王军
中铁上海设计院集团有限公司 200070
摘要：某公路改建工程跨越沪昆铁路繁忙干线，以确保铁路运营安全为前提，对跨越桥梁方案进行深入细致的比选，选择在施工、运营及后期维养等方面对既有铁路影响最小的桥梁方案，为今后类似工程方案研究提供思路。
关键词：公路；跨越铁路；桥梁方案；T型刚构；转体；顶推
1工程概况
某公路改建工程与现状沪昆铁路相交，沪昆铁路为双线电气化铁路，为客货运输繁忙干线，桥位处铁路线间距4.6m，轨面标高7.376m。铁路两侧有接触网立柱以及通信、信号电缆，铁路南侧有架空贯通及自闭型电力线，铁路北侧有规划沪杭城际预控线位。根据现场条件拟采用桥梁上跨铁路，同时考虑预留规划铁路远期下穿公路的条件。
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图1 桥址平面（单位：m）
2建设条件
2.1 地形、地貌
拟建场地地势较为平坦，高程在2.67~5.70m。场区地貌类型属湖沼平原I1区地貌类型。
2.2 工程地质
场地分布的土层在勘察深度内自上而下可划分为8大层及若干亚层、夹层，其中①1层为填土，①2层为浜底淤泥，①3层为浜填土，②1层~⑤4层为全新世Q4沉积层，⑥层~⑧层为晚更新世Q3沉积层。
2.3 水文地质条件及地震效应
根据地勘资料，测得场地地下潜水位埋深为0.80~3.00m（高程2.07～4.04m）。根据采取地表水水样和地下水水样进行水质简分析，本场地地下水和地表水对混凝土结构具有微腐蚀性；对长期浸水条件下的钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性。
桥位处抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，所属的设计地震分组为第一组。
3 主要技术标准
（1）道路等级：二级公路；
（2）设计车速：60km/h
（3）标准横断面：
整幅布置：0.5m（防撞墙）+12.0m（机动车道）+0.5m（中央分隔墩）+12（机动车道）+0.5m（防撞墙）=25.5m
分幅布置：0.5m（防撞墙）+12.0m（机动车道）+0.5m（防撞墙）+1.0m（中央分隔带）+0.5m（防撞墙）+12（机动车道）+0.5m（防撞墙）=27m；
（4）荷载标准：汽车荷载等级：公路-Ⅰ级；跨沪昆铁路主跨及相邻跨按照1.3×公路-Ⅰ级荷载设计；
（5）抗震设防标准：抗震设防烈度为7度，设计基本地震动峰值加速度值为0.10g。
4 工程方案
4.1 路线平、纵设计
平面：拟建桥梁与沪昆铁路相交于铁路下行线里程K82+113，桥梁设计中心线法线与沪昆铁路下行中心线夹角为61°，桥梁位于半径800m圆曲线上。
纵断面：桥梁纵坡按≤4.0%控制，满足运行安全需求，跨铁路段，保证与现状及规划铁路间桥下净空≥8.5m，满足电气化铁路通行净高需求。
4.2 跨铁路桥梁技术要求
（1）沪昆铁路为双线电气化铁路，考虑预留桥梁与铁路接触网导线距离及桥梁沉降冗余量，桥下净空按照≥8.5m设计。
（2）采用转体施工时，转体前浇筑主梁边线距离既有线线路中心线应≥15m。
（3）合拢段应设在铁路建筑限界以外。
（4）临近铁路营业线的墩台设置，设计需考虑基坑施工时对营业线路基稳定的影响。
（5）立交桥下须统筹预留铁路通信、信号、电力、牵引供电、客货运设施等设备设置空间，不得侵入限界，考虑铁路维修养护引起的线路纵断面变化和施工误差影响。
（6）跨越铁路的桥梁应预埋湿接缝永久性底模部件，尽量减少施工对铁路运输的影响。分片式桥梁在铁路上方应尽量避免设置横隔板。
（7）上跨铁路立交必须按道路等级要求设置相应的限载、限速等标志。
4.3 桥型方案
4.3.1 方案一
跨沪昆铁路主跨采用2x95m预应力混凝土T型刚构，铁路北侧采用一跨60m钢混叠合梁，为远期规划沪杭城际预留下穿通道。涉铁段桥长250m，桥面宽度25.5m，方案采用整幅布置，转体主墩位于铁路南侧，承台平行于铁路方向布置。
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图2 桥型方案（方案一）（单位：m）
主桥上部结构采用单箱三室斜腹板箱型截面，中墩墩顶梁高11.0m，梁端10m范围梁高3.5m，变高段采用2次抛物线；箱梁顶板宽25.2m，两侧悬臂各长3.5m，顶板厚30cm，设150×30cm梗肋，悬臂端厚20cm，根厚55cm。箱梁底板厚40~160cm，腹板厚40~110cm。引桥采用60m钢混叠合梁，梁高3.5m。主桥下部结构桥墩采用矩形截面空心薄壁墩，墩梁固结，顺桥向宽7m，横桥向宽11m。基础采用群桩基础，承台平面尺寸为24.2×24.2m，钻孔灌注桩直径1.25m，桩中心距3.125m，按照8×8行列式布置，桩端采用后注浆工艺。为保证铁路运营安全，跨铁路主桥及相邻跨桥面两侧设HA级防撞墙，防撞墙顶面设置防抛网。
施工方法：主桥采用整幅转体施工，主墩转角34°，一次转体就位，转体作业时间约60分钟。对桥位处受施工影响的接触网等铁路设备进行迁改。
4.3.2 方案二
本方案桥梁分两幅布置，左幅桥：（95+95）m（T型刚构转体）+（2×30）m（预应力混凝土小箱梁）；右幅桥：（2×30）m（预应力混凝土小箱梁）+（95+95）m（T型刚构转体）。两幅桥错孔布置，在铁路两侧设置转体主墩，同时转体。桥梁全长250m，单幅桥宽13m。
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图3 桥型方案（方案二）（单位：m）
主桥上部结构采用单箱双室斜腹板箱型截面，中墩墩顶梁高10.5m，梁端10m范围梁高3.5m，变高段采用2次抛物线；箱梁顶板宽12.85m，两侧悬臂各长2.425m，顶板厚30cm，设150×30cm梗肋，悬臂端厚20cm，根厚55cm。箱梁底板厚40~160cm，腹板厚40~110cm。
引桥采用30m预应力混凝土小箱梁，梁高1.6m。主桥下部结构采用矩形截面墙式墩，墩梁固结，顺桥向宽4m，横桥向宽6m。基础采用群桩基础，承台平面尺寸为14.825×14.825m，钻孔灌注桩直径1.25m，桩中心距3.125m，按照5×5行列式布置。边墩承台平面尺寸为7×7m，钻孔灌注桩直径1m，桩中心距2.5m，按照3×3行列式布置。
施工方法：两幅桥同时转体，转动角度为左幅顺时针 27°，右幅为顺时针33°，转体作业时间约为65分钟。转体最后阶段应采用点动，确保梁体精确就位。转体过程中，现场测量应随时跟进，保证左右幅转体段的梁体中线基本平行。对桥位处受施工影响的接触网等铁路设备进行迁改。
4.3.3 方案三
本方案桥梁分两幅布置，左右幅桥跨径布置为：30m（预应力混凝土小箱梁）+(60+60)m（连续钢箱梁顶推）+（30+30+40）m（预应力混凝土小箱梁）。桥梁全长250m，单幅桥宽13m。
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图4 桥型方案（方案三）（单位：m）
主桥上部结构采用等截面钢箱梁，单幅桥面宽13m，梁顶宽 12.704m，梁底宽7m。主梁顶底板厚16mm，腹板厚14mm；支点加厚段顶底板厚28mm，腹板厚16mm。顶、底板板采用U型加劲肋，腹板采用一字加劲肋，翼缘板采用T肋和板肋加劲，梁高3m。引桥采用30m预应力混凝土小箱梁，梁高1.6m。下部结构采用双柱式墩，柱间距5m，直径1.5m，承台平面尺寸为10. 5×6.5m，钻孔灌注桩直径1.5m，桩中心距3.75m。
施工方法：本方案采用分幅顶推法施工，对桥位处受施工影响的接触网等铁路设备进行迁改。
5 桥型方案比较
对以上三个方案进行比较，详见下表：
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根据以上比较，方案一对既有铁路运营干扰小；后期养护工作量小；结构简洁大方，对桥下空间影响小，北侧满足规划沪杭城际下穿需求，同时满足《国铁集团工电部关于加强穿（跨）越铁路营业线和邻近营业线工程方案等审查和施工安全管理的通知》（工电桥房函[2020]48号）文中“上跨开行客车的普速铁路的路基、桥涵地段，桥梁施工应优先采用转体施工方案”的要求，故上跨沪昆铁路主桥采用方案一作为推荐方案。
6 结语
随着社会经济发展，公路或市政道路跨越既有铁路项目越来越多，尤其是跨越铁路运输繁忙干线，工程施工、运营及后期维养都会对既有铁路造成一定影响。为保证既有铁路的运营安全，需要结合现状条件，以对既有铁路影响最小为基本出发点，对跨越既有铁路的方案进行深入、多方面地比较，选择合理的实施方案。本文结合具体工程的应用，为今后类似工程方案研究提供思路。
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