度檢算通過。 </p><p>　　以上檢算表明，采用如下橋上無縫線路結構方案及鎖定軌溫，資水（上行）大橋各檢算項目實際值均小于允許值，能滿足鋪設無縫線路的要求，可以鋪設無縫線路

19、。 </p><p><b>　　3 結論 </b></p><p>　　普通線路改造為無縫線路，尤其是橋梁上，要根據(jù)運營條件和擬定的橋上無縫線路結構方案，不斷優(yōu)化調(diào)整，進行橋上無縫線路的伸縮力、溫度力、撓曲力、斷軌力計算，檢算軌道結構強度、穩(wěn)定性、斷縫安全性、固定支座錨栓抗剪強度、橋梁墩臺強度及偏心檢算，來最終支持橋上無縫線路的鋪設。 </p><

20、;p>　　梁軌相互作用是一復雜的、影響因素眾多的系統(tǒng)，除加強線路常規(guī)養(yǎng)護維修作業(yè)外，對橋梁的養(yǎng)護維修、健康監(jiān)測也是必須長期進行的。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]中華人民共和國鐵道部，鐵路軌道設計規(guī)范（TB10082―2005），北京：中國鐵道出版社，2005； </p><p>　　[2]中

21、華人民共和國鐵道部(鐵建設函[2003]205號)，新建鐵路橋上無縫線路設計暫行規(guī)定.北京:鐵道部辦公廳印發(fā)，2003； </p><p>　　[3]中華人民共和國鐵道部，鐵路線路修理規(guī)則，北京:鐵道部辦公廳印發(fā)，2006； </p><p>　　[4]中華人民共和國鐵道部，鐵路橋涵設計基本規(guī)范（TB10002.1―2005），北京：中國鐵道出版社，2005； </p>&l

22、t;p>　　[5]鐵道部工務局，鐵路工務工程技術手冊 軌道，北京：中國鐵道出版社，2002； </p><p>　　[6]鐵道專業(yè)設計院，鐵路工程設計技術手冊 混凝土橋，北京：中國鐵道出版社，2002； </p><p>　　[7]鐵道專業(yè)設計院，鐵路工程設計技術手冊 鋼橋，北京：中國鐵道出版社，2002； </p><p>　　[8]鐵道部第四勘測設計院，鐵