重载列车对既有线桥梁的影响初探.pdfVIP

重载列车对既有线桥梁的影响初探 吴 俊 （成都铁路局工务检测所，四川成都，610082） 摘 要：随着列车轴重和列车编组的增加，列车对桥梁结构的静力、动力性能影响加剧。本文 针对列车轴重分别为250、280、300、330kN 情况下，对常用跨度桥梁简支梁相对于中 活载的弯矩活载系数和剪力活载系数进行了计算分析。计算表明：对轴重为 250kN 列 车，其静力强度满足中活载设计要求；对轴重为 300kN 列车，跨度不大于 32m 简支梁 基本上能够满足要求。在既有线路开通重载列车，应对桥梁承载能力、动力性能和耐 久性进行充分地考虑并采取相应对策。 关键词：重载列车；桥梁；安全对策 1 前言 铁路运输在西南地区的交通运输体系中占有重要地位，为西南山区经济发展发挥了重要 作用。随着西南地区经济的发展，铁路运能与运量的矛盾日趋紧张，提高铁路运能势在必行。 提高铁路货物运输能力有三个途径：提高列车重量、增加行车密度和提高行车速度。现阶段 既有线的行车密度已很高，货物列车行车速度提高的余地又不大，相比之下提高列车重量有 着一定潜力。提高货物列车重量不仅是提高铁路通过能力的有效措施之一，也是改善铁路运 营指标和降低运输成本的重要手段。 既有线上桥梁数量及种类多，部分线路建造年代早、设计标准低，开行重载列车将对既 有线桥梁设备的静力及动力性能提出较高的要求。如何保证重载下的铁路运输安全，需要我 们做大量的基础工作。在既有线桥梁中，以常用跨度简支梁居多，因此本文着重对不同轴重 重载下常用跨度简支梁的影响进行分析。 2 重载运输概述 重载铁路运输因其运输能力大、效率高、运输成本低而受到世界各国铁路部门的广泛重 视，是铁路运输规模经济和集约化经营的典范，已成为许多国家运输大宗货物最重要运输方 式之一。 铁路重载运输就是在一定的铁路技术装备条件下，通过采用大功率内燃或电力机车，扩 大列车编组长度，提高列车轴重和牵引重量，采用特殊运输和组织方式等措施，使牵引重量 和输送能力达到一定标准的运输方式，从而发挥铁路集中、大宗、长距离及全天侯的运输优 势，达到增加运输能力、提高运输效率、降低运输成本的目的。 根据 1986年国际重载协会年会制定的标准：列车重量至少达到 5000吨，轴重 21吨及 - 141 - 以上，单线年运量 2000万吨及以上。1994年国际重载协会年会对标准进行了修订：列车重 量至少达到5000吨，轴重达到或超过 25 吨，在至少 150公里的线路区段上单线年运量至少 达到 2000 万吨。2005 年国际重载协会修订的新标准为：列车重量至少达到 8000 吨，轴重 在27吨及以上，在至少150 公里的线路区段上单线年运量至少达到4000万吨[1]。 从国际重载协会对重载列车标准的变化可以看出，提高列车轴重是列车重载发展的主要 方向。目前美国、加拿大、澳大利亚已普遍采用 35吨轴重；巴西、澳大利亚已普遍采用 30 吨轴重；南非、东澳大利亚窄轨铁路已采用28 吨（26 吨）轴重；美国环行线正在进行40 吨轴重的运行试验，年通过质量达125000万吨。 从 1984年至今，中国铁路人在重载运输领域进行了不懈的研究与实践。目前我国重载 线路主要以 25 吨轴重为主，另外开行 30 吨轴重重载铁路也开始建设。2003 年以来，中国 铁路依靠自主创新，研制开发了大秦线重载运输成套技术装备，在大秦线成功开行了万吨和 2万吨重载列车，建立了具有中国铁路特点的重载技术体系，使大秦线运量逐年提高到 2008 年的3.4 亿吨，2010 年的 4亿吨。目前，国内多条干线已开行了 5000 吨和 10000吨列车， 在开行重载列车技术方面进行了大胆探索，取得了成功的经验。 3 重载运输对既有线桥梁的影响 重载铁路的发展，特别是在既有线铁路开行重载列车，因列车轴重的提高，势必对既有 铁路桥梁带来极大的影响。因此在重载作用下，对既有铁路桥梁的承载能力进行适应性分析 是必要的。 3.1 静力影响 3.1.1 计算荷载 既有线铁路常用跨度简支梁大多采用标准设计，人行道宽度和道砟厚度对开行重载列车 时按不变化考虑。但钢轨和枕木将分别更换为 75kg/m和Ⅲ型