跨铁路桥梁设计方案选择与施工分析.doc

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1、浅析跨铁路桥梁的设计方案选择与施工祝新（中国建筑第六工程局有限公司 天津滨海新区塘沽杭州道72号 300457）摘要：针对龙岩大道高架桥跨越漳龙铁路线、龙厦铁路的现状，研究三个斜拉桥方案和一个连续梁方案，其中方案一、二均采用转体施工方案，方案三采用悬拼施工，方案四采用预应力混凝土连续梁上跨铁路施工，提出了采用连续梁上跨铁路施工方案优于斜拉桥方案。通过四套设计方案和施工技术的对比及对铁路运营的影响的分析，从经济、技术及对周边环境的影响等因素确定选择钢筋混凝土连续刚性结构上跨铁路的方案。关键词：斜拉桥；连续刚性结构；跨铁路；1、引言：随着国民经济的不断发展，国内电气化铁路大面积建成通车，在现代城市

2、桥梁建设中，不可避免与铁路的交叉、下穿、上跨。而电气化铁路具有高速度、高安全性、高密度运营的特点，因此在上跨和下穿方案的选择显得尤为重要。2、工程简介1）工程概况龙岩大道高架桥双向六车道，高架桥主线跨越登高西路、人民路、赣龙铁路、罗龙路、龙津河，与爱亭路平交。主桥长主桥跨越龙津河、漳龙铁路线、龙厦铁路、龙岩站迁出线，斜交角在25-30度左右，既有龙厦铁路为双线电气化铁路，既有漳龙铁路为单线电气化铁路，在立交范围内既有铁路为曲线。2）技术标准道路等级：城市II级主干道设计车速：60km/h跨铁路段设计荷载：公路-I级荷载基础考虑1.3倍安全系数净空要求：漳龙铁路线、龙岩站迁出线净高6.75m；龙

3、厦铁路线铁路净高7.5m；高架桥净高12m（考虑接触网立柱更换高度）3、桥梁设计原则1）结构形式力求简单，施工方便、快速、减少在铁路上方的施工时间；2）结构受力合理、明确，满足耐久性和可靠度要求；3）结构满足铁路运营安全和铁路规划要求4、设计方案方案一：200+200m钢箱梁独塔斜拉桥1）总体布置主桥桥型为独塔双索面斜拉桥，孔径布置为（200+200）m，主桥全长400m；2）结构体系主桥结构体系采用塔、梁、墩固结体系，边墩约束横向线位移、释放纵向线位移；3）主梁顶宽3700cm，中线处梁高300cm，标准节段长1200cm，可根据现场和运输条件分为400cm-600cm一个节段。4）主塔及基

4、础主塔由上塔柱、中塔柱、下塔柱及横梁组成的框架结构，为偏心受压构件。主塔下设上下两层矩形承台，中间设置铰盆，承台下布置32根2.0m桩。5）斜拉索斜拉索采用空间扇形布置，两端均按张拉端设计，安装时在塔端张拉，主梁端锚固。6）施工方案斜拉桥转体施工，转体后将上下承台浇筑成整体固结。方案二：混凝土双塔斜拉桥1）总体布置主桥桥型为双塔双索面斜拉桥孔径布置为（90+200+90）m，主桥全长400m；2）结构体系主桥支承采用半漂浮体系。3）主梁主梁采用边主梁截面，双向预应力混凝土结构。4）主塔及基础主塔采用H型混凝土桥塔，主塔下设承台，承台下布置2.0m灌注桩。方案三：结合梁独塔斜拉桥1）总体布置独塔

5、双索面斜拉桥，孔径布置200m+140m，主桥全长340m，边跨设一个辅助墩。2）结构体系主桥结构体系采用塔、梁、墩固结体系，边墩约束横向线位移、释放纵向线位移；3）主梁加劲梁采用等高度边主梁，混合梁体系，混凝土梁长154m，钢梁长186m。4）主塔及基础主塔由上塔柱、中塔柱、下塔柱及横梁组成的框架结构，为偏心受压构件。主塔下设上下两层矩形承台，中间设置铰盆，承台下布置32根2.0m桩。方案四：连续刚构桥1）总体布置主桥为连续刚*构桥，孔径布置为（85+2*140+85）m，主桥全长450m。2）结构体系主桥结构体系采用刚性连续梁体系。3）主墩和基础主墩采用矩形柱式墩，承台采用矩形承台，承台下

6、设16根1.8m桩基。4、设计方案对比1）设计方案比较设计方案方案一方案二方案三方案四200+200m钢箱梁独塔斜拉桥混凝土梁双塔斜拉桥结合梁独塔斜拉桥连续钢构桥或T够连续梁桥总桥长（m）400380340450工程造价（建安费，万元）24480164201960012623交角与铁路交角在2530与铁路交角在2530与铁路交角在2530与铁路交角在3035施工工期（月）16161820241618施工方案转体施工挂篮悬灌或转体施工悬臂吊装挂篮悬灌或转体施工后期养护工作量钢箱梁需定期进行涂装、斜拉索需定期换索斜拉索需定期换索钢纵梁、横梁需定期进行涂装、斜拉索需定期换索养护量小施工难易程度钢梁节

7、段通过公路运输；现场采用架梁吊机悬拼施工；转体施工，工艺较复杂挂篮悬灌、工艺成熟砼桥面板需预制，安装后需通过湿浇缝连接成整体，施工较复杂挂篮悬灌、工艺成熟施工期间对铁路运行的影响施工期间仅转体施工时对铁路有干扰影响，但影响时间和周期很短。在铁路上方如采用挂篮悬灌，对铁路干扰影响时间、周期较长；如采用转体施工，仅在转体施工和合拢段施工时对铁路有干扰影响，但影响时间和周期较短，悬臂吊装对铁路干扰影响时间、周期较长，既有铁路长达120m范围需搭设曲线防护棚架，且公路桥跨铁路桥范围防护棚搭设困难。在铁路上方如采用挂篮悬灌，对铁路干扰影响时间、周期较长；如采用转体施工，仅在转体施工和合拢段施工时对铁路有

8、干扰影响，但影响时间和周期较短，其中：合拢段需在铁路上方搭设防护棚架。运营期间对铁路运行的影响钢箱梁定期涂装、斜拉索定期换索对铁路运营安全有一定影响，尤其是斜拉桥换索对既有铁路安全存在一定的安全风险。斜拉索定期换索对铁路运营安全有一定影响，并存在一定的安全风险。钢纵梁、横梁定期涂装、斜拉索定期换索对铁路运营安全有一定影响，尤其是斜拉桥换索对既有铁路安全存在一定的安全风险。无对既有铁路接触网立柱的影响无无无对接触网立柱进行迁改并改用悬挂在梁底方式对既有铁路路基、桥梁以及周边建筑物安全的影响较大较大较大相对较小跨铁路高架桥净高12.0米12.0米12.0米8.5米（接触网立柱悬挂在混凝土梁梁底）2

9、）施工方案比较(1)方案一主塔及边墩基础位于铁路线外，采用常规陆上施工即可；承台、上下转盘等转体系统施工；主塔采用常规爬模现浇法施工；钢梁采用工厂节段预制，运输至现场后采用桥梁吊机悬拼施工；斜拉桥转体施工，转体完成后上下承台浇筑成整体固结；（2）方案二主塔及边墩基础位于铁路线外，采用常规陆上施工即可；承台、上下转盘等转体系统施工；主塔采用常规爬模现浇法施工；主梁采用支架现浇或挂蓝悬浇；斜拉桥转体施工，转体完成后上下承台浇筑成整体固结；（3）方案三主塔及边墩基础位于铁路线外，采用常规陆上施工即可；主塔采用常规爬模现浇法施工；边跨混凝土主梁采用支架法现浇，主跨钢梁采用工厂节段预制，运输至现场后采用

10、桥梁吊机悬拼施工；（4）方案四主塔及边墩基础位于铁路线外，采用常规陆上施工即可；主梁采用挂篮悬浇，箱梁0号块采用墩旁支架现浇施工，边跨现浇段利用墩旁托架或挂篮现浇施工。5、方案分析1）关于方案一（钢箱梁独塔斜拉桥方案）、方案二（混凝土双塔梁斜拉桥方案）和方案四（刚构连续梁或T构连续梁方案）采用的转体施工方案，将导致铁路两侧既有建筑物有一定的额外拆迁量，且方案四转体吨位太大（约26000吨左右；）此外由于转体施工方案上下承台厚度较大，且不宜出露于地面以上，导致桥墩基坑开挖太深，深基坑开挖防护较为困难。2）关于方案三（结合梁独塔斜拉桥方案），由于在公路桥跨铁路桥范围防护棚设置非常困难（尤其是拆除施

11、工）。因此，该桥型方案在施工到桥跨范围施工节段时，宜采用“要点”并在既有铁路采取停电措施情况下进行施工；对既有铁路影响太大，不宜采用。3）关于方案四（刚构连续梁或T构连续梁方案）如桥下净高按满足桥下接触网立柱维护更换不小于12m净高要求进行设置，将导致人民西路上下匝道无法设置，如采用迁改接触网立柱方案并将接触网悬挂在梁底，必须取得既有铁路电气化管理部门的同意方能成立。从工程造价来看，斜拉桥的造价费用要比连续刚构或T构连续梁桥的费用多0.5倍到一倍左右。同样是斜拉桥，钢箱梁的费用要比混凝土的造价高25%左右。从技术角度来讲前三个斜拉桥的方案，最大的技术问题有主塔承台的开挖对铁路路基的影响和斜拉桥

12、的换索和涂装对铁路运营的影响。鉴于目前国内跨铁路的斜拉桥，尤其是钢箱梁的斜拉桥都不多，可借鉴的经验不多，需要注意的地方和专项技术较多。但是靠近铁路路基的开挖和围堰支护，在国内也很多相似的工程，技术也相对成熟；另外随着国内斜拉桥的增多，斜拉桥拉索和涂装的技术和工艺也将会有比较大的发展，故换索和涂装的周期必定会延长，对周围的影响也一定会减少。6、结论在四个方案都满足规范要求的前提下，技术和造价是约束龙岩大桥方案选择的主要因素。通过四套设计方案比较，从经济、技术难度和对铁路和周边环境的影响考虑，采用方案四中的挂篮悬浇是比较合理的。参考文献建设项目经济评价方法与参数（中国计划出版社）建设项目可行性研究与经济评价手册（中国物价出版社）投资项目可行性研究指南（国家计委2002年颁布）城市道路设计规范（CJJ37-1990）城市桥梁设计规范、（CJJ11-2011）铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1-2005)