铁路框架桥设计
框架桥在铁路桥梁中大量应用，在我们桥梁设计工作中，箱行框架结构亦大量采用，框架桥的主要优点：
1、结构成整体，刚度大，可以顶进施工；
2、顶板薄，建筑高度小，在线路标高困难情况下设桥，优先采用该种桥式；
3、基底应力小，对地基差的路段尤其适用；
4、抗震性能好。
框架桥一般采用形式为单孔、双孔、三孔。需要多孔的情况，可以用上述拼成。（在多孔的情况下，有分修和合修，分修即由多个单孔的并列，框架间留有缝隙，合修即左右框架共用边墙。）城市立交当中孔机动车道框架与边孔非机动车道、人行道框架分离设计时，边孔框架由于立交净高要求低于中孔、且跨度小于中孔，若不需要在其内路面下埋设管线时，建议将边孔框架底板提起。受中孔基坑开挖影响的范围，可以回填级配碎石，压密处理。不等跨施工时，应先中孔后边孔。
框架桥的标高设置时，注意板顶建筑高度，有碴线路即轨底到顶板顶面的高度只要满足轨下最小道碴厚度即可。不必硬性规定一个较大的值。当框架在既有线下需要顶进施工时，除满足上述要求外，还要考虑施工时线路架空或加固时所需要的结构高度，桥上线路有坡度的，可以直接将框架顶底板按线路坡度斜置即可。车站内股道较多，线路标高有差异时，不一定整个框架横向按一个标高考虑，亦可将顶板横向设置坡度，以减小填土厚度。
框架桥结构计算采用有限元分析软件MIDAS/Civil 7.4.1按平面杆系进行分析，用空间模型计算横向加强钢筋。活载采用中-活载（客货共线铁路）、ZK活载（客运专线铁路）及运梁车活载分别验算，考虑混凝土收缩徐变影响，考虑温度影响。地基反力采用文克尔假定，地基系数取10MPa/m。
在利用midas进行结构计算时，对于框架桥来说，可以采用梁单元模型或板单元模型来进行检算。框架结构计算中梁单元模型计算是取横向1米宽计算的，板单元则可将整节框架长度模拟出来，对于一些特殊部位的受力情况，如梗斜处的弯矩值，板单元较梁单元更能真实的反应出来。
使用midas计算完毕后，从软件中提取各个需要检算部位的内力值，使用《铁路涵洞HRCD2005XP单机版》程序进行配筋计算，根据骨架计算出钢筋的直径和根数。需要注意的是，在框架两侧土压力不相等的情况下，顶底板的最大弯矩值不一定在跨中，这种情况下需要认真检算在最大弯矩值部位，受拉钢筋的直径和根数是否满足需要。在跨径较大时，还需注意检算顶底板钢筋抗剪能力，如不满足需要，则应增加抗剪的“Z”字筋。
框架顶板多线的情况下，框架横向应设沉降缝，一般5~10米设一节，对于斜交框架，斜交角越大，分节应越短。尽可能每线下一节框架，以减小斜交引起的框架顶板的横向弯矩，否则应增强横向分布钢筋的配置。
当框架斜交角度大于、等于30°时，在顶底板钝角处，配置双向加强钢筋，直径一般和主筋相同。
框架的基底应力一般较小，地基容许承载力在150KPa左右时，建议采用扩大基础。大多数设计扩大基础是在框架底板下加一层混凝土垫层，这样的目的是增加与地基的接触面，直接把框架底板加大，即能起到前者的作用，又减小混凝土自重的增加，对降低基底应力效果很好。
当地基承载力较差时，可以采用换填方式、旋喷桩、混凝土搅拌桩等来加固地基。
框架出入口支挡结构，当地下水位高的情况下，采用U形钢筋混凝土船槽与框架箱身相接，U形船槽的设计需对船槽的自重对地下水的抗倾覆进行检算。一般条件下，出入口采用八字墙或一字式挡墙，另外，还可视情况采用直接将框架边墙外延，形成钢筋混凝土拖墙。
在运营铁路线上需要增建桥涵或者接长既有桥涵，为了不中断运营，普遍采用限速行车直接顶进桥涵。顶进的框架箱身的设计与一般框架桥的设计基本一致，只是需要在顶点（即放千斤顶处）布置加强钢筋，并加设一块钢板。
顶进工作基坑的设计主要包括工作基坑后背墙、后背梁的计算，滑板、地锚梁和导向墩的设置。
滑板是作为预制框架箱身的施工垫层和顶进启动时与基地的隔离层。滑板还可防止框架桥结构在浇筑时产生不均匀沉降。为了防止框架桥顶进时，滑板随着框架箱身移动，在滑板上设置润滑隔离层，一般用塑料薄膜加石蜡。并在滑板下设计横向和纵向地锚梁，以增加滑板的抗滑能力，地锚梁可选用钢筋混凝土或旧钢轨。为了控制箱身在顶进阶段出现方向偏差，沿顶进方向，在滑板的两边，距箱身外侧5~10cm设置导向墩。
为了不中断铁路运营，框架桥顶进前需对铁路线路进行加固。可先采用吊扣轨对线路进行加固，再使用D型便梁架空线路。D型便梁施工时，严格按照D型便梁使用说明书架设。施工期间既有线运行必须限速慢行(45km/h)，均必须设置限速醒目标志，派专人职守，加强对运营线路基的观测，保证运营线安全。
对于框架桥处地下水位较高的情况，为了防止地下水对工作坑的影响，应设置降水井。
对于下穿框架的设计应注意以下几点：
1、下穿框架桥结构的确定必须考虑多方面的因素，以便为行车及行人提供良好的交通环境。
2、下穿框架桥采用顶进法施工时，应对顶点处布置加强钢筋，以免顶进时框架箱身产生裂缝，发生断裂等。
3、必须明确下穿框架桥处地质水文情况，如果地质条件差、地下水位高，框架桥在现浇或顶进前，须对该处地基进行处理，保证框架桥施工前后铁路路基的稳定。
4、顶进工作基坑的设计必须满足顶进框架桥的最大顶力要求，防止框架桥在顶进时发生工作坑后背开裂、断裂、倾覆等事故，延误顶进工期。
5、附属结构及辅助工程必须按照框架桥实际情况进行设置，选择合理的构造形式及数量，保证框架桥在后期使用过程中的整体稳定和美观。
李坚
2012-4-1
