浅析跨铁路转体施工T构桥安全性审查

任育林

摘要：本文以天津市某跨铁路转体施工桥工程施工图安全性审查为实例，介绍了转体T构桥需要进行的安全性计算复核主要内容及经常性遇到的问题，提出了相应解决技术措施，提高工程项目安全储备，确保铁路运营安全，并为相似工程的审查提供借鉴。

关键词：安全性审查；T构桥；转体施工；技术措施

中图分类号：P624.8文献标识码：A 文章编号：

0引言

“7.23”甬温特别重大铁路交通事故后，国家相关部门更加重视铁路运营的安全。

按照建设部相关规定，国家实施施工图设计文件审查制度。施工图设计文件审查是指建设主管部门认定的施工图审查机构按照有关法律、法规，对施工图涉及公共利益、公众安全和工程建设强制性标准的内容进行的审查，是政府主管部门对建筑工程勘察设计质量监督管理的重要环节，是基本建设必不可少的程序。

1工程概况及特点

1.1工程概况

该项目上跨津山铁路立交桥工程位于天津市滨海新区内，采用主桥（50m+50m）T构（转体施工）上跨既有津山铁路。津山铁路属国家一级铁路干线，是联结北方一带的重要交通干线。桥位处既有津山铁路为两股道，线间距4.2m，电气化铁路。铁路中心线与道路中心线夹角为72°。

该项目桥梁设计为左右双幅桥，左福桥桥长为625m，左福桥桥长为617.482m。标准单幅桥宽17m，中央分隔带1.5m，造价约1.2亿。上跨津山铁路主桥采取（50m+50m）T构。上部结构采用单箱双室斜腹板箱形截面。中支点中心梁高5m，端部梁高2.5m。梁体采用纵、横双向预应力体系。下部结构：中墩采用墩梁固结，单箱双室矩形截面。转盘结构采用环道与中心支撑相结合的球铰转动体系。基础采用直径1.5m的钻孔灌注桩。引桥采用先简支后连续预应力混凝土小箱梁，梁高1.6m。下部结构：中墩采用钢筋混凝土矩形截面盖梁，直径1.6m圆形墩柱，基础采用直径1.5m钻孔灌注桩。桥台采用肋板式桥台。地震动峰值加速度为0.2g。工程地质勘查报告表明地质情况良好，土层主要为黏土及粉土。

1.2工程特点

上跨铁路主桥T构采用转体施工法（平面转体）。转体施工方法是将桥梁结构在非设计轴线位置制作成形后，通过转体进行就位，能将在障碍上空的作业转化为近地面的作业，可以采用平面转体、竖向转体或平竖结合转体。其关键技术问题是转动设备与转动能力，转体施工，结构体系的转换与合拢过程中以及城桥后结构的安全稳定性和强度要有足够的保证[1]。

该项目主桥跨径较大，结构复杂，转体角度大，施工工艺要求高，项目所在地滨海新区为滨海环境，地质条件差，此外，施工期间及成桥后，项目主体结构安全时刻关系到铁路运营的安全，关系到千百名旅客和国家上千万财产的安全。

基于项目以上特点，采取了基于有限元模拟程序分析计算与执行国家强制性条文规范标准审查相结合的思路，审查项目施工图全桥设计，重点核算上跨津山铁路主桥T构，提出了结构安全性能改进意见，确保项目的结构安全，确保铁路运营安全。

2 主桥安全性计算复核

该项目主桥结构核算采用基于有限元模拟程序《midas》、《桥梁博士3.1》、《桥梁博士-基础版V1.0》及手算，主要内容如下：

2.1主桥（50m+50m）T构梁计算

依据规范相关规定[2]，计算施工阶段应力与成桥阶段强度和应力，后者内容包括：持久状况承载能力极限状态正截面、斜截面抗弯承载力计算；持久状况正常使用极限状态正截面、斜截面抗裂计算；持久状况构件的应力计算；挠度计算。建议设计图纸立面图补充地质剖面图；明确钢束竖弯大样的弯曲半径；提供T构模版支距图，以提高施工精度；要求加强局部纵向钢筋，以提高施工阶段结构强度。主桥T构计算模型如下：

2.2横向框架计算

采用单位长度的平面框架模型，对桥面板及横向截面顶板、腹板、底板抗裂与抗弯承载能力计算。要求调整桥面板横向预应力钢绞线的线状，并加强加腋处及悬臂部位的普通钢筋，以增强桥面板抗裂性能。

2.3暗盖梁计算

分别计算持久状况承载能力极限状态正截面、斜截面抗弯承载力；持久状况正常使用极限状态正截面、斜截面抗裂；持久状况构件的应力。要求调整边暗盖梁钢束线形及束数，以增强暗盖梁抗裂性能。

2.4明盖梁计算

分别计算结构持久状况承载能力极限状态抗弯承载力；持久状况正常使用极限状态裂缝宽度。要求缩小连接墩墩间距或增强明盖梁受力主筋，以控制裂缝宽度。

2.5偶然组合计算

依据抗震规范[3]，采用时程分析方法，计算E1、E2地震荷载作用下，墩顶、墩底截面承载能力，墩顶位移。要求增大中墩身纵向截面尺寸或采用减隔震技术（如采用摩擦阻尼器、抗震减震支座等），以增强结构整体的设防能力。

2.6主墩球铰计算

依据相关规范，详细内容包括：转体重量复核；球铰上、下转盘混凝土局部承压强度验算；聚四氟乙烯滑片应力及撑脚应力验算；牵引反力验算；转体结构抗倾覆稳定性验算；转体结构主墩墩身验算；下转盘撑脚处混凝土局部承压强度验算；转体阶段承台抗冲切验算；转体阶段上转盘抗冲切验算。要求加大牵引单束钢绞线根数并采用更高吨位的千斤顶以提高牵引索安全系数，保证施工过程中的结构稳定及安全。

2.7按偏心受压构件核算墩柱

2.8承台及桩基础

承台结构计算内容包括：基本组合与偶然地震组合正截面抗弯承载力核算、承台截面抗剪承载力核算、承台冲切承载力核算、承台局部承压承载力验核算；最小配筋率核算。桩结构分别核算单桩轴向受压承载力；桩身主要截面的承载力。要求增大承台厚度，以提高系杆抗拉承载力；要求对桩基采用两种以上的检测方法，以保证桩基的安全性。

此外，还需要核算桥梁其他构件，如传力构件支座、细部构件抗震挡、附属结构防撞护栏等。

3 结语

通过上述内容的详细核算及方便可行的项目改进意见，在桥梁结构设计满足规范基本要求的基础上，提高了项目安全储备，确保了铁路运营安全，创造了良好的社会效益。可予其他相似工程的审查提供参考。

参考文献(References)：

[1] 张联燕,等.桥梁转体施工[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62－2004).北京:人民交通出版社,2004.

[3] 公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02－01－2008).北京:人民交通出版社,2008.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。