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钢便桥 |
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站房施工期间铁路既有线要不中断正常运营。基坑开挖前，先将正线临时搬迁至既有的其他线路，然后在既有正线位置处施工临时铁路便桥。便桥施工完毕后，将正线复位(即正线通过临时铁路便桥跨过站房及地铁基坑)，再开挖施工站房及地铁基坑。待站房及地铁基坑正线区域，地下结构回筑至±0.00 后，铺设正线，再将过站正线从临时铁路便桥搬迁至正线位置处，然后拆除临时铁路便桥。
组合式便桥结构动力特性分析，采用有限元软件MIDAS/CIVIL 和SAP2000 建立便桥结构计算模型，除桥面板采用板单元模拟外，其他构件均采用空间梁单元模拟。考虑到本工程的地质条件及桥墩柱的嵌固状况，计算模型考虑在桩顶以下10m 处将桩固定约束，以此等效考虑桩基础和坑内加固土体的弹性约束。经计算分析，便桥 阶振型均以墩柱和桥面梁体横向弯曲振动为主，而桥面结构竖向振型未在 阶出现。分别为横桥向、顺桥向和桥面扭转振型，计算表明便桥墩柱的横向刚度是整个桥梁刚度的控制因素。
因墩柱的高度随着便桥下基坑土方开挖深度的逐渐加深，刚度相应变小。墩柱基础的刚度还和便桥下土层性质有关。本工程基坑开挖深度基本位于淤泥等软弱土层内，通过加大墩柱基桩直径、在墩柱间设置纵横向连系梁、对软弱土层采用高压旋喷桩加固处理等措施，加强便桥基础弹性约束和墩柱横向刚度。计算结果也表明，通过以上处理措施后，便桥结构的动力特性能够完全满足铁路桥梁设计规范和运营的要求。
组合式便桥车桥耦合振动响应分析研究，采用有限元程序MIDAS 和车桥耦合振动分析软件VBC 分别建立桥梁结构模型和运行车辆模型，采用模态叠加法建立车辆和桥梁结构的运动微分方程，进行车桥耦合计算。计算模型考虑了便桥墩柱的高度和刚度随着基坑开挖深度不断变化情况，建立了开挖层土方和开挖到坑底两种施工工况下的桥梁结构模型，进行对比分析计算。每个施工工况均考虑了不同的车型和车速工况的组合。分析表明，基坑土方开挖到底的施工工况是便桥结构的不利受力工况，以下的便桥振动分析均基于此施工工况进行计算分析。
计算分析结果也揭示了列车动载可引起便桥结构较大的横向位移，主要对应于货车编组工况，应对通过便桥的货车适当限速。同时加强便桥边墩与基础的连接，增强边墩刚度。分析结果也显示在上述计算工况下，桥梁竖向加速度大为0.68m/s，出现在ICE 列车编组车速为100km/h 时，且便桥竖向加速度有随列车车速增大而迅速增大的趋势，即有发生短跨桥梁竖向共振的可能，应对动车组类型列车进行适当限速。综合考虑便桥结构安全和铁路运营管理部门的要求，终将通过便桥的客车限速取80km/h，货车限速45km/h。
组合式铁路便桥整体抗侧刚度由桥梁墩柱的横向刚度控制，而墩柱刚度主要取决于基础刚度。因此对便桥下方基坑土方进行适当加固以提高土体强度，并在墩柱间设置柱间支撑等措施是合理、有效的。便桥的车桥耦合振动分析表明，不同的列车车型及车速会引起便桥结构较大的横向振动和加速度，特别是货车编组工况对便桥的振幅影响较大。因此需要对通过临时便桥的列车车速进行合理限速。便桥下基坑土方的开挖及无支撑暴露时间对便桥横向刚度影响较大，应尽可能缩短土方的开挖时间，及时安装柱间支撑，并将便桥下的土方开挖及安装支撑施工控制在列车停运的夜间进行，以确保便桥结构和列车运营的安全。
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