[科普中国]-铁路桥涵下采煤

铁路桥涵是铁路下采煤时遇到比较多的一种建筑物，但与线路相比，它的长度小、压煤量较少。桥梁承受变形的能力较小，且不易消除形变，但多次实践表明，只要采取适当的措施，桥梁下可以进行煤炭的安全开采。涵洞能承受较大的变形而且变形后便于维护，在涵洞下采煤的实践中未发现涵洞发生较大破坏的例子，涵洞下采煤是可行的。

采动对桥梁的影响采动后地表的垂直变形和水平变形，将引起桥梁墩台相互位置的变化。在地表压缩变形和负曲率变形区里，墩台向桥梁跨间方向发生移动和倾斜；在拉伸变形和正曲率变形区里，墩台向跨外方向发生移动和倾斜。简支结构的桥跨在活动端支座还有活动间隙时，墩台的相互移动不会在支座上产生附加应力；当没有活动间隙时，桥跨结构将象横撑那样阻止墩台的移动，从而造成有害影响。

墩台发生的纵横向倾斜当采动引起墩台发生的纵横向倾斜不一致时，桥跨结构将在一个或两个对角位置的支座上出现“悬持”，即俗称“三条腿”现象。这时，桥跨结构将受到横向扭力的作用，对于金属结构来说，横向扭力会使横向连系的杆件作用失调；对于钢筋混凝土结构，会导致连接主梁的横梁上出现裂缝。

在地表曲率变形的影响下，墩台地基将发生弯曲变形，使地基反力重新分布；地表水平变形使得地基土壤相对墩台基础发生移动，导致墩台受到地基土壤的摩擦力、挟持力和土压力等附加作用；而地表的倾斜使墩台发生相应的倾斜，由于重心和作用荷载的偏移，结构内力也将重新分布。在这些影响的共同作用下，墩台的强度和稳定性会受到损害1。

桥梁的维护1.解除支座应力

对于简支结构的桥梁，应根据开采过程中最大的水平变形和曲率变形值，将梁活动端的活动间隙扩大。其方法是将桥上线路解体后，用千斤顶抬梁，然后卸下支座底板，并将底板上的活动间隙进行扩孔。当变形值较大时，亦可在梁的固定端采取这一措施。

对于两端固定的梁，如焊接在墩台支座上的钢梁，可将焊接处切断，使钢梁自由支承在墩台上。

2.调整“悬持”支座

对“悬持”的支座增垫适当厚度的金属板，垫板一般设置在支座底板内，若有困难时，可放在墩台和座板之间。

3.加固墩台砌体

计算的应力值超过墩台砌体的容许值时，必须在墩台上用钢拉杆加固，待采动结束后再用钢筋混凝土代替钢拉杆。对于出现的裂缝则用水泥砂浆灌补。

4.加固墩台基础

计算的墩台地基强度和基础稳定性不满足要求时，应适当加大基础，增加地基的支承面积。

5.抬高桥跨

当地表下沉较大，桥下净高不能满足需要时，可用高强速凝树脂混凝土接高墩台。当桥上线路起道量较大，道砟铺垫有可能溢出挡砟墙时，也可考虑抬高桥跨。

6.以桥为主的维修原则

由于采动后桥梁的平面及纵断面位置不易调整，因而维修时采取以桥为

主、线路服从桥梁的原则，即不将桥梁恢复到原始位置，对桥上线路尽量不

垫道砟、不拨道，仅对桥梁两侧的线路进行调整2。

采动对涵洞的影响及其维护在地表拉伸变形作用下，涵洞的密封性将受到影响，涵洞里的水透过缝隙渗入路基土体，增加了土体的含水量，同时可能冲走部分土体，从而在路基里形成空洞。因此，在开采期间应注意检查涵洞接缝处的变化情况，并用浸过焦油的麻絮严实地填塞出现的裂缝。

在截面不封闭的拱形涵洞下开采时，涵洞基础的位移会导致在拱顶或拱座截面上出现裂缝。为了防止在地表变形较大时发生拱的突然坍塌，应该在涵洞里沿拱心设置分力结构，待开采结束后再注浆修补出现的裂缝，或者在洞里设置钢筋混凝土衬套，并注浆充填衬套和涵洞之间的空隙。

涵洞边沟和排水道的坡度不得小于2%，在地表倾斜影响下坡度小于此值时，应掘深排水道使它恢复正常3。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学