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钢便桥 |
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铁路宁波站改建工程位于宁波市老城范围内的宁波火车站既有站场上，为大型铁路枢纽站房，铁路站房及站前广场下方设有地铁 2 号线、4 号线车站，其中宁波市轨道交通 2 号线宁波南站位于铁路站房正下方，横穿整个铁路站场。根据铁路运营的要求，在宁波站改造建设施工期间要既有铁路线路正常运营，同时整个枢纽工程的建设工期也不允许将站房基坑“一分为二”分区分期开挖施工。因此，在站房基坑开挖施工期间需要设置跨越基坑的临时铁路便桥，在既有线正常安全运营同时，也可提供站房基坑整体开挖施工的条件，缩短基坑工程的工期，确保整个枢纽工程的建设进度。
组合式便桥结构设计，便桥结构设计概况：铁路便桥按 2 线，线间距 5.3m 设计，纵向长度为 133.6m，横向宽度为 12.9m，高度大约为24。桥柱采用由 4 根 L200×200 角钢，通过钢缀板焊接组成的格构式钢柱。桥面混凝土梁截面尺寸采用 1000mm×1000mm，桥面板厚度为 350mm，混凝土强度等级均为 C35。
便桥结构静力计算：针对本便桥结构的特点，选用通用有限元软件SAP2000 进行空间结构分析计算；并运用中国建筑科学研究院开发的PKPM 系列软件进行便桥结构的整体计算。基坑土方开挖对临时铁路便桥的附加变形影响。计算结果分析。综合以上计算结果，临时钢格构柱支撑现浇钢筋混凝土梁板的临时铁路便桥方案，桥柱、梁板承载力均满足使用要求；基坑开挖对铁路便桥的附加变形影响、便桥结构的挠度、纵横向刚度及自振频率等均能满足规范和列车运行速度V≤80km/h时的使用要求。
便桥振动响应计算结果分析及评价：按照表2 所列工况进行计算分析列车运行引起的便桥结构振动加速度大值为0.68m/s(竖向)、0.33m/s(横向)，均满足铁路桥梁轨道结构正常使用及行车安全性要求。桥梁横向振幅大为2.59mm，竖向位移大为0.68mm，由货车编组计算工况控制。同时计算结果显示出因便桥边墩与路基为简支连接，其横向振幅超过2mm，对行车安全性和舒适性不利。列车动载引起的便桥结构内力变化值不大，采用规范提供的冲击系数以及中-活载进行结构设计能够结构具有足够的强度和安全度。
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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