青藏铁路桥涵设计之我见

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提要 针对青藏铁路海拔高、冻土分布广、生态脆弱等特点，提出“多设桥梁、少设路基、不设涵洞”这一原则，并对桥梁结构选型，如基础采用预制钢管混凝土插入桩及耐久性问题等提出了自己的看法。
关键词  青藏铁路  桥涵布设与选型 耐久性 冻土 环境保护

  采用全新的观念研究设计青藏铁路是必要的。
  这里，笔者就青藏线冻土区桥梁设计有关问题谈谈自己的看法，仅供参考。

1 沿线自然特征概略
①海拔高、气压低、氧气少；
②日温差大、太阳辐射强；
③风沙大、低温严寒、气候多变；
④雨水少、蒸发量大，气候干燥：
⑤冻土分布广，敏感性强，多发地震；
⑥生态脆弱、人烟稀少；
7温室效应使大气变暖，冻土上限下降、温度升高，并使冰川融化、降雨量加大（现在得出的百年一遇的洪水流量实际是12.5年一遇）。

2 桥梁与路基的比较
    ①修建桥梁，
      对地表干扰少，有利于环境保护，
       也利于维护既有水热平衡，减少对冻土的干扰；
       修建桥梁，便于低海拔区预制，减少劳动强度，缩短工期，取得良好的经
       济效益；
      修建桥梁，因其耐久性好，维修养护费用便大大降低，甚至可以作到50年
      内免维修。
    ②修建路基，需取土、弃土、挖土、填土等，
       对地表植被及水热状况影响大，不利于环境保护，也不利于冻土区地表
        及地下的水热交换平衡，
       会引起诸如冻胀、融沉、翻浆、融冻泥流等病害，
       检测及维修费用大，并可能产生恶性循环。
    ③若充分考虑冻土区的合理路基结构、临界路基高度、取材、施工方法、
      对环境的影响及恢复、特别是路基病害观测、维修加固、便道修建等，
      那么，桥梁确与路基有一比。
  笔者建议多设桥梁，尤其是无人区及冻土区，少设路基。

3 沿线桥涵设计（特别）原则
  ①在桥涵勘察、设计、施工、运营及维修全过程中，必须充分考虑沿线自然特征，尽量减少对地物、地温、水土的干扰，维持冻土冻结原则，保护环境。
  ②多设桥梁，少设路基，不设涵洞。因涵洞对地温影响大，对地表水也影响大，常常发生病害，所以建议不设涵洞，而改设桥梁。对于桥梁相距不远者，可连通设桥。对不良地质地段，如冰椎、冻胀丘、融冻泥流、热融滑塌、热融湖塘、沼泽湿地等应设桥通过。高温冻土或在设计寿命期内有可能成为高温冻土区应设桥。出于环境保护、水土保持、或生态考虑者，也应设桥通过。
   ③桥梁结构尽量采用简支梁等静定结构（降低桥高），但须将各简支梁“串联”起来，以利抗震。
   ④采用预制装配式梁、墩台及基础，但须加强连接。
   笔者建议采用32m跨预应力钢筋混凝土简支梁、
    双柱式墩或钢筋混凝土圆端形板式墩、
    钢管混凝土插入桩（承台高出地面）。
    只所以采用钢管混凝土插入桩，因其对地温影响小，便于低海拔区预制，减少
     切向冻胀力的影响等。
    台后填土（起桥高度要低）及锥坡防护等应与桥头路基结构一致，维持冻土冻结状态。
  ⑤为了增强桥梁的耐久性，采取如下措施：
   .提高混凝土标号C10~C15；
    加入添加剂，以改善混凝土的抗冻融性等；
   .加大钢筋保护层厚度；
   .对于有粘结后张预应力钢筋混凝土结构，建议采用塑料波纹管成孔，并采用真空法压浆；
   .由于温差大，梁缝则比较宽，这就要求加强梁缝盖板的设计等，以满足变形及冲击的要求；
   .采用适应梁端较大变位、有良好耐久性的支座；
   采用钢筋混凝土，放弃浆砌片石。
  6在提高设计与施工质量、保证耐久性的前提下，桥上可不设检查与维修装置。
  7采用色彩或少许的装饰等，使桥梁美观，并与周围环境协调。

   多设桥梁是解决冻土区线路通过的最积极、最有效的唯一方式。
由于其良好的耐久性，将避免因设路基而带来的冻胀、融陷等病害问题，作到一劳永逸。
  另外，采用磁悬浮技术也是较好的方案之一。

桥涵工程