[铁路桥涵设计基本规范]若干问题的说明(周四思)(2)

《铁路桥涵设计基本规范》若干问题的说明

周四思

(铁道第三勘察设计院桥梁处, 天津 300142)

摘 要 : 《铁路桥涵设计基本规范》(TBl0002.1—2005) 编制过程中认真总结了我国铁路桥涵建设的经验和教训,借鉴了国内外有关标准的规定,在广泛征求意见的基础上,经反复审查定稿,较《99桥规》有较大的修改。本文从新修订条文中归纳出的列车最高行车速度、适用铁路等级和适用跨度等27个问题(续编11~27),从编制依据、存在的问题以及在执行中应注意的事项等方面予以说明,供工程技术人员学习和使用新规范时参考。 关键词∶铁路桥涵设计;基本规范;问题;说明

《铁路桥涵设计基本规范》(TBl0002.1—2005)是根据铁道部建设管理司的安排,为贯彻落实铁路跨越式发展的要求,在《铁路桥涵设计基本规范》(TBl0002.1—99)基础上修订而成的。该规范编制过程中认真总结了我国铁路桥涵建设的经验和教训,借鉴了国内外有关标准的规定,在广泛征求意见的基础上,经反复审查定稿。工程技术人员执行该规范必须按照 “以人为本、服务运输、强本简末、系统优化、着眼发展”的铁路建设理念,结合工程具体情况,因地制宜,充好发挥主观能动性,积极采用安全、可靠、先进、成熟、经济、适用的新技术,不能生搬硬套标准。现将《铁路桥涵设计基本规范》修订的条文若干问题加以说明,序号11~27问题可见“《铁路桥涵设计基本规范》若干问题的说明(续)”。

1关于列车最高行车速度

1994年12月28日广深准高速铁路正式开通运营,广深线的成功运营及运输形势的变化,引发了20世纪90年代中期开始的我国铁路的大提速,旅客列车提速到140~160km/h。十年来我国主要干线铁路经过五次提速相继开行了快速列车,为提高列车速度积累了设计、施工、运营等方面的实践经验。目前铁道部对我国铁路主通道

2关于适用铁路等级

本规范是按照我国铁路网中客货列车共线运行,客货列车共线运行铁路是指线路的主要技术标准必须同时满足客、货两种列车的运输要求,这与“货运专线”和“客运专线”是有显著区别的。由于受牵引特性、计算荷载、几何尺寸的限制,故只适用于铁路网中Ⅰ、Ⅱ 级标准轨距的铁路设计。对于Ⅲ、Ⅳ级的铁路设计采用相应规范。

3 关于适用桥梁跨度

关于桥梁适用跨度以前规范没有明确,本次桥规修订增加适用跨度主要是根据我国建桥生产实践及科学试验的现有经验规定的,我国大跨度铁路桥梁一览表见表1,由表中可知我国已建成的大跨度铁路桥梁数量还不是很多,因此有一定的局限性。一般讲,混凝土梁跨度小于或等于96m;钢梁跨度在168m以下的单线桁梁和跨度在40 m以下的钢板梁,采用本规范进行设计是适宜的。对于更大跨度或其他形式的桥梁,以及当采用新材料、新技

术、新工艺设计时,应先进行必要的科学分析、试验和试制工作,必要时还应进行运营观测,以取得设计所需的数据和经验来补充条文之不足,编写补充设计规定,确保桥梁设计的安全性。

表1 我国大跨度铁路桥梁一览表

4关于铁路桥梁结构正常使用年限

根据耐久性的要求,参考国内外相关规范、标准,新增了桥梁结构应按100年正常使用要求设计的规定。 现就混凝土结构设计使用年限来说明。以往铁路工程设计规范对混凝土结构没有明确的设计使用年限要求,我国最近修订颁布的建筑结构设计规范明确将建筑结构设计使用年限分成4类,即临时性结构(1~5年)、易于替换的结构构件(25年)、普通房屋和构筑物(50年)、纪念性或特殊重要建筑物(100年及以上)。欧共体的规范规定了桥梁等主要土木工程结构物的设计使用年限为100年。美国规定桥梁的设计使用年限为不小于75~100年。建设部《混凝土结构耐久性设计与施工指南》对结构的设计使用年限分为三级:一级设计使用年限约100年,指重要土木基础设施工程或重要建筑物;二级设计使用年限约50年,指次要的土木工程或一般建筑物.三级设计使用年限约30年,指可替换的易损构件。

铁路混凝土结构的设计使用年限可按《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁科技函〔2004〕157号)进

行分级(表2),铁路混凝土桥梁结构是重要土木基础设施工程或重要建筑物,设计使用年限级别应采用一级,设计使用年限为100年。

表2 铁路混凝土结构的设计使用年限

5 关于长大货物车限速通过的检算

在长大货物运输方面,由于我国在制定中-活载图式时,未曾考虑偶然出现的长大货物车辆运行对桥梁的影响,所以目前一般采用限速、降低桥梁的安全系数或对桥梁进行局部加固等措施来保证长大货物车辆在桥上的安全运行。随着国民经济的发展,国家重点项目中的大型电机、变压器、轧钢机、反应器等重型超限货物日益增多。大件运输需求的不断提高,长大货物车辆运行次数逐渐增多,与现行标准的矛盾也日益突出,约束了铁路运输的发展。于是,此次桥规修订把长大货物车限速检算的内容纳入了桥规。

5.1长大货物车活载检算图式

目前中铁工程设计咨询有限公司(铁专院)编制的部通用图是利用凹底平车D2、双联平车D30、钳夹车(24轴) D35和钳夹车(32轴)D35车型进行检算,其图式见图1~4。

图1 凹底平车D2

图2 双联平车D30

图3 钳夹车(24轴) D35

图4钳夹车(32轴)D35

铁科院承担的铁道部科技司项目《铁路桥梁活载标准研究》2005年11月通过了铁道部科研成果评审,其中长大货物车活载图式见图5。

图5 新中活载长大重车检算图式

该图式是采用欧州铁路联盟推荐的SW/2重车荷载图式,可以基本包络我国近期的长大货物车荷载和发展的需要。

5.2桥梁检算的有关规定

新桥规要求长大货物车限速检算可按现行的《铁路桥梁检定规范》(铁运函[2004]120号)的有关规定办理。《铁路桥梁检定规范》对长大货物车限速检算主要有如下的两条规定:

(1) 长大货物车限速行驶的速度在60 km/h及以下时,动力系数可以折减;

(2) 长大货物车作为临时特殊荷载检算。

当长大货物车采取限速措施,降低的动力系数可分别按下列公式计算:

对钢梁 11280.75 40L60

120.75 30L60对混凝土和预应力混凝土梁 11

式中L——跨度(m);

v——限制速度(km/h)。

对于长大货物车限制速度标准,目前规范尚无具体要求。为保持铁路运营线的通行能力,各铁路局对长大货物车行驶速度在不同线路都有一定的要求,干线铁路要求一般在45km/h以上,故此新建铁路桥梁检算长大货物车限速行驶的速度不应取值太低。长大货物车的构造速度一般为60km/h,中铁工程设计咨询有限公司(铁专院)新编的部通用图一般能够满足长大货物车不限速即60km/h的要求。

长大货物列车桥梁检算有以下几方面要求:

(1) 对钢梁不作疲劳检算;

(2) 预应力混凝土梁

①全预应力混凝土梁抗裂检算安全系数不小于l.1;

②对不允许出现拉应力的构件 ct≤0.6fct ;

③对允许出现拉应力但不允许开裂的构件 ct≤fct ;

④对允许开裂构件的特征裂缝宽度不得大于0.15mm 。

(3) 墩台、基础可按现行《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》和《铁路桥涵地基和基础设计规范》的特殊荷载进行检算。

(4) 根据铁科院的研究成果,钢梁检算时其容许应力可提高20%。

6 关于车桥耦合动力响应综合分析

列车通过桥梁时将引起桥梁结构的振动,而桥梁的振动又反过来影响车辆的振动,这种相互作用、相互影响的问题就是车辆与桥梁之间振动耦合的问题。

列车运行的安全性主要涉及车辆在桥上是否会出现脱轨的问题。对于这问题,车辆力学上,是用脱轨系数Q/P、轮重竖向减载率△P/P及轮轨横向水平力等几个参数来限定。乘坐舒适性(平稳性)问题也是判定桥梁竖向和横向刚度是否合适的一个重要标准,可用Sperling(斯佩林)评价指标和竖向加速度限制标准进行评判。

出于列车运行安全性与平稳性(舒适性)的考虑,对于旅客列车设计行车速度为160km/h、货车列车设计行

车速度为120km/h路段,特殊结构及代表性桥梁应结合车桥耦合动力响应综合分析。桥梁进行车桥耦合动力响应综合分析的目的是让桥梁的动力特性去适应机车或车辆的快速运行,使之能满足国标GB5599《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》和TB/T2360《铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准》的有关要求。

同济大学的研究成果表明客车运行速度160km/h、货车运行速度80km/h的客货共线的既有线路上,实测货车过桥时的桥梁跨中横向振幅最大值明显大于客车过桥时的桥梁跨中横向振幅最大值。因此客车运行速度160km/h、货车运行速度120km/h的客货共线的桥梁进行的车桥耦合动力响应综合分析重点是货车过桥,尤其是空载货车(或混编货车)通过时对其安全性指标进行的评判。

7 关于开行双层集装箱列车的桥梁限界

双层集装箱运输已在美国、加拿大、墨西哥、澳大利亚等国家得到广泛应用。美国铁路在开行双层集装箱运输后,运输成本降低了25%~40%。据有关研究表明,我国铁路发展双层集装箱运输具有较好的经济效益。在运输能力和运输收入方面,双层较单层每列可提高运输能力40%,相应可增加运输收入40%;在综合效益方面,开行双层集装箱列车虽然增加了扩大建筑限界引起的工程投资,但可以释放繁忙干线能力用于其他货物运输,并节省运营成本,据有关研究资料表明,双层集装箱每万吨公里成本较单层集装箱列车可节省运营成本12%~3%;新建线路考虑双层集装箱运输方案,限界扩大而引起的工程投资增加不多,根据铁道第一勘察设计院在兰新线兰州至武威增建二线设计验证,按照两个四十英尺超高箱运输方案,限界扩大引起的工程投资约占总投资的2.5%。因此,对规划为双层集装箱运输网中的线路,应按照开行双层集装箱运输列车的限界要求进行设计。

双层集装箱运输列车的限界可按《200km/h客货共线铁路双层集装箱运输建筑限界(暂行)》(铁科技函〔2004〕157号)执行。

8 关于铺设无碴轨道或开行120km/h货车的铁路桥梁

考虑到铺设无碴轨道的铁路桥梁有特别的要求,《无碴轨道铁路客运专线设计指南》即将出台,时速120 km的提速货车适应性的依据是建立在科技司组织开展的遂渝、胶新线试验基础上,随着120km/h货车大量地上路运行,货车对桥梁结构的作用得到进一步认识,相关部门拟将对开行120km/h货车作出补充规定。故此,本规范规定,铺设无碴轨道或开行120 km/h货车的铁路桥梁,除应满足本规范规定外,尚应满足有关补充规定的要求。

9 关于铁路与道路交叉

本规范规定Ⅰ级铁路与道路交叉应采用立体交叉,同时也要满足《铁路线路设计规范》关于立交条件。是贯彻《铁路主要技术政策》,体现了铁路建设“以人为本”的基本思想。

《铁路线路设计规范》关于立交条件的有关规定如下:

铁路与高速公路、一级公路和城市道路中的快速路交叉,必须设置立体交叉。铁路与其他道路交叉,符合下列条件之一者应设置立体交叉。

(1) Ⅰ级铁路与其他道路交叉;

(2) 铁路与二级公路交叉;

(3) 铁路路段旅客列车设计行车速度大于或等于120km/h的地段;

(4) 铁路与道路交叉交付运营第五年的道口折算交通量大于或等于表3规定的数值。道路上的车辆、行人折合成标准车辆数的折合系数应采用表4规定的数值;

表3 设置立体交叉的道口折算交通量(万辆次/年平均昼夜)

注:瞭望条件良好系指道口瞭望视距符合规范规定者,反之则不良。

(5) 结合地形或桥涵构筑物情况,有设置立体交叉条件者;

(6) 确有特殊需要者。

表4 道路车辆、行人折合成标准车辆数的折合系数

10 关于铁路与道路立体交叉的建筑限界和桥梁限高防护架

本规范规定道路在铁路下面通过的立交桥,其建筑限界应符合国家现行有关标准和规范,并设置限高标志。铁路立交桥下的乡村道路净空,还应符合铁路线路设计规范现行的有关规定。当通过机动车辆且桥下净空不满足5米时,应有充分技术经济依据,并设置限界防护架。

《铁路线路设计规范》关于铁路与道路立体交叉的建筑限界有关规定如下:

(1) 铁路的建筑限界应符合现行国家标准《标准轨距铁路建筑限界》(GB146.2)的规定,有双层集装箱运输需求的铁路,应满足双层集装箱运输限界的要求;

(2) 公路、厂外道路、城市道路的建筑限界应符合国家现行的有关标准和规范的规定;

(3) 铁路立交桥下的乡村道路净空,应根据通道种类和交叉条件与有关单位协商确定,但不得小于表5规定的数值。

表5 立交下乡村道路净空(m)

注:1、通行汽车及大型农机的乡村道路,特殊困难条件下净宽可减至4.5m,净高可减至3.5m;

2、特殊困难条件下仅供人行的道路,净高可按不小于2.2m设计。

道路在铁路下面通过的立交桥设置限高标志、限界防护架,铁路与道路立交桥上设置安全防护设施的规定,是为贯彻国务院颁发的《铁路运输安全保护条例》保障铁路桥梁结构物和行车安全方面考虑的。据铁道部运输局不完全统计,截止2005年9月底,为保护14574座“铁跨公”立交桥涵而设立的限高防护架,已累计被撞400余次,可见设置铁路桥梁限高防护架对铁路行车安全起到了保护作用。铁道部《关于发布铁路线路安全警示、保护标志和防护设施设计图的通知》(铁运函〔2005〕239号)明确规定:铁路在建及新建工程的铁路线路安全警示、保护标志和防护设施,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。安全设施投资纳入建设项目概算。

发布的铁路桥梁限高防护架设计图目前有两种规格,即专桥设(05)8184-2~5(4.5m以下)和专桥设(05)8184-6 ~15(4.5m~5m)。大于5m的铁路桥梁限界防护架规范中没有具体规定,可根据需要设置。

(末完待续)

参考文献

[1] TBl0002.1—99,铁路桥涵设计基本规范[S].

[2] 铁建设 [2004]157号,京沪高速铁路设计暂行规定 [S].

[3] 国际铁路联盟(UIC)规范(2001年版)[S].

作者简介∶周四思(1945-),男,教授级高工,1969年毕业于唐山铁道学院桥隧系桥梁专业。

邮编:300142

地址:天津市河北区中山路10号

电话:022-26178314

《铁路桥涵设计基本规范》若干问题的说明

周四思

(铁道第三勘察设计院桥梁处, 天津 300142)

摘 要 : 《铁路桥涵设计基本规范》(TBl0002.1—2005) 编制过程中认真总结了我国铁路桥涵建设的经验和教训,借鉴了国内外有关标准的规定,在广泛征求意见的基础上,经反复审查定稿,较《99桥规》有较大的修改。本文从新修订条文中归纳出的列车最高行车速度、适用铁路等级和适用跨度等27个问题(续编11~27),从编制依据、存在的问题以及在执行中应注意的事项等方面予以说明,供工程技术人员学习和使用新规范时参考。 关键词∶铁路桥涵设计;基本规范;问题;说明

《铁路桥涵设计基本规范》(TBl0002.1—2005)是根据铁道部建设管理司的安排,为贯彻落实铁路跨越式发展的要求,在《铁路桥涵设计基本规范》(TBl0002.1—99)基础上修订而成的。该规范编制过程中认真总结了我国铁路桥涵建设的经验和教训,借鉴了国内外有关标准的规定,在广泛征求意见的基础上,经反复审查定稿。工程技术人员执行该规范必须按照 “以人为本、服务运输、强本简末、系统优化、着眼发展”的铁路建设理念,结合工程具体情况,因地制宜,充好发挥主观能动性,积极采用安全、可靠、先进、成熟、经济、适用的新技术,不能生搬硬套标准。现将《铁路桥涵设计基本规范》修订的条文若干问题加以说明,序号11~27问题可见“《铁路桥涵设计基本规范》若干问题的说明(续)”。

1关于列车最高行车速度

1994年12月28日广深准高速铁路正式开通运营,广深线的成功运营及运输形势的变化,引发了20世纪90年代中期开始的我国铁路的大提速,旅客列车提速到140~160km/h。十年来我国主要干线铁路经过五次提速相继开行了快速列车,为提高列车速度积累了设计、施工、运营等方面的实践经验。目前铁道部对我国铁路主通道

2关于适用铁路等级

本规范是按照我国铁路网中客货列车共线运行,客货列车共线运行铁路是指线路的主要技术标准必须同时满足客、货两种列车的运输要求,这与“货运专线”和“客运专线”是有显著区别的。由于受牵引特性、计算荷载、几何尺寸的限制,故只适用于铁路网中Ⅰ、Ⅱ 级标准轨距的铁路设计。对于Ⅲ、Ⅳ级的铁路设计采用相应规范。

3 关于适用桥梁跨度

关于桥梁适用跨度以前规范没有明确,本次桥规修订增加适用跨度主要是根据我国建桥生产实践及科学试验的现有经验规定的,我国大跨度铁路桥梁一览表见表1,由表中可知我国已建成的大跨度铁路桥梁数量还不是很多,因此有一定的局限性。一般讲,混凝土梁跨度小于或等于96m;钢梁跨度在168m以下的单线桁梁和跨度在40 m以下的钢板梁,采用本规范进行设计是适宜的。对于更大跨度或其他形式的桥梁,以及当采用新材料、新技

术、新工艺设计时,应先进行必要的科学分析、试验和试制工作,必要时还应进行运营观测,以取得设计所需的数据和经验来补充条文之不足,编写补充设计规定,确保桥梁设计的安全性。

表1 我国大跨度铁路桥梁一览表

4关于铁路桥梁结构正常使用年限

根据耐久性的要求,参考国内外相关规范、标准,新增了桥梁结构应按100年正常使用要求设计的规定。 现就混凝土结构设计使用年限来说明。以往铁路工程设计规范对混凝土结构没有明确的设计使用年限要求,我国最近修订颁布的建筑结构设计规范明确将建筑结构设计使用年限分成4类,即临时性结构(1~5年)、易于替换的结构构件(25年)、普通房屋和构筑物(50年)、纪念性或特殊重要建筑物(100年及以上)。欧共体的规范规定了桥梁等主要土木工程结构物的设计使用年限为100年。美国规定桥梁的设计使用年限为不小于75~100年。建设部《混凝土结构耐久性设计与施工指南》对结构的设计使用年限分为三级:一级设计使用年限约100年,指重要土木基础设施工程或重要建筑物;二级设计使用年限约50年,指次要的土木工程或一般建筑物.三级设计使用年限约30年,指可替换的易损构件。

铁路混凝土结构的设计使用年限可按《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁科技函〔2004〕157号)进

行分级(表2),铁路混凝土桥梁结构是重要土木基础设施工程或重要建筑物,设计使用年限级别应采用一级,设计使用年限为100年。

表2 铁路混凝土结构的设计使用年限

5 关于长大货物车限速通过的检算

在长大货物运输方面,由于我国在制定中-活载图式时,未曾考虑偶然出现的长大货物车辆运行对桥梁的影响,所以目前一般采用限速、降低桥梁的安全系数或对桥梁进行局部加固等措施来保证长大货物车辆在桥上的安全运行。随着国民经济的发展,国家重点项目中的大型电机、变压器、轧钢机、反应器等重型超限货物日益增多。大件运输需求的不断提高,长大货物车辆运行次数逐渐增多,与现行标准的矛盾也日益突出,约束了铁路运输的发展。于是,此次桥规修订把长大货物车限速检算的内容纳入了桥规。

5.1长大货物车活载检算图式

目前中铁工程设计咨询有限公司(铁专院)编制的部通用图是利用凹底平车D2、双联平车D30、钳夹车(24轴) D35和钳夹车(32轴)D35车型进行检算,其图式见图1~4。

图1 凹底平车D2

图2 双联平车D30

图3 钳夹车(24轴) D35

图4钳夹车(32轴)D35

铁科院承担的铁道部科技司项目《铁路桥梁活载标准研究》2005年11月通过了铁道部科研成果评审,其中长大货物车活载图式见图5。

图5 新中活载长大重车检算图式

该图式是采用欧州铁路联盟推荐的SW/2重车荷载图式,可以基本包络我国近期的长大货物车荷载和发展的需要。

5.2桥梁检算的有关规定

新桥规要求长大货物车限速检算可按现行的《铁路桥梁检定规范》(铁运函[2004]120号)的有关规定办理。《铁路桥梁检定规范》对长大货物车限速检算主要有如下的两条规定:

(1) 长大货物车限速行驶的速度在60 km/h及以下时,动力系数可以折减;

(2) 长大货物车作为临时特殊荷载检算。

当长大货物车采取限速措施,降低的动力系数可分别按下列公式计算:

对钢梁 11280.75 40L60

120.75 30L60对混凝土和预应力混凝土梁 11

式中L——跨度(m);

v——限制速度(km/h)。

对于长大货物车限制速度标准,目前规范尚无具体要求。为保持铁路运营线的通行能力,各铁路局对长大货物车行驶速度在不同线路都有一定的要求,干线铁路要求一般在45km/h以上,故此新建铁路桥梁检算长大货物车限速行驶的速度不应取值太低。长大货物车的构造速度一般为60km/h,中铁工程设计咨询有限公司(铁专院)新编的部通用图一般能够满足长大货物车不限速即60km/h的要求。

长大货物列车桥梁检算有以下几方面要求:

(1) 对钢梁不作疲劳检算;

(2) 预应力混凝土梁

①全预应力混凝土梁抗裂检算安全系数不小于l.1;

②对不允许出现拉应力的构件 ct≤0.6fct ;

③对允许出现拉应力但不允许开裂的构件 ct≤fct ;

④对允许开裂构件的特征裂缝宽度不得大于0.15mm 。

(3) 墩台、基础可按现行《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》和《铁路桥涵地基和基础设计规范》的特殊荷载进行检算。

(4) 根据铁科院的研究成果,钢梁检算时其容许应力可提高20%。

6 关于车桥耦合动力响应综合分析

列车通过桥梁时将引起桥梁结构的振动,而桥梁的振动又反过来影响车辆的振动,这种相互作用、相互影响的问题就是车辆与桥梁之间振动耦合的问题。

列车运行的安全性主要涉及车辆在桥上是否会出现脱轨的问题。对于这问题,车辆力学上,是用脱轨系数Q/P、轮重竖向减载率△P/P及轮轨横向水平力等几个参数来限定。乘坐舒适性(平稳性)问题也是判定桥梁竖向和横向刚度是否合适的一个重要标准,可用Sperling(斯佩林)评价指标和竖向加速度限制标准进行评判。

出于列车运行安全性与平稳性(舒适性)的考虑,对于旅客列车设计行车速度为160km/h、货车列车设计行

车速度为120km/h路段,特殊结构及代表性桥梁应结合车桥耦合动力响应综合分析。桥梁进行车桥耦合动力响应综合分析的目的是让桥梁的动力特性去适应机车或车辆的快速运行,使之能满足国标GB5599《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》和TB/T2360《铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准》的有关要求。

同济大学的研究成果表明客车运行速度160km/h、货车运行速度80km/h的客货共线的既有线路上,实测货车过桥时的桥梁跨中横向振幅最大值明显大于客车过桥时的桥梁跨中横向振幅最大值。因此客车运行速度160km/h、货车运行速度120km/h的客货共线的桥梁进行的车桥耦合动力响应综合分析重点是货车过桥,尤其是空载货车(或混编货车)通过时对其安全性指标进行的评判。

7 关于开行双层集装箱列车的桥梁限界

双层集装箱运输已在美国、加拿大、墨西哥、澳大利亚等国家得到广泛应用。美国铁路在开行双层集装箱运输后,运输成本降低了25%~40%。据有关研究表明,我国铁路发展双层集装箱运输具有较好的经济效益。在运输能力和运输收入方面,双层较单层每列可提高运输能力40%,相应可增加运输收入40%;在综合效益方面,开行双层集装箱列车虽然增加了扩大建筑限界引起的工程投资,但可以释放繁忙干线能力用于其他货物运输,并节省运营成本,据有关研究资料表明,双层集装箱每万吨公里成本较单层集装箱列车可节省运营成本12%~3%;新建线路考虑双层集装箱运输方案,限界扩大而引起的工程投资增加不多,根据铁道第一勘察设计院在兰新线兰州至武威增建二线设计验证,按照两个四十英尺超高箱运输方案,限界扩大引起的工程投资约占总投资的2.5%。因此,对规划为双层集装箱运输网中的线路,应按照开行双层集装箱运输列车的限界要求进行设计。

双层集装箱运输列车的限界可按《200km/h客货共线铁路双层集装箱运输建筑限界(暂行)》(铁科技函〔2004〕157号)执行。

8 关于铺设无碴轨道或开行120km/h货车的铁路桥梁

考虑到铺设无碴轨道的铁路桥梁有特别的要求,《无碴轨道铁路客运专线设计指南》即将出台,时速120 km的提速货车适应性的依据是建立在科技司组织开展的遂渝、胶新线试验基础上,随着120km/h货车大量地上路运行,货车对桥梁结构的作用得到进一步认识,相关部门拟将对开行120km/h货车作出补充规定。故此,本规范规定,铺设无碴轨道或开行120 km/h货车的铁路桥梁,除应满足本规范规定外,尚应满足有关补充规定的要求。

9 关于铁路与道路交叉

本规范规定Ⅰ级铁路与道路交叉应采用立体交叉,同时也要满足《铁路线路设计规范》关于立交条件。是贯彻《铁路主要技术政策》,体现了铁路建设“以人为本”的基本思想。

《铁路线路设计规范》关于立交条件的有关规定如下:

铁路与高速公路、一级公路和城市道路中的快速路交叉,必须设置立体交叉。铁路与其他道路交叉,符合下列条件之一者应设置立体交叉。

(1) Ⅰ级铁路与其他道路交叉;

(2) 铁路与二级公路交叉;

(3) 铁路路段旅客列车设计行车速度大于或等于120km/h的地段;

(4) 铁路与道路交叉交付运营第五年的道口折算交通量大于或等于表3规定的数值。道路上的车辆、行人折合成标准车辆数的折合系数应采用表4规定的数值;

表3 设置立体交叉的道口折算交通量(万辆次/年平均昼夜)

注:瞭望条件良好系指道口瞭望视距符合规范规定者,反之则不良。

(5) 结合地形或桥涵构筑物情况,有设置立体交叉条件者;

(6) 确有特殊需要者。

表4 道路车辆、行人折合成标准车辆数的折合系数

10 关于铁路与道路立体交叉的建筑限界和桥梁限高防护架

本规范规定道路在铁路下面通过的立交桥,其建筑限界应符合国家现行有关标准和规范,并设置限高标志。铁路立交桥下的乡村道路净空,还应符合铁路线路设计规范现行的有关规定。当通过机动车辆且桥下净空不满足5米时,应有充分技术经济依据,并设置限界防护架。

《铁路线路设计规范》关于铁路与道路立体交叉的建筑限界有关规定如下:

(1) 铁路的建筑限界应符合现行国家标准《标准轨距铁路建筑限界》(GB146.2)的规定,有双层集装箱运输需求的铁路,应满足双层集装箱运输限界的要求;

(2) 公路、厂外道路、城市道路的建筑限界应符合国家现行的有关标准和规范的规定;

(3) 铁路立交桥下的乡村道路净空,应根据通道种类和交叉条件与有关单位协商确定,但不得小于表5规定的数值。

表5 立交下乡村道路净空(m)

注:1、通行汽车及大型农机的乡村道路,特殊困难条件下净宽可减至4.5m,净高可减至3.5m;

2、特殊困难条件下仅供人行的道路,净高可按不小于2.2m设计。

道路在铁路下面通过的立交桥设置限高标志、限界防护架,铁路与道路立交桥上设置安全防护设施的规定,是为贯彻国务院颁发的《铁路运输安全保护条例》保障铁路桥梁结构物和行车安全方面考虑的。据铁道部运输局不完全统计,截止2005年9月底,为保护14574座“铁跨公”立交桥涵而设立的限高防护架,已累计被撞400余次,可见设置铁路桥梁限高防护架对铁路行车安全起到了保护作用。铁道部《关于发布铁路线路安全警示、保护标志和防护设施设计图的通知》(铁运函〔2005〕239号)明确规定:铁路在建及新建工程的铁路线路安全警示、保护标志和防护设施,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。安全设施投资纳入建设项目概算。

发布的铁路桥梁限高防护架设计图目前有两种规格,即专桥设(05)8184-2~5(4.5m以下)和专桥设(05)8184-6 ~15(4.5m~5m)。大于5m的铁路桥梁限界防护架规范中没有具体规定,可根据需要设置。

(末完待续)

参考文献

[1] TBl0002.1—99,铁路桥涵设计基本规范[S].

[2] 铁建设 [2004]157号,京沪高速铁路设计暂行规定 [S].

[3] 国际铁路联盟(UIC)规范(2001年版)[S].

作者简介∶周四思(1945-),男,教授级高工,1969年毕业于唐山铁道学院桥隧系桥梁专业。

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