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摘 要：针对既有铁路桥梁活载的发展，通过工程实例检算分析不同荷载模式下桥梁基础的受力状态，总结不同荷载模式下墩底外力及单桩最大轴向力变化趋势。
关键词：铁路；桥梁；重载；加固
1.概述
近年来随着铁路运输的发展，列车牵引重量及轴重均有很大提高，铁路荷载增加引起既有铁路桥涵结构受力均相应加大，桥涵出现不同程度的病害情况，尤其某些货运铁路情况尤为突出。本文通过朔黄铁路某桥梁为例，检算不同荷载模式下桥梁基础受力状态，分析不同荷载模式下基础受力变化趋势，通过基础受力的具体数值分析，总结了既有铁路桥梁通行重载列车墩底及基础受力变化趋势。
2.工程实例分析
2.1 既有桥梁概况
既有桥孔跨为21-32m预应力混凝土梁桥，桥梁全长696.0m，为双线桥，线间距4.0m，两线均为直线。桥台为双线钢筋混凝土耳墙式桥台，桥墩采用钢筋混凝土圆端形板式桥墩，钻孔灌注桩基础。桥址处地层为粗砂及卵石土。既有桥梁设计活载为“中-活载”。由于既有桥梁墩高及基础形式基本相同，本次研究仅检算单个桥墩基础受力情况。该桥墩墩身高2.5m，全高3.4m（不含支承垫石），圆端形板式桥墩，8-φ80钻孔灌注桩基础，承台尺寸4.0m×8.4m，樁长15.0m。
2.2 检算活载
朔黄铁路目前通行列车为C80，最大轴重25t，远期规划通行30t列车，因此检算活载采用“中-活载”及“ZH活载”两种荷载[2]。其中，考虑铁路荷载发展情况，“ZH活载”荷载系数z分别按z=1.0、z=1.1、z=1.2及z=1.3四种情况考虑。两种荷载图示见图2.2.1和图2.2.2。
3.计算结果及对比分析
墩身及基础采用“铁路桥梁辅助设计系统（HRBD）进行计算分析。荷载组合分别考虑“单线双重主力”及“双线双重主力”两种组合情况[1]，计算结果包括墩底外力（竖向力、水平力及弯矩）及单桩最大轴向力，本文仅对墩底竖向力及单桩最大轴向力进行比较分析，给出两种荷载组合下墩底竖向力及单桩最大轴向力与荷载模式之间相对变化关系，见图3.1、图3.2。
从计算结果可以看出：单线双重荷载组合下，“ZH活载”作用下墩底竖向力随荷载系数z值增加而线形增加，其中z=1.3情况下较z=1.0增加965kN，增加约7%；“ZH活载（z=1.0）”作用下墩底竖向力较“中-活载”增加247kN，数值增加约2%；“ZH活载（z=1.3）”作用下墩底竖向力较“中-活载”增加1212kN，数值增加约10%；双线双重荷载组合下墩底竖向力变化趋势亦基本相同。“ZH活载”作用下单桩最大轴向力随荷载系数z值增加而线形增加，其中z=1.3情况下较z=1.0增加276kN，增加约11%；“ZH活载（z=1.3）”作用下单桩最大轴向力较“中-活载”增加348kN，数值增加约15%。
4 结论
（1）“ZH活载（z=1.0）”作用下墩底竖向力及单桩最大轴向力较“中-活载”相差不大，随着荷载系数z值的增加，墩底竖向力及单桩最大轴向力均显著增加。对于需要开通轴重达到30t及以上列车的桥梁需考虑基础加固措施。
（2）本文算例桥墩墩身高度较小，对于墩身高度较大的桥梁，活载数值变化比例应小于本文检算结果。
参考文献
[1] TB 10002-2017，铁路桥涵设计规范[S].
[2] TB/T 3466-2016，铁路列车荷载图式[S].
作者简介
郭伟健，工程师，中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院。
（作者单位：中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院）
关键词：铁路；桥梁；重载；加固
1.概述
近年来随着铁路运输的发展，列车牵引重量及轴重均有很大提高，铁路荷载增加引起既有铁路桥涵结构受力均相应加大，桥涵出现不同程度的病害情况，尤其某些货运铁路情况尤为突出。本文通过朔黄铁路某桥梁为例，检算不同荷载模式下桥梁基础受力状态，分析不同荷载模式下基础受力变化趋势，通过基础受力的具体数值分析，总结了既有铁路桥梁通行重载列车墩底及基础受力变化趋势。
2.工程实例分析
2.1 既有桥梁概况
既有桥孔跨为21-32m预应力混凝土梁桥，桥梁全长696.0m，为双线桥，线间距4.0m，两线均为直线。桥台为双线钢筋混凝土耳墙式桥台，桥墩采用钢筋混凝土圆端形板式桥墩，钻孔灌注桩基础。桥址处地层为粗砂及卵石土。既有桥梁设计活载为“中-活载”。由于既有桥梁墩高及基础形式基本相同，本次研究仅检算单个桥墩基础受力情况。该桥墩墩身高2.5m，全高3.4m（不含支承垫石），圆端形板式桥墩，8-φ80钻孔灌注桩基础，承台尺寸4.0m×8.4m，樁长15.0m。
2.2 检算活载
朔黄铁路目前通行列车为C80，最大轴重25t，远期规划通行30t列车，因此检算活载采用“中-活载”及“ZH活载”两种荷载[2]。其中，考虑铁路荷载发展情况，“ZH活载”荷载系数z分别按z=1.0、z=1.1、z=1.2及z=1.3四种情况考虑。两种荷载图示见图2.2.1和图2.2.2。
3.计算结果及对比分析
墩身及基础采用“铁路桥梁辅助设计系统（HRBD）进行计算分析。荷载组合分别考虑“单线双重主力”及“双线双重主力”两种组合情况[1]，计算结果包括墩底外力（竖向力、水平力及弯矩）及单桩最大轴向力，本文仅对墩底竖向力及单桩最大轴向力进行比较分析，给出两种荷载组合下墩底竖向力及单桩最大轴向力与荷载模式之间相对变化关系，见图3.1、图3.2。
从计算结果可以看出：单线双重荷载组合下，“ZH活载”作用下墩底竖向力随荷载系数z值增加而线形增加，其中z=1.3情况下较z=1.0增加965kN，增加约7%；“ZH活载（z=1.0）”作用下墩底竖向力较“中-活载”增加247kN，数值增加约2%；“ZH活载（z=1.3）”作用下墩底竖向力较“中-活载”增加1212kN，数值增加约10%；双线双重荷载组合下墩底竖向力变化趋势亦基本相同。“ZH活载”作用下单桩最大轴向力随荷载系数z值增加而线形增加，其中z=1.3情况下较z=1.0增加276kN，增加约11%；“ZH活载（z=1.3）”作用下单桩最大轴向力较“中-活载”增加348kN，数值增加约15%。
4 结论
（1）“ZH活载（z=1.0）”作用下墩底竖向力及单桩最大轴向力较“中-活载”相差不大，随着荷载系数z值的增加，墩底竖向力及单桩最大轴向力均显著增加。对于需要开通轴重达到30t及以上列车的桥梁需考虑基础加固措施。
（2）本文算例桥墩墩身高度较小，对于墩身高度较大的桥梁，活载数值变化比例应小于本文检算结果。
参考文献
[1] TB 10002-2017，铁路桥涵设计规范[S].
[2] TB/T 3466-2016，铁路列车荷载图式[S].
作者简介
郭伟健，工程师，中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院。
（作者单位：中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院）