某越江铁路桥梁战备保障方案设计研究

肖奇宁

(中国中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031)

1 工程概述

某铁路特大桥地处四川盆地中部，于山间宽谷河段穿过。桥址处地形平缓,河谷宽阔。桥位处汇水面积26 684 km2。水文资料:

设计洪水频率100年一遇：Q1/100=31 000 m3/s；H1/100=284.83 m；V1/100=3.23 m/s。

检算洪水频率300年一遇：Q1/300=37 000 m3/s；H1/300=285.51 m。

通航最高水位：H1/10=282.71 m。

南北堰：H1/10=284.0 m；测时水位：HC=274.95 m。

旱季时水深为1.76 m,洪水季节时水深为9.52 m。

该桥还跨越公路和南北堰，与规划公路成30°斜交,与南北堰成40°斜交。

桥址范围内地层岩性较单一,岩层近于水平,其产状变化小,未见有大的构造形迹。

桥位处主河槽宽约1.2 km,左岸为长大的一级阶地及河漫滩,右岸为一级阶地,两端桥台位于丘陵的边缘。

桥址范围内地震基本烈度≤6度。

该大桥设计中心里程为DK184+146.30,孔跨式样为103×32 m预应力混凝土梁+(2×64+2×64)m下承式栓焊

钢桁梁+28×32 m预应力混凝土梁+64 m下承式栓焊钢桁梁+2×32+2×24 m预应力混凝土梁桥式。全桥位于直线上,最大墩高为23.5 m，全桥长为4738.55 m。

2 破坏程度假设及抢修方案

大桥在战时的破坏情况千变万化。虽然如此，但根据连续刚构的特点，以及军事上精确至导武器、石墨武器等高技术兵器对桥梁的破坏进行设想。我们可选择5种基本破坏形式作为代表，以反映抢修的可行性。

2.1 第一种破坏假设

假设原连续钢桁梁一联两跨2×64 m中某一跨局部被破坏，其他跨未受破坏的部分仍遗留在原桥上，未被破坏的邻跨能正常利用、通行列车。

(1)方案1：Lp=63 m八七型铁路军用梁方案

将受破坏跨的残余部分拆除，在其原部位架设Lp=63 m的八七型铁路军用梁，轨底至梁底建筑高度为0.695 m，支座采用聚四氟乙稀盆式组合橡胶支座，支座高度为0.17 m，支座底设枕木垛垫墩。钢桁梁以外墩台与梁部若遭破坏，可视破坏情况按残墩接高，架设临时军用梁等抢修方案予以抢修，如图1。

图1 第一种破坏抢修施工方案1

施工方法及步骤：拆除被破坏跨的残余部分，在采用军用梁的桥墩顶帽一侧的支座下部，设置枕木垛垫墩。若被破坏的钢梁跨靠近引桥，则以纵向拖拉作为通用架设方法。若被破坏的梁在104#～106#墩间，则采用悬拼架设，落梁用千斤顶，拖拉用专用拖拉滚轮组。

本方案优缺点：本方案不受破坏跨的长短限制，只需设一个临时支墩，节约材料。但是采用军用梁跨度较大，相应难度要大，完成抢修所需的时间要长。

本方案所需劳动力：1640.3人/工日，工期：72 h。

(2)方案2：临时支墩和军用梁方案

根据该跨受破坏的长短，可选用不同的梁跨：破坏长度在16～40 m选用六四式铁路军用梁；破坏长度在40～64 m可选用八七型铁路军用梁。支座采用所选梁相对应的支座，支承既有钢桁处支座可采用专用枕垫，破坏处所选用军用梁支座下高差，设置枕木垛。由于受破坏跨按Lp/2跨度采用军用梁，军用梁下设置一个临时支墩，原本64 m跨度变成2×32 m跨度，改变了连续桁梁的结构跨度，故对应的未受破坏的64 m梁跨跨中需增加设置一个临时支墩，用以匹配结构跨度的改变。钢桁梁以外墩台与梁部若遭破坏，可视破坏情况按残墩接高，架设临时军用梁等抢修方案予以抢修，如图2。

图2 第一种破坏抢修施工方案2

施工方法及步骤：在未破坏一跨的跨中及受破坏跨的位置同时分别架设临时支墩，破坏处所选用军用梁支座下高差，设置枕木垛。六四式(加强型)铁路军用梁采用于引桥上分组拼装，其架设方法采用纵向拖拉架设。利用本梁为多片的特点，先取其中两片做导梁拖拉到墩上就位，然后将其余各片在梁上推送，并下落到预定位置。

本方案优缺点：本方案需根据受破坏长度选用不同的军用梁，需设两个临时支墩，耗费材料及工日较多。但是军用梁及临时支墩可同时施工，因跨度较小，列车运行速度可提高。

本方案所需劳动力：2334.6人/工日，工期：72 h。

(3)方案3：局部加固方案

相对于方案1，当未受破坏跨的跨中不设临时支墩时，杆件须局部加固。

本方案优缺点：本方案省材料，但是局部加固杆件的施工难度大，耗费工日较多。

2.2 第二种破坏假设

假设原钢梁中的一整联2×64 m被破坏，其他跨未受破坏的部分仍遗留在原桥上，并能正常利用、通行列车。

方案1：Lp=63+63 m军用梁方案仅梁被破坏，在被破坏的两边跨架设两孔Lp=63 m的八七型铁路应急抢险修钢梁(下承式)，轨底至梁底建筑高度为0.695 m，支座采用聚四氟乙稀盆式组合橡胶支座，支座高度为0.17 m。钢桁梁以外墩台与梁部若遭破坏，可视破坏情况按残余墩接高，架设临时军用梁等抢修方案予以抢修，如图3。

图3 第二种破坏抢修施工方案1

施工方法及步骤：(1)先于引桥上将两孔简支八七型军用梁纵向连接成一整联；(2)在采用军用梁的103#、104#、105#墩顶帽一侧的支座下部，设置枕木垛；(3)纵向拖拉到墩位；(4)用千斤顶落梁；(5)拆除两孔八七型梁的纵向连接成独立简支梁。

本方案优缺点：本方案不需设临时支墩，节约材料。但是采用军用梁跨度较大，相应难度要大，完成抢修所需的时间要长。

本方案所需劳动力：1164.2人/工日，工期：72 h。

方案2：临时支墩和军用梁方案

梁及墩均遭受破坏：两跨梁可选用(32+31.5+31.5+32)m的加强型六四式铁路军用梁，采用加强型六四式铁路军用梁配套支座，支座高0.16 m。破坏处所选用军用梁支座下高差，可设置枕木垛。受破坏的墩按临时墩或残墩接高处理。钢桁梁以外墩台与梁部若遭破坏，可视破坏情况按残墩接高，架设临时军用梁等抢修方案予以抢修，如图4。

施工方法及步骤：(1)先架设临时支墩与残墩接高；(2)六四式(加强型)铁路军用梁采用引桥上分组拼装成片并纵向连成整联；(3)利用本梁为多片的特点，先取其中两片做导梁拖拉到墩上就位，然后将其余各片在梁上推送，并下落到预定位置。

本方案优缺点：本方案需设三个临时支墩，(可能还有一接高墩)耗费材料及工天较多，但是军用梁及临时支墩可同时施工，工期可缩短，因所选用跨度较小，列车运行速度可提高。

图4 第二种破坏抢修施工方案2

个本方案所需劳动力：4736人/工日，工期：72 h。

2.3 第三种破坏假设

预应力砼简支梁被破坏，简支梁各墩被不同程度破坏。

方案：军用梁方案

受破坏简支梁处选用Lp=32 m的加强型六四式铁路军用梁，支座采用加强型六四式铁路军用梁支座，支座高0.16 m。100#、101#墩破坏处军用梁支座下高差，可设置枕木垛。101#、102#墩视不同损坏情况，采用不同的抢修方案：当残墩墩身高度>2 m时，塔架与残墩的连接采用托盘式方案；当残墩墩身高度<2 m时，采用扩大残墩墩身及承台截面方案。再于残墩顶面上架设六五式临时支墩，如图5。

图5 第三种破坏抢修施工方案

施工方法及步骤：(1)先架设临时支墩与残墩接高；(2)破坏处所选用军用梁支座下高差，可设置枕木垛；(3)六四式(加强型)铁路军用梁于桥上分片拼组成联；(4)利用本梁为多片的特点，先取其中两片做导梁拖拉到墩上就位，然后将其余各片在梁上推送，并下落到预定位置。

本方案优缺点：本方案需设多个临时支墩，耗费材料及工天较多，但是军用梁及临时支墩可同时施工，工期可缩短，因所选用跨度较小，列车运行速度可提高。

本方案所需劳动力:1939.5人/工日，工期：72 h。

2.4 第四种破坏假设

假设跨南北堰原Lp=64 m的简支钢桁梁被破坏，其他跨未受破坏的原桥能正常利用、通行列车。

方案：Lp=64 m军用梁方案

在其顶部架设Lp=64 m的八七型铁路应急抢修钢梁(下承式)，轨底至梁底建筑高度为0.695 m，支座采用聚四氟乙稀盆式组合橡胶支座，支座高度为0.17 m。钢桁梁以外墩台与梁部若遭破坏，可视破坏情况按残墩接高，架设临时军用梁等抢修方案予以抢修，如图6。

施工方法及步骤：(1)在采用军用梁的135#、136#墩顶帽一侧的支座下部，设置枕木垛；(2)纵向拖拉至墩位；(3)用千斤顶落梁。

本方案优缺点：本方案不受破坏跨的长短限制，不需设临时支墩，节约材料。但是采用军用梁跨度较大，相应难度较大，完成抢修所需的时间要长。

本方案所需劳动力：580.4人/工日，工期：72 h。

2.5 第五种破坏假设

假设原引桥简支梁被破坏，主跨墩及主跨梁未受破坏，简支梁各墩被不同程度破坏，采用64式军用梁修复上部，引桥桥墩破坏高度小于15 m时，采用八三式轻型军用墩(塔架墩)残墩接高，塔架与残墩的连接采用托盘式方案。

3 重要说明

本次保障方案设计，按桥梁限速15 km/h进行。荷载不得超过中-18级，为与新编铁路桥梁抢修(建)技术规程一致，今后按该规程附录A设计。另外，不准双机重联，也不能在桥上制动列车。

图6 第四种破坏抢修施工方案

4 结束语

(1)我国幅员辽阔、大江大河众多，跨越江河的铁路重点桥梁一般具有高墩、深水、大跨、高技术含量的特点，不但施工建设工程量巨大，而且战时保障亦为重点目标，保障方案制定、实施相当困难。以本桥为例摸索出一整套针对“跨越大江大河桥梁”完备、可靠的战备保障技术并予以推广，为我国从容应对“突发事件”，保证战时交通运输，显得尤为紧迫、重要。

(2)战备保障方案的实施时间非常紧迫，保障方案设计往往依据最常用的“铁路抢修制式器材”(如六四式铁路军用梁、六五式铁路军用桥墩、八七型铁路应急抢修钢梁)进行，如果保障单位上述制式器材数量不足，或库存制式器材与设计不同，则制式器材的通用性、可替代性研究非常重要。

(3)战备保障方案是一个系统工程，各保障方案之间并不是孤立的，应该多案并举、先通后善、互为补充，以最短时间满足目标运量运输为宗旨。

(4)地面及空中防空力量的组织也是战时保障的重要内容。

(5)本次抢修方案设计，仅考虑钢桁梁主梁、主墩破坏及引桥桥墩部分破坏后的抢修方案，由于战时破坏情况千变万化，具体抢修方案应视破坏程度，参照本设计由现场具体决定，各方案均已列出主要工程数量及所需劳动力，供抢修时参考。

(6)根据大桥位于山区地形地貌的特点和战争中军事上的安排，可对本桥采取一定的隐蔽、伪装、阻挡袭击物等措施和加强对空防御和地面警戒的组织等，使本桥不受、少受破坏或抢修少受影响。

[1] 铁道部战备办公室．铁路实施国防交通条例细则[S].1998

[2] 铁计[2000] 铁路桥梁抢修(建)技术规程(试行)[S]

[3] 铁战[1988] J 375号 铁路建设贯彻国防要求的规定[S]