跨越既有铁路桥梁方案设计研究

曹凌飞

（中国中铁二院工程集团有限责任公司，成都610000）

1 引言

在我国全面建设高铁强国的背景下，我国的铁路运输事业取得了显著的建设成果，京沪、武广、沪汉蓉等高铁大通道以及成渝客专、西成客专等高铁线路的建成运营都在说明我国铁路运营里程数在飞速的增加。也正是因为这样，在后续铁路建设中出现新建线与既有线交叉的现象也逐渐增多，新建铁路线路方案设计过程中，多选用桥梁方案跨越既有线。本文主要对跨越既有铁路的桥梁设计方案进行研究分析。

2 跨越既有铁路桥梁设计面临的困难

作为桥梁设计者，在桥梁方案设计过程中，应根据外部环境，对各种设计方案在施工中存在的困难和风险进行分析，找到最安全、经济、高效的桥梁设计和施工方案。总的来说，跨越既有铁路的桥梁在设计过程中应重点考虑以下几点：

一是将列车行驶对施工作业的影响明确，只有明确列车行驶对于铁路施工的影响，才能在方案的设计过程中，及时地将对应的影响因素排除[1]。

二是应该注重对施工过程中基坑开挖的影响分析，要充分的考虑基坑挖掘对于正在运营的铁路是否会产生影响，只有明确了这点才能够在设计过程中考虑适当的防护措施，防止施工对既有线的破坏。

三是在设计过程中，应该考虑到施工机具、设备的应用是否对既有铁路运输产生影响，只有将以上因素充分的明确并排除之后，才能够保障其桥梁方案既满足新建铁路建设需求，同时也能够降低对既有铁路运营的干扰[2]。

3 跨越既有铁路桥梁方案设计

3.1 传统门式墩方案

传统门式墩方案是针对新建铁路与既有铁路小角度交叉的情况而采用的一种设计方案，门式墩一般采用矩形或圆形钢筋混凝土墩柱，搭配预应力混凝土盖梁，盖梁跨度可达22～25m。该方案能够减小跨越既有铁路桥梁的跨度，减少施工中的设备投入，但盖梁施工需要在既有线上方搭设支架，盖梁预应力一般需要分批张拉，对既有线运营干扰时间较长。值得注意的是，近年来在门式墩的设计中，也有设计者采用了钢结构盖梁取代传统门式墩的预应力混凝土盖梁，（如图1所示），该方案中，钢结构盖梁在桥墩柱施工完成后，可利用既有线运营天窗时间，快速架设钢盖梁，免去了支架搭设，大大减少了施工对既有线运营影响。但在该方案的设计中应注意钢结构盖梁与混凝土墩柱的结合部位的特殊处理以及钢盖梁本身的疲劳和局部稳定设计[3]。

图1 钢盖梁门式墩设计方案

3.2 连续梁转体方案

在我国交通运输业高速发展的同时，我国铁路基础建设技术也出现了较为明显的进步，连续梁转体施工技术就是在铁路桥梁设计中提出的一种新型设计方案，在该方案的设计过程中，注重的是对铁路线路运行中的中转设计，通过中转设计能够将整体的桥梁架设实现腾空转体式拼接，实现对既有铁路运营几乎零干扰。该方案的设计过程中，应该注重对转体桥梁桥墩的设计，根据场地、地形条件合理选择墩顶或墩底转体方案，只有保障在转体设计的合理性，才能够将整体的转体施工设计处理好。本文在研究过程中，选定某铁路施工案例作为工程背景，其对应的施工方案设计图如图2所示，从该图中可以看出，该转体设计中，采用了在墩顶设铰盘的方式进行转体施工，通过该方案的设计，能够最大程度减少施工过程的既有线路运营干扰，实现了新建线路建设效率提升的同时也保障了既有铁路的正常运行[4]。

图2 某铁路桥梁转体施工设计布置

3.3 转体V形T构桥墩方案

在跨越既有铁路桥梁的设计中，对于新形桥墩结构形式和施工工艺的运用对于整体的桥梁设计效果提升具有显著意义，转体V形或T形桥墩是当前桥梁建设中较为新颖的一种设计方案，在该设计中，采用的是V形或T形桥墩设计，在墩底设置铰盘，也就是整个铁路桥墩的构造呈现上宽下窄形式，设计采用预应力混凝土横梁，上部结构采用标准跨径简支梁，预制架设施工。桥墩横梁平行既有线浇筑，架梁施工前将桥墩转体到位。采用该设计方案，相对连续梁转体施工技术难度较低，并且在工程投资和后续的维护成本上也具有很大的优势。按该方案设计的结构方案如图3所示。

图3 川渝铁路G41段跨越既有铁路施工设计图

4 结语

综上所述，在现代化铁路桥梁设计过程中，由于面临的施工环境及施工条件存在着很大的不同，要想保障铁路桥梁建设能够满足新建铁路质量和既有铁路的运营需求，在进行设计方案的确定时，一定要注重对其方案的合理性研究。跨越既有铁路桥梁设计作为一种较为常见的铁路桥梁设计，在方案设计过程中，更应该注重对方案的科学性设计。通过本文的研究，将跨域既有铁路桥梁方案设计归纳为以下三点：一是传统门式墩方案；二是连续梁转体方案；三是转体V形或T形桥墩方案。