许瑞华

摘 要：随着经济和科技水平的快速发展，在高速铁路选线和纵断面勘察设计时，线路平面和纵断面受地质、环保、江河、道路立交等多方面因素影响，有时会出现较长段落的高桥。如果采用常规跨度简支梁会出现高墩密布的现象，景观效果差，同时桥墩工程费用占比大，桥梁工程投资不经济。因此，应对大跨度简支梁桥与常用跨度简支梁桥的工程投资进行对比，在梁、墩、基础满足高速铁路设计规范限值要求下，得出更经济的桥梁跨度方案。

关键词：现浇梁;支架体系;设计方案

0 引言

我国高速铁路桥梁约占线路总长55%，主要以预应力混凝土简支箱梁和现浇预应力混凝土连续箱梁为主，其中标准跨度简支梁占全部桥梁长度的90%以上。经过多年的技术创新和积累，我国已经构建了标准梁式桥成套技术体系。回顾了我国铁路预应力混凝土梁的发展历程，对高速铁路桥梁技术参数体系、刚度和变形控制设计技术、制运架建造技术等进行总结和思考。基于高速铁路标准梁式桥应用经验的积累和信息化、智能化铁路建设需求，分析了未来的发展方向，提出既有标准梁优化及应用智能建造、运维技术的建议。

1 预制大跨度简支梁的意义

桥梁技术的发展和进步成为我国高速铁路建设工程中的重大技术突破，并形成了我国自有的技术标准体系。随着高速铁路建设的发展，桥梁设计理论和建设技术也在逐步完善和发展，其中基于预制架设施工模式的大跨度预应力混凝土简支箱梁就是其中重要发展方向之一。我国高速铁路建设规模大，桥梁数量多，设计、施工技术成熟，并依托联调联试工作积累了丰富的试验数据，对于高速铁路桥梁的建设和发展也积累了充足的技术储备。根据近年来高速铁路常用跨度预应力混凝土简支梁的设计和试验研究成果，我们对简支梁的设计理论有了更为深刻的认识，为高速铁路（时速250 km及以上）大跨度预应力混凝土简支梁的进一步发展打下了基础。高速铁路跨越河流、沟谷的高墩桥梁以及软基沉陷地区的深基础桥梁，下部结构造价在桥梁建设费用中的比重较大，大量使用跨度32 m简支梁时经济性较差;跨度>32 m时若只能采用原位浇筑的简支梁桥或者连续梁、连续刚构桥，经济性也较差，且质量不易控制。发展跨度40 m及以上预应力混凝土简支梁，并采用集中预制、运梁车移运、架桥机架设的施工模式，将显著提高桥梁的经济性。我国高速铁路发展跨度40 m及以上、采用预制架设施工模式的预应力混凝土简支梁技术，不但能够提高简支梁桥的跨越能力，还能够扩大简支梁桥的适用范围，并具有一定的技术、经济优势。

2 现浇简支梁及其支架设计方案

2.1 桩的布置形式、桩间距和承台设计

（1）桩的排列可采用行列式或梅花式的布置形式。（2）钻（挖）孔灌注摩擦桩的中心距不应小于2.5倍设计桩径，钻（挖）孔灌注柱桩的中心距不应小于2倍设计桩径。（3）各类桩的承台边缘至最外一排桩的净距，桩径不大于1 m时，净距不应小于0.5d（d为钻孔灌注桩设计桩径），且不应小于0.25 m;桩径大于1 m时，净距不应小于0.3d，且不应小于0.50 m。（4）承台厚度不宜小于1.5 m，混凝土强度等级不应低于C30。（5）承台桩基布置需满足基础刚性角：桥墩墩底边缘至最外一排桩的净距与承台高度之比不大于45°。

2.2 现浇梁支架设计方案

现浇简支梁支架采用梁柱式支架形式，由下部钢管立柱和上部工字钢及贝雷梁组合而成。承台施工时，在承台顶面相应位置预埋钢管立柱相关预埋件，当墩身施工完成时，安装立柱;立柱结构是630×10 mm的钢管，用20 mm厚的钢板焊接封住立柱顶端，用定位好的鋼板焊接牢固立柱底端，钢板尺寸为边长70 cm的正方形;主横梁采用双拼Ⅰ56工字钢，紧贴立柱中心线布置;Ⅰ56双拼工字钢上布设贝雷片，贝雷片上部布设Ⅰ18工字钢分配梁，分配梁之上设置10 cm×10 cm方木;横向立柱之间焊接75×75等边角钢作为剪刀撑、横撑，剪刀撑设置3 m高，横撑依据立柱的间距设置;贝雷梁材质为16号Mn钢，其他材质均为Q235钢材。

2.3 高速铁路标准梁设计技术

高速铁路标准梁结构设计的总体任务是在满足刚度、变形等参数要求的前提下，开展简支梁结构尺寸、预应力体系及附属设施的设计，使简支梁结构在设计荷载作用下的纵向、横向及局部受力满足规范要求，同时兼顾施工和建造的技术能力。经过多年对高速铁路标准梁桥设计经验的积累，系统、深入地掌握了结构控制参数、受力特征、计算方法等。高速铁路运营实践表明，梁体轨道铺设完成后，其徐变变形是核心控制指标，在标准简支梁设计中应予以重点考虑。根据实际工程现场条件和应用需求，参照40 m简支梁通用参考图（图号：叁桥通（2008）2326-Ⅳ），开展跨度40 m预制架设简支梁的试设计。桥面宽度参考最新简支梁通用参考图选为12.6 m;腹板厚度考虑2种，一种与通用参考图一致为45 cm，另一种考虑采用大吨位锚具技术将腹板减为36 cm。通过变化腹板高度使梁高在2.6 m～4.0 m变化（逐级增加0.1 m），共拟定30种截面，来分析不同截面跨度40 m箱梁的刚度设计值。

2.4 高速铁路标准梁智能运维

目前高速铁路桥梁检测、维修、管理基本采用传统的管理模式，以纸质化或电子存贮方式，以二维图纸作为信息主要载体，不易携带、传递和保存;桥梁设备静态检查主要依靠人工进行，检测监测效率低，且对结构使用状态的劣化预测分析少;设备维修以周期修为主，对于结构的主要病害，未建立系统的状态评估及预测技术;不满足“状态修、精确修、预防修”要求，无法实现桥梁结构全寿命周期管理的要求。随着BIM、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）、物联网、大数据及云计算等技术的广泛应用，土木行业正经历向智慧产业发展的信息革命。高速铁路桥梁运维管理也应顺应发展，逐步实现智能化。应用BIM+GIS技术，实现桥梁设备信息和生产信息的追踪显示管理，建立三维可视化的桥涵运维管理系统，综合桥梁设备的建设、维修等情况，实现多专业融合、全维度、全生命周期的桥梁设备智能管理。

3 现浇简支梁支架结构验算荷载

现浇简支梁支架的计算中，荷载起到决定性的作用，主要考虑以下荷载：（1）浇筑混凝土产生的竖向横向压力，其荷载取为26 kN/m3。（2）支架的自身重量，可以根据支架结构建立支架模型，确定材料的性质，通过软件模拟计算。（3）现浇简支梁支架强度计算时，基本组合中的浇筑混凝土荷载、支架结构自重以及模板等恒载分项系数都定为1.2;施工活载分项系数取1.4。刚度计算时，标准组合的分项系数定为1;依据《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》的内容，做稳定性验算时，活载分项系数定为0.9×1.4，恒载分项系数定为1.2。

4 结语

我国高速铁路标准梁桥技术集成了我国铁路桥梁多年来在关键参数、材料技术、结构设计、施工工艺、运营维护等方面的研究成果，成功并大量应用于高速铁路桥梁工程建设，总体上满足了我国铁路桥梁的建设和应用需求，适应了我国铁路建设的国情。确定了支架体系各结构的变形、应力满足规范的要求;根据支架体系验算，深入研究支架施工，提出关键点施工质量措施;以此进一步确定了本工程现浇梁支架设计的合理性，为类似工程设计施工提供了参考依据。

参考文献：

[1]胡金光.高速铁路现浇梁支架及钢管桩基础施工控制技术研究[D].天津：天津大学，2014.