高速铁路桥隧相连段结构设计

薛继超

中铁一局集团第五工程有限公司 陕西宝鸡 721006

通过分析山区铁路桥梁连接的设计形状，可以在此基础上大大提高困难山区铁路建设的效率，并保证未来的铁路列车运行安全。

1 工程概况

某项目铁路线长为342.936千米，主要包括133.457千米/7个桥梁项目，这些线路在整条线路中占比为38.9%；包括188.95千米/34隧道项目，这些线路在整条线路中占比为55.26%，经过秦岭的所有断面均为桥梁隧道工程。隧道长度占线长的85.5%，具有复杂的地形和地质条件，桥梁和隧道占线的大部分，成群分布，形成一组密集的隧道，它将用于在中国建造一条专用铁路线，这在世界上运营的高速铁路中很少见[1]。

2 铁路工程桥隧相连工程的设计

2.1 复杂山区边坡工程设计

如果该线在山谷中，则通过靠近山体的空旷线路将挖掘山体并创建大量工程坡度，工程边坡的稳定性直接关系到铁路建设和运营的安全，山区的地质灾害的特征是山谷呈线性分布，在内外应力的共同影响下，沿河地区和附近山区容易造成滑坡，泥石流和其他一些自然灾害。在2008年汶川地震之后，都江堰与汶川之间的国道频繁停顿的主要问题是国道沿河流域的山坡上发生了许多地质灾害。为了避免铁路受到山谷自然灾害的损害，铁路线不应通过开放的山区线，但是，该线路必须从山脉一侧通过隧道（或通过桥梁，再从山谷中）向内移动。在建成都与兰州之间铁路的时候，铁路沿河的部分中，采用了隧道计划，以带支柱的方式向内移动轨道，以避免河谷发生雪崩和崩塌等地质灾害。如下图一为隧道方案。

图1 铁路选线远离河谷以隧道

2.2 复杂山区桥梁桥式

现阶段，在我国，梁桥、复合桥和拱桥是铁路桥梁的主要设计形式，而复杂的山间隧道之间的桥梁建设主要是梁桥和拱桥，梁桥包括连续梁，单支撑梁，实心框架连续梁，T形框架桥和刚性框架连续梁等几种。简易支撑箱梁是目前中国铁路桥梁上最常用的箱梁，连续刚梁，T形桥，实心刚框架和连续梁主要用于具有特殊起伏或地质条件的区域。拱桥结构通常划分为承式以及下承式和中承式。拱桥的材料通常分为：钢筋混凝土和钢管混凝土。拱形桥梁通常用于V形山谷和桥梁高度超过100米的区域，同时山谷两侧的地质条件也很好。当艰难的山区铁路穿过泥石流谷时，在设计桥骨位置时，应将洪水期间泥水流对桥柱的冲击力作为重要考虑因素[2]。

2.3 桥隧相连工程设计若干形式

2.3.1 缓坡地段

在缓坡地段可以采用桥梁（桥台）+桥头搭板+柔性短路基+隧道口过渡板+隧在坡度平缓的区域，可以使用桥（桥支架）+桥头板+短路柔性地基+隧道入口转接板+隧道的方式进行连接。隧道的入口具有一定的工程坡度，并且孔位于坡度的表面上，也可以将其连接为桥（基台）+隧道入口适配器板+隧道，桥梁和隧道具有刚性结构，短路基具有柔性结构。安装桥头平板和隧道入口转接板的主要目的是实现一种刚性和柔性之间的连接。然而，在实际施工中，由于桥台的回填，路基的沉陷，雨水的渗透和侵蚀，排水不良和压缩的复杂性等因素，垂直短路基础部分的结构很难完全实现刚性与柔性的连接，难以达到一定的过渡效果，即使具有从刚性到柔性的过渡效果，由于道路路段过短且行驶速度很快，因此两种过渡都不可避免地影响行驶舒适性。因此，连接部分的刚度必须恒定，桥梁，道路和隧道的刚度必须恒定，用厚的钢筋混凝土基座可在垂直方向上获得一定程度的刚度，较厚的基层下面是一个半刚性基层和一个减震层过渡层，可实现垂直，从刚性到柔性的逐渐过渡。钢筋混凝土基础的使用具有以下优点：高刚性、高强度、良好的完整性、良好的稳定性、耐久性、耐腐蚀性强、后期维护成本低并且经济效益高等。

2.3.2 陡坡地段

陡坡上的石头和土壤通常在荷载方面存在问题。由于制动力和振动的影响，在随后的桥梁操作过程中可能会产生水平载荷，这对由于卸载裂纹而导致的危险山区岩石的安全有负面影响。因此，为减小这种影响，挡块必须深入到隧道中以穿过或部分穿过裂缝区域，在陡峭的斜坡表面上作业很困难，通常使用侧部隧道或竖井首先创建基台，然后从内部进行挖掘[3]。

3 结语

第一点，除了遵守建筑限界之外，隧道通道的尺寸还必须考虑支撑和梁的结构尺寸，服务高度以及设备的位置等因素。第二点，桥梁到隧道的连接必须结合地形和地质条件仔细选择项目的设计方案，设计的结构必须坚固而不能太过脆弱，否则，隐藏的风险将影响将来的运行。第三点，桥梁与隧道的连接部分截面积较大，必须采取可靠的支撑措施，以防止倒塌事故的发生。第四点，通常，在隧道的尽头会有积水，所以隧道的尽头有永久性的排水装置，必须连接各连接部分，应安装集水井，集水管和排水管等结构，以防止水进入基础并确保排水顺畅，场地的地形应仔细整合，低地山谷洞穴入口应排干水。第五点，伸缩缝（或设计缝）应连接到各个部分的缝上，以防止开裂或损坏结构。第六点，桥梁与隧道连接处的结构相互作用问题很重要，过程组织和施工的质量直接影响结构的安全，因此应该科学合理地进行组织。