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1、 铁公立交桥涵防撞问题的探讨 经过二十年改革开放，我国的公路交通运输业从公路建设到车辆种类等各方面都得到了迅猛发展，发生了巨大变化。尤其近年来集装箱运输业的蓬勃发展以及大型设备的运输更是异常突出。由此而导致对铁公立交桥涵的撞击、损坏越来越频繁严重，直接危及到了铁路行车安全，给铁路部门造成了较大经济损失。为此，深入探讨铁公立交桥涵的防撞问题是非常必要的，以确保行车安全，维护铁路财产。 1. 现状 1.1重要撞桥事件备忘录 胶济线K177+128桥为2-8.0m低高度钢筋混凝土简支梁，平板支座,桥下净空为4.10米，砼路面。1995年7月15日被一载大型锅炉的卡车所撞，造成上行左片梁 5根主筋被拉
2、出，其中2根被拉断，梁体报废。胶济上行慢行达35天20小时45分，更换一片新梁，造成直接经济损失18.2万元。 胶黄线k5+894桥为2-6.0m低高度钢筋混凝土简支梁，平板支座，桥下净高为3.6m，土质路面。1999年5月22日被一载集装箱的大卡车所撞，造成梁体最大移位达115毫米，线路偏移50毫米，平板支座损坏，梁端部混凝土严重裂损。中断行车5小时10分，慢行85小时40分，直接经济损失5.6万元。 博八线k3+270桥为2-10.62m复式上板梁，1936年建造，平板支座，桥下净空为3.65m，第2孔为公路，砼路面，9坡道。1999年7月16日被一载集装箱的卡车所撞，造成梁体最大移位达2
3、65毫米，线路偏移150毫米，支座损坏，钢梁下翼缘外部变形受损，中断行车6小时20分，直接经济损失6.8万元。近年来该桥数次被撞，以这次最为严重。 1.2设备状况 以青岛铁路分局设备状况为例，现有桥梁1100座、涵渠1810座。其中，立交桥涵136座，占设备总量的4.67，均不同程度地受到损伤破坏。近年来造成梁体移位中断行车的事故频率越来越高，仅一九九九年上半年即发生了两起使梁体移位超过100毫米、线路横移、中断行车的事故，干扰了正常的运输生产。 1.3铁路提速重载形势 为了加强市场竟争能力，不断适应新的市场形势，满足新的经济发展需要，铁路正在向高速重载化方向发展，由于客运提速、货车重载需要更
4、为有效的安全措施，因此，铁公立交桥涵的防护问题显得更为必要和迫切。否则，将会更严重地影响铁路运输生产，造成更大经济损失。 1.4平交道口立交化 为适应提速等新形势的需要，确保人民生命和财产的安全，铁路部门已大大加快了平交道口改建为立交桥的工作，从而使铁公立交桥涵的数量迅速增长。如胶济线在1998年、1999年两年间即已建成了58 座立交桥，且拟到2000年底，将128处道口改并撤除119处，建立交桥达93座，基本实现胶济线立交化。兰烟线在复线建设过程中将既有线116处道口全部拆除改建为立交桥涵，全线实现立交化。受既有线条件、周围地形环境以及排水等问题的限制，平交道口改为立交桥其净高多在4米以下
5、。因此，此项工作从数量和净空条件等方面使得铁公立桥涵的防撞问题更加突出，情况更为复杂，任务也更艰巨。 1.5市场经济的发展 我国经济经过二十年发展，由计划经济转向市场经济，市场竞争日趋激烈，各地区之间的经济交流更加频繁，由相对较封闭的地方市场变成了全国乃至国际大市场，这样公路运输较计划经济时代已发生了根本变化：第一，交通流量提高了十几倍乃至上百倍；第二，车型日趋多样化、复杂化；第三，所运货物更加复杂多样，尤其随着大吨位汽车的发展，越来越多的大型机械设备在通过公路运输；第四，集装箱从无到有，现已得到了迅猛发展；第五，公路部门为适应新的经济形势的需要，也在改造加宽路面，提高公路等级。以上诸因素，使
6、得铁公立交桥涵受撞损伤破坏的频率大大提高。尤其集装箱及一些大型机械设备的运输对铁公立交桥涵的撞击损坏是非常严重的，撞桥严重事件多是由此类车辆造成的。因此，市场经济所带来的公路运输业的蓬勃发展，使铁公立交桥涵防护问题日趋复杂严峻。 1.6防护依据 由于以前对此问题没引起各方面的重视，因而专业书籍、规范规则、法律法规等各方面有关此问题的技术资料、法规依据均十分匮乏（仅桥隧建筑物设备大修规则第2.3.3条规定：“通过大型机动车辆的立交桥，桥下净空不足米应设限界防护架”）。因此，更有必要加快对此问题的探讨研究，攻关技术难题，制定法规依据，以确保铁路运输业安全健康发展。 2.防撞措施 2.1在桥涵基础等
7、条件允许的情况下，可寻求地方有关部门的支持协助，或结合公路改造工程对桥下及两侧路面予以下落，以改善其净空条件。如，胶济线k24+351桥，因近年周围公路布局的变化，使得该桥下第一孔通过大型机动车辆越来越多，造成限界架多次被撞坏，下行桥预应力砼梁下翼缘损伤露筋,上行桥联结系扭曲变形。1996年结合该段公路改造，对桥下及两侧路面下落，桥下净空由4.20米提高到5.10米，确保了桥梁及铁路、公路的行车安全。 2.2设置限界防护架。因多数桥涵下落路面、提高净空困难，故此工作量很大，要本着先梁桥后框构、先繁忙干道后一般公路的原则进行设置。设置防护架以利用旧钢轨、旧钢梁杆件为主，以降低投资。 2.3对于一
8、些偶然情况而受撞的梁桥，可先对梁体设置横向限位装置，以免发生梁体被撞,造成横向移位,危及行车安全。 2.4考虑利用更为先进的手段，注意采用高新科技产品，如消能器、红外探测等，以获得更为安全可靠的效果，提高铁路、公路的行车安全度。 3.设置限界防护架方案 3.1立柱 3.1.1 利用4根P50钢轨横向双向对称布置(见图1),相对距离a、b根据该公路所过车辆的最大冲击荷载予以确定。轨间每隔40cm用4514扁钢横向联结，中间灌注150级混凝土。为加强其整体性，可将钢轨头内侧也用扁钢进行连接。 3.1.2 利用旧钢梁杆件(工字钢、槽钢等)做立柱，一般用两根对齐焊接，中间灌注150级混凝上(见图2)。
9、型钢型号的大小视具体公路所过车辆的最大冲击荷载而定。 3.2横梁 以4根P43钢轨对称布置横向焊接(如图3)。相对距离a视该公路所通过车辆的最大冲击荷载而定。焊接位置：其一，两并立钢轨轨底沿钢轨方向连续焊接；其二，沿轨向每隔40cm用4514扁钢横向将钢轨头及轨底外侧进行横向焊接，以增大其整体刚度。再定做一合适尺寸的橡胶套管(内含钢丝网)套装在横梁上，以缓冲汽车对防护架的撞击。其厚度视具体情况而定，一般不宜小于3cm，否则将起不到应有效果。其长度范围可视情况仅套设在汽车易撞击到的部位。 3.3横梁与立柱的连接 横梁与立柱连接的首要原则是要采取活性连接，减少约束。因为若采用刚性连接则当汽车撞击架
10、时会对立柱产生一个很大的扭矩，从而要求立柱需要有很大的抗扭刚度，因此应尽量避免立柱对横梁的刚性约束，从而消除立柱的受扭问题。 横梁与立柱连接部位亦可做一段30-40mm厚的橡胶套管(内加钢丝网)套装固定，这样既确保了横梁有良好的横向自由度，避免对立柱产生强大扭矩；又能使横梁受撞时对立柱有良好的缓冲作用，达到了第二次消能的效果(首先是冲击荷载撞击横梁橡胶层产生一次消能作用)。横梁位置一般能设在立柱的两排钢轨之间,可用U型螺柱卡位固定。 3.4横梁斜拉 根据防护架跨度大小以及该路段通过车辆的车型车速等情况,可将立柱制作时高出一段a(一般1.0-1.5m)，用钢丝绳在横梁1/4处与立柱顶端柔性连接(
11、如图4)。 此措施有两方面的作用:第一，在跨度较大时可解决横梁挠度过大的问题，以调节跨中挠度；第二，当横梁一旦被冲击荷载撞断，可避免横梁被撞落对行人及车辆等造成伤亡破坏。 3.5消能装置 汽车冲击荷载虽然很大，但它是瞬时冲击，如同地震波一样，因而可考虑，在横梁上设置消能装置。较为简易的如设置双排高强度弹簧(如图5)，该弹簧可吸收相当一部分汽车冲击时的动能转化成势能，在汽车瞬时撞击后再释放，从而减轻了冲击荷载对防护架的撞击。弹簧刚度及数量可根据具体情况进行选择设置。要引进或研究更为有效先进的消能阻尼装置。 4.结语 (1)要在有关规范、规章中对铁公立交桥涵的防撞问题进行明确地规范要求，确立相关的设置依据。 (2)应在相关法律、法规中对此问题制定要求，明确有关方面的权利、责任和义务，以对铁公立交桥涵的防护设置及发生事故等问题提供必要的法律依据。 (3)设置到位的限界防护架要加强对其进行检查维修，及时消除被撞后造成的隐患，使其经常处于良好完整状态。 (4)因限界防护架易被撞受损，养护维修量大，增加了成本支出，故应在维修成本中予以适当考虑，加大维修成本，以确保维修任务的及时完成。 (5)要争取地方交通管理部门的配合，在距铁公立交桥涵适当位置(一般300m-1000m或在附近交叉路口)设置提示牌，以提示过路司机，尽量减少对限界防护架乃至铁公立交桥涵的冲击破坏。6
