吳永峰

（西安鐵路局，陜西西安710054）

多股道大高差既有鐵路的下穿框架橋設計方案

吳永峰

（西安鐵路局，陜西西安710054）

隨著城市的發(fā)展，越來越多的公路與鐵路交叉。根據國道G327韓城過境公路工程的特點與難點，介紹多股道大高差頂進框架橋和擋墻的設計方案，并闡述分離式框架橋施工工序。頂進框架橋設計采用單體框架橋和聯(lián)體式框架橋相結合的方法，施工采用現(xiàn)澆結合預制頂進、兩側向中間對頂?shù)姆椒?。高擋墻采用樁板墻的形式，為適當減小樁的長度，框架橋必須先頂進西側框架橋。多股道大高差既有線頂進框架橋的實踐，可為類似工程提供借鑒。

多股道；大高差；頂進；框架橋；線路加固；下穿鐵路

0 引言

國道G327公路（簡稱G327）是《國家公路網規(guī)劃（2013—2030年）》中新增的東西橫線，在陜西省境內途經韓城市、黃龍縣、黃陵縣。項目起點位于韓城市龍門鎮(zhèn)接國道G108，沿韓城市西部山底增設一段G327韓城過境線，同時兼作韓城市西環(huán)線，長約26.4km。本工程為公路下穿鐵路立交橋工程，是韓城市“十二五”公路建設規(guī)劃中7項重大項目之一。項目的實施可完善韓城市公路路網結構、提高路網均衡發(fā)展，對解決韓城西部交通發(fā)展需求、進一步加快城鄉(xiāng)交通一體化進程具有積極的推動作用，同時對發(fā)展沿線經濟、分流交通及生態(tài)環(huán)境保護有著十分重要的意義。

1 總體設計與鐵路現(xiàn)狀

新建橋中心線位于韓城站西側、侯西下行線K106+189.669處。公路下穿鐵路，共與7股道鐵路交叉，從北向南依次為：象山礦專用線（2股道）、西牽線、侯西上行線、侯西下行線、貨牽線及機待線。

公路下穿侯西鐵路位于曲線半徑為500m的平曲線上，鐵路線間距沿公路中心線自北向南分別為6.2m、25.1m、8.4m、7.0m、22.5m、7.9m，公路與各股鐵路交角分別為75.1°、74.3°、64.5°、63.7°、61.4°、56.0°、55.5°。公路下穿鐵路情況見圖1。

圖1 公路下穿鐵路平面示意圖

公路縱斷面下穿鐵路位于3.5%的單向坡上，公路下穿鐵路范圍段長111.3m（含擋墻），設計路面高差最大達2.97m。各股道線路軌面高差相差較大，象山礦兩股道軌底高程分別為460.50m、460.48m，西牽線與侯西上下行線軌底高程分別為459.63m、457.09m、456.34m，貨牽線與機待線的軌底高程分別為457.68m、457.53m，股道高差最大達4.16m，特別是西牽線與侯西上下行線之間，垂直線間距分別為7.5m、6.2m，高差達3.29m（見圖2）。

圖2 縱斷地面線圖

G327公路為一級公路，標準橫斷面寬25.5m，橫斷面布置為：0.75m土路肩+3m硬路肩+2×3.75m行車道+0.5m路緣帶+2m中央分隔帶+0.5m路緣帶+2×3.75m行車道+3m硬路肩+0.75m土路肩。

2 工程特點和難點

（1）下穿鐵路段總長度較長，頂進距離長，頂進時分段頂進、兩側對頂。

（2）股道之間的距離大，象山礦專用線中心線與西牽線中心線之間相距25.1m，侯西下行線中心線與貨牽線中心線距離22.5m，使得頂進框架橋設計只能分3部分：下穿象山礦專用線兩股道作為一部分；下穿西牽線與侯西上下行線作為一部分；下穿貨牽線與機待線作為一部分。

（3）下穿鐵路段位于圓曲線上，公路橫斷面寬25.5m，線路與股道的交角均不一樣，下穿貨牽線與機待線采用2孔聯(lián)體式框架橋，而下穿象山礦專用線2股道和下穿西牽線、侯西上下行線均只能采用2孔分離式框架橋。

（4）股道高差大，使得最高的框架橋高達12.80m，尤其是相鄰的西牽線與侯西上下行線之間高差達到3.29m，使得西牽線頂板頂覆土厚度達到3.76m（軌底至頂板頂）。

（5）框架橋兩端設擋墻，擋墻高12.8m，擋墻采用樁板式防護結構，同時擋墻外側需要削土刷方處理，刷方高度3.1m。

（6）下穿象山礦專用線和下穿西牽線、侯西上下行線均為2孔分離式框架橋，同時處在曲線上，施工只能先頂進西側框架橋（曲線內側），待西側框架橋達到強度后頂進東側框架橋（曲線外側），施工周期長，對鐵路運營干擾大。

（7）設計橋位處有1孔2.5m既有箱涵（3趟供水管防護涵）下穿鐵路、設計橋位影響范圍內有一處10kV電力線下穿鐵路，施工前需進行遷改。因此，設計需增設一趟1孔2.4m圓形防護涵，結合框架橋統(tǒng)籌設計，尤其是線路加固系統(tǒng)。同時，供水管不能中斷供水，施工只能優(yōu)先完成圓形防護涵，才能拆除既有箱涵，拆除既有箱涵需要采用繩鋸切割法。

（8）由于機待線終點車擋位于框架橋范圍內無法加固，但施工期間不能中斷行車，必須先延長機待線，保證線路加固長度[1-4]。

3 框架橋設計

由于本工程下穿鐵路股道較多（7股），為保證鐵路安全滿足公路線路要求，本工程框架橋結構分為3部分，采用現(xiàn)澆與頂進相結合的施工方法。下穿貨牽線及機待線采用2孔14.5m聯(lián)體框架橋結構（C段），下穿西牽線與侯西上下行線采用（14.0+14.0）m單體框架橋結構（B段），下穿象山礦專用線兩股道采用（14.0+14.0）m單體框架橋結構（A段）?？蚣軜蛟O計情況見表1。

為減小頂進距離，B段框架橋工作坑位于象山礦專用線下方，B段框架橋在便梁加固后開挖象山礦專用線鐵路路基，在其線下位置形成工作坑預制完成，兩部分分別施工，自北向南先后頂進就位；C段框架橋工作坑位于貨牽線南側，頂進方向自南向北；A段框架橋位于象山礦下方，可以利用B段頂進工作坑，B段頂進后線下采用現(xiàn)澆方法施工。

西牽線下的B段框架橋板頂覆土厚度達3.76m，設計采用0.5m道砟+3.26mCL7.5級輕集料混凝土，有效減輕板頂荷載。

表1 框架橋設計情況

4 擋墻設計

主體結構與擋墻平面布置見圖3，立面布置見圖4。框架橋兩端出入口、各框架橋之間采用樁板式擋墻結構。擋墻采用1.25m×1.75m鋼筋混凝土樁基礎,樁中心間距按2.5～3.0m布置，樁頂設置1.0m高冠梁，樁基靠近公路一側設置30cm厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻面板。

圖3 主體結構與擋墻平面布置

在樁基施工完成后，鑿除樁基護壁，并對樁間及樁基礎與框架橋之間縫隙位置清除浮土，采用掛網噴射混凝土找平后，現(xiàn)澆30cm厚鋼筋混凝土面板。混凝土面板與樁基礎之間通過預埋鋼筋連成整體。樁板墻結構與框架橋之間預留3cm變形縫。現(xiàn)澆擋土板外側采用清水混凝土飾面，間隔5m左右預留變形縫。

擋土板下部設置鋼筋混凝土基礎，基礎頂部低于路面5cm以上。

除鐵路北側樁基礎外，其余樁板墻樁基礎均在框架橋頂進前施工完成，作為防護樁使用。北側樁板墻基礎在現(xiàn)澆A段框架橋時施工，以縮短施工工期。

5 鐵路線路加固與施工方案

頂進線路加固采用16m及24mD型便梁及抗橫移樁、支點樁、支墩等組成線路加固系統(tǒng)[5]。

對于A—B段框架橋結構，采用分幅施工的方法，首先施工西側框架橋。采用3跨24mD型便梁先后加固北側5股道鐵路線（象山礦兩股道、西牽線、侯西上下行線），在中間一跨便梁下部形成工作坑及頂進通道，完成A—B段西框架橋施工工作。

在西框架橋達到設計強度后，拆除原加固系統(tǒng)，利用既有框架橋作為支撐體系，采用2跨24mD型便梁加固北側5股道鐵路線，在東側1跨便梁下部形成工作坑及頂進通道，完成A—B段東側部分框架橋施工工作。

對于C段框架橋施工，采用4跨16mD型便梁加固體系，且在框架橋影響范圍內D型便梁下部設置I 56b型鋼作為橫抬梁。便梁加固均采用直徑1.50m支點樁結構。

為統(tǒng)籌考慮頂管工程所需的線路架空體系，在鐵路D型便梁加固系統(tǒng)西側增加1跨12m便梁副跨，與第一次線路加固便梁同時施工、同時拆除，以減少對既有鐵路的影響?？蚣軜蝽斶M期間列車限速45km/h[6]。

6 主要施工工序

框架橋C段施工為頂進施工，施工工作相對獨立，可以自由安排施工工序，減少對鐵路的影響。施工工序為：（1）①施工延長機待線，進行四電設施遷改及防護；②施工支撐樁、防護樁（含部分樁板墻基礎樁）、臨時支墩等結構，完成第一次線路架空；③完成1孔2.4m頂管工程，完成象山礦給水管及電纜遷改。（2）①開挖C段框架橋工作坑，開挖架空系統(tǒng)象山礦線中央24m便梁下部路基，形成工作坑；②預制B段西側、C段框架橋。（3）①頂進B段西側框架橋、C段框架橋就位；②現(xiàn)澆框架橋A段西側結構；③待框架橋結構達到設計強度后拆除原加固系統(tǒng)；④根據設計施工下階段加固系統(tǒng)所需支撐樁，施工A段框架橋西側樁板墻樁基礎。（4）①利用既有框架橋為支撐，施工下階段加固系統(tǒng)；②開挖象山礦專用線架空系統(tǒng)西側24m便梁下部路基，形成工作坑；③在工作坑位置澆注B段東側部分結構，并頂進就位；④在橋位處現(xiàn)澆框架橋A段東側結構。（5）①待框架橋達到設計強度后拆除加固系統(tǒng)；②對鐵路設施進行恢復，同時可施工擋土墻、路面結構等其他公路設施[7-8]。

7 結束語

受公路與鐵路交叉處線位、地形地貌等方面影響，G327與鐵路交叉只能采取公路下穿鐵路的方式，設計階段多方多次研討，否決了遷改西牽線、停用專用線、一次實施等方案，制定了主體結構分段設計、現(xiàn)澆結合預制頂進、兩側向中間對頂?shù)氖┕し椒?，減小了施工對鐵路運輸?shù)母蓴_，降低了工程造價。

頂進框架橋需要同時考慮鐵路與公路路面高差、線路加固、板頂覆土厚、結構長度、頂進距離、公路線形等因素，還需制定接觸網及通信信號光電纜等設備的遷改防護方案，從主體結構設計及實施步驟方面制定合理的施工方案。本項目正在實施，該方案可為類似工程提供借鑒。

[1] 鐵道部第四勘察設計院橋隧處. 橋涵頂進設計與施 工[M]. 北京：中國鐵道出版社，2005.

[2] TB 10002—2017 鐵路橋涵設計規(guī)范[S].

[3] 彭濤. 下穿10股既有鐵路的大型框架結構頂進設計[J]. 鐵道建筑技術，2012，28(S2)：158-162.

[4] 梁紅燕. 大型火車站內頂進框架橋的設計[J]. 鐵道 標準設計，2011，54(2)：76-79.

[5] 河北省石家莊市政建設總公司. CJJ74—1999 城鎮(zhèn) 地道橋頂進施工及驗收規(guī)程[S]. 北京：中國建筑工 業(yè)出版社，1999.

[6] 鐵運〔2012〕280號 鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法[S].

[7] 吳克聰，劉杰. 幾座特殊框架橋的設計與施工[J]. 鐵道標準設計，2006，47(12)：37-41.

[8] 嚴博翀. 鐵路框構橋施工便梁基礎安全分析[J]. 中 國鐵路，2015(10)：39-45.

Design Plan for Frame Bridge with Multiple Lanes and Big Height Difference under Existing Railway

WU Yongfeng
（Xi'an Railway Administration，Xi'an Shanxi 710054，China）

As the cities grow, more and more highways need to cross the railway lines. Based on the characteristics and challenges of the national highway G327 Hancheng through-traffic highway, this paper introduces the design plan for jacked frame bridge with multiple lanes and big height difference and the retaining wall. The design of jacked frame bridge combines both the single frame bridge and integral frame bridge while the construction adopts the method of the cast-in-place together with precast jacking and jacking from two sides to the middle. The high retaining wall adopts the form of piling wall. With the purpose of reducing the length of the pile, the frame bridge on the west side must be jacked first. The practice of this frame bridge with multiple lanes and big height difference under the existing railway will provide a reference for similar projects.

multiple lanes；big height difference；jack；frame bridge；railway reinforcement；under the railway

U442.5

A

1001-683X（2017）09-0079-04

10.19549/j.issn.1001-683x.2017.09.079

吳永峰（1981—），男，工程師。E-mail：15009255763@139.com

責任編輯 李葳

2017-05-23