導(dǎo)語(yǔ)：高速下穿鐵路設(shè)計(jì)方案研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:現(xiàn)有一些道路的通行能力已不滿足現(xiàn)階段交通的需求，需要對(duì)原有道路進(jìn)行擴(kuò)建，拓寬設(shè)計(jì)過程中處理好原道路與周邊建筑、道路的關(guān)系尤為重要，個(gè)別關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)甚至影響整個(gè)拓寬工程的實(shí)施。對(duì)于下穿鐵路橋梁的公路，需根據(jù)周邊的地理?xiàng)l件制定合理的下穿方式，同時(shí)要考慮凈空、樁基等的相互影響，以某擴(kuò)建公路下穿鐵路為例，針對(duì)安全性以及可行性進(jìn)行研究，并給出一種可行的設(shè)計(jì)方案，為類似的工程項(xiàng)目提供借鑒。

關(guān)鍵詞:擴(kuò)建，下穿，鐵路擴(kuò)建

公路不可避免的會(huì)與既有道路或規(guī)劃道路交叉，因此需要在設(shè)計(jì)方案中著重考慮空間和施工作業(yè)面的協(xié)調(diào)性。工程上常采用拆除重建上跨公路橋梁，調(diào)整規(guī)劃道路線形及分幅新建拼寬橋，繞開既有結(jié)構(gòu)物等解決方案，但當(dāng)公路與鐵路橋梁相交，且平面空間受限時(shí)，常規(guī)的方法已不適用，對(duì)結(jié)構(gòu)物采取一定的構(gòu)造措施能夠節(jié)省大規(guī)模的資金投入及減少建設(shè)過程中的相互影響。

1項(xiàng)目概況

擴(kuò)建公路橋梁寬度為24．5m，雙向四車道，設(shè)計(jì)速度為100km/h，近期有擴(kuò)建成雙向八車道計(jì)劃，擴(kuò)建后橋梁寬度為42m跨徑布置為13m+7×25m;擴(kuò)建公路與在建鐵路1相交，夾角為28°，鐵路橋跨徑布置為72m+128m+72m，基礎(chǔ)為群樁基礎(chǔ)。需要充分考慮現(xiàn)有實(shí)際情況，對(duì)鐵路橋梁及公路橋梁做相應(yīng)設(shè)計(jì)。經(jīng)核算，擴(kuò)建后高速公路橋邊至鐵路橋墩凈距為2．6m≥2．5m，公路樁基距離鐵路橋樁基6．8m≥6m(4倍下穿橋樁徑)，均滿足《公路與市政工程下穿高速鐵路技術(shù)規(guī)程》［1］的相關(guān)規(guī)定。但是鐵路橋11號(hào)橋墩處承臺(tái)已經(jīng)侵入高速橋面下部4m左右，高速路拼寬橋的樁位布置受到影響，此外鐵路橋12號(hào)橋墩基礎(chǔ)施工臨近擴(kuò)建高速公路橋臺(tái)錐坡，需要采用相應(yīng)措施減少兩者之間的相互影響。按照擴(kuò)建后的公路范圍考慮，鐵路1、鐵路2最不利凈空梁底高程分別為47．52m，48．01m，擴(kuò)建后公路路面與鐵路1、鐵路2交叉最不利標(biāo)高分別為40．14m，40．28m，最小凈空分別為7．38m，7．73m，均能滿足最小通行凈高5．5m的要求。擴(kuò)建高速與高鐵平面位置見圖1。

2方案研究

2．1鐵路調(diào)整線性。由于鐵路受高鐵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)限制(曲線半徑最小7000m)及前后兩個(gè)車站控制點(diǎn)、周邊水源保護(hù)區(qū)和自然保護(hù)區(qū)限制，交叉點(diǎn)處的走向只能由北向南，因此，鐵路無(wú)法通過縮小曲線半徑來(lái)增大與公路的交叉角度。2．2拼寬橋分離新建。根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗(yàn)，可將拼寬橋與老橋分離，分別穿過鐵路橋梁的邊跨后再并線［2］，但是距離本交叉位置約1km處有一座大橋，該橋擬采用單側(cè)拼寬的方式進(jìn)行橋梁拓寬，兩座橋中間的過渡段距離已接近規(guī)范規(guī)定的臨界值，因此在交叉點(diǎn)處進(jìn)行兩側(cè)分離拼寬不可行，結(jié)合鐵路橋梁邊跨跨徑和相交交角，單側(cè)分離式拼寬也是不可行的。圖1擴(kuò)建高速與高鐵平面位置圖鐵路橋墩高鐵2（在建）12號(hào)墩氣泡輕質(zhì)土填筑整平區(qū)域標(biāo)高36.61m現(xiàn)狀路面標(biāo)高40.11m2JD2QZ橋梁終點(diǎn)K3579+131.92R-1344.8621HYLs-212K35799GQ高鐵1（在建）11號(hào)墩橋梁起點(diǎn)K3578+918.92013+8×25m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板+預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁K3579+031.92大橋ZK3579+131.920項(xiàng)目設(shè)計(jì)范圍終點(diǎn)（左幅）K3579+235.000項(xiàng)目設(shè)計(jì)范圍終點(diǎn)（右幅）K3578+918.920項(xiàng)目設(shè)計(jì)范圍起點(diǎn)（右幅）2．3常規(guī)拼寬結(jié)合相應(yīng)的措施綜合比較各方案的可行性和經(jīng)濟(jì)性，本項(xiàng)目最終采用常規(guī)的橋梁拼寬方案，輔以必要的工程構(gòu)造、施工組織措施，減小兩座橋梁在施工階段和運(yùn)營(yíng)階段的不利影響，同時(shí)降低了資金投入。高速擴(kuò)建項(xiàng)目原計(jì)劃在鐵路橋梁施工完成后實(shí)施，考慮到該處空間位置狹小，為減小后期擴(kuò)建對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的影響，擬先對(duì)該段高速公路進(jìn)行擴(kuò)建，與鐵路同步施工，第一階段:實(shí)施拼寬橋下部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)施工到小箱梁(空心板)整體化層頂面防水層，橋臺(tái)臺(tái)背施工到搭板頂面，橋面面層鋪裝暫不實(shí)施，擴(kuò)建后的拼寬橋梁暫不與舊橋進(jìn)行拼接，小箱梁內(nèi)邊梁、空心板內(nèi)邊板外露鋼筋做防銹處理后放置。同時(shí)為減少外側(cè)護(hù)欄對(duì)拼寬橋的偏載影響，在拼寬橋施工完成后在拼接處放置水泥墩進(jìn)行反壓。第二階段:將雙向四車道過渡至拼寬橋，根據(jù)擴(kuò)建階段的路線總體設(shè)計(jì)微調(diào)老橋橋面標(biāo)高，按檢測(cè)情況更換支座，對(duì)支座墊石進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)老橋結(jié)構(gòu)情況實(shí)施加固處理，同時(shí)施工新老橋梁拼接，鋪設(shè)拼寬橋橋面安裝伸縮縫，恢復(fù)老橋橋面。

3構(gòu)造措施

1)由于擴(kuò)建后高速公路外側(cè)邊線與高鐵橋墩距離較小，根據(jù)公路和鐵路相關(guān)規(guī)范，本項(xiàng)目橋梁段路側(cè)護(hù)欄采用JTGD81—2017公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的最高等級(jí)HA級(jí)護(hù)欄，防止高速擴(kuò)建后運(yùn)營(yíng)過程中發(fā)生車輛沖撞高鐵橋墩的情況，同時(shí)高鐵橋墩采用防撞措施。2)在高鐵11號(hào)墩處，承臺(tái)侵占了高速公路拼寬橋梁的落墩位置，若采用新舊橋不等跨布置的方案，沉降、主梁撓度等因素將導(dǎo)致拼寬橋上部結(jié)構(gòu)受力不合理，為了不影響拼寬橋上部結(jié)構(gòu)的受力性能以及減小下部結(jié)構(gòu)兩座橋梁基礎(chǔ)的相互影響，高速公路拼寬橋梁采用騎馬樁的下部結(jié)構(gòu)形式，為減小施工過程中對(duì)高鐵橋臺(tái)的影響，將橋墩騎馬樁承臺(tái)設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土構(gòu)件，承臺(tái)標(biāo)高適當(dāng)提高。設(shè)計(jì)階段樁基施工采用人工挖孔，避免振動(dòng)對(duì)高鐵樁基的擾動(dòng)。實(shí)際施工過程中，由于樁基位置處地下水豐富，無(wú)法進(jìn)行人工開挖作業(yè)，且該處強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)較好，不適用旋挖鉆成孔，綜合考慮各種因素，最終采用沖擊鉆成孔。相關(guān)研究表明［3］，沖程的減小能明顯降低成孔過程中的振動(dòng)影響，且振動(dòng)對(duì)周邊樁基的擾動(dòng)隨著鉆進(jìn)的深度加深逐漸減小，故在樁基施工前先在高鐵承臺(tái)附近挖設(shè)一條減振帶，減小沖程，由靠近高鐵承臺(tái)的一根樁基開始，往外逐根施工。騎馬樁構(gòu)造圖見圖2。圖2騎馬樁構(gòu)造圖D150左幅4#-C41518012073°D130D150左幅4#-B老橋邊緣線線路前進(jìn)方向橋墩中心線D左幅4#-A150505075×2250505075755103401100防水層10cm厚C40混凝土整體化層140D200D200D200D200D200D150D150D15030020012.643213.15015.6215415155100243高鐵11橋墩10cm瀝青鋪裝（暫不實(shí)施）拼寬橋56.5818.5875D130D1303)在鐵路12號(hào)橋墩處，承臺(tái)離原高速公路橋臺(tái)錐坡較近，為確保鐵路施工時(shí)高速公路的邊坡穩(wěn)定和行車安全，鐵路方將12號(hào)墩承臺(tái)上抬，以減小基坑開挖深度，在鐵路基礎(chǔ)施工前，對(duì)12號(hào)墩附近的公路路基和橋臺(tái)椎體采用抗滑樁+擋墻+漿砌片石護(hù)坡等防護(hù)措施，高速公路拼寬橋在該位置處的橋臺(tái)采用樁柱式橋臺(tái)+輕質(zhì)土填筑方案，減小臺(tái)前椎體對(duì)鐵路承臺(tái)的影響［4］，見圖3。每種拼接方式各有利弊，分離式拼接中新舊橋受力明確，沉降及收縮徐變對(duì)梁板結(jié)構(gòu)受力影響小，但是整體性較差;鉸接法整體性較分離式稍好，梁板受力明確，收縮徐變、沉降等容易使鉸接部位出現(xiàn)裂縫;剛接法整體性好，連接部位布有鋼筋有利于抗裂，最后采用剛接法進(jìn)行拼接。新老橋拼接工序:鑿除老橋外側(cè)防撞欄和老橋邊板挑臂，保留原有鋼筋，安裝加寬橋內(nèi)側(cè)邊板，新舊橋鋼筋對(duì)應(yīng)焊接，焊接采用單面搭接焊，焊縫長(zhǎng)度滿足相關(guān)規(guī)范要求。布設(shè)整體化層混凝土拼接鋼筋，并與新老橋整體化層鋼筋搭接，搭接長(zhǎng)度滿足規(guī)范要求，接觸面涂刷界面膠，澆筑補(bǔ)償收縮纖維混凝土。新老橋之間的接縫容易出現(xiàn)裂縫的一個(gè)重要原因是混凝土齡期相差太大，新橋混凝土收縮明顯而老橋基本不收縮，可通過延長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力張拉前的混凝土養(yǎng)護(hù)齡期和存梁時(shí)間來(lái)減小新舊結(jié)構(gòu)的收縮徐變差異，并在新橋完成澆筑或安裝結(jié)束后，在合適的拼接時(shí)間(不少于6個(gè)月)采用合適的拼接方式進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)拼接，拼接所采用的混凝土為補(bǔ)償收縮纖維混凝土。為減少新老橋基礎(chǔ)的沉降影響，需嚴(yán)格控制拼寬橋的樁底沉渣厚度。

4臨時(shí)保通措施

擴(kuò)建施工過程中需要保證高速公路能夠滿足一定的運(yùn)營(yíng)條件，高速路上行車速度快，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分考慮各施工階段的通行條件及所采取措施。第一施工階段不涉及到對(duì)老橋的改造，所以基本不影響高速路的運(yùn)營(yíng)，在新橋架梁過程中，需要通過高速路運(yùn)梁，并在橋頭和橋尾處封閉硬路肩，讓運(yùn)梁車進(jìn)入拼寬路基后再進(jìn)行架梁。第二施工階段需對(duì)老橋進(jìn)行頂升換支座、內(nèi)側(cè)護(hù)欄改造及新老橋拼接等施工，本階段將左右幅車道分別轉(zhuǎn)換至拼寬橋，待老橋施工完成后開放雙向八車道同行。

5結(jié)語(yǔ)

下穿鐵路的高速公路擴(kuò)建設(shè)計(jì)方案需要先明確兩者之間的平立面關(guān)系，在優(yōu)化空間關(guān)系的基礎(chǔ)上，盡量采用合適的橋梁拼寬方案或調(diào)整線形等技術(shù)措施，對(duì)于特殊項(xiàng)目，可采取一些工程構(gòu)造措施減小兩者間的相互影響，比如輕質(zhì)土橋臺(tái)、抗滑樁、騎馬樁以及提高護(hù)欄防撞等級(jí)等措施。此外需要結(jié)合實(shí)際考慮各施工工序，避免施工過程的相互影響。

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作者:王杰 單位:廣東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司