吳志剛

（中鐵第五勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司 北京 102600）

1 項目概況

寶雞是陜西省第二大城市。斗中路高架快速路是寶雞市快速干道系統(tǒng)中的重要組成部分，是聯(lián)系中心城區(qū)與市域外圍交通聯(lián)系的重要通道。它是在現(xiàn)狀道路的基礎(chǔ)上進(jìn)行的快速化改造，采用“高架快速路+地面輔道”的建造形式，全長8.6 km[1]。其高架主線為雙向六車道的城市快速路，地面輔道為雙向四車道的城市主干路。

1.1 橋址概況

斗中路高架快速路跨隴海鐵路橋為本項目的關(guān)鍵性節(jié)點工程，需跨越寶雞東編組站的10股軌道及鐵路專用線兩處鐵路節(jié)點。與隴海鐵路上行線交角87.1°，與鐵路專用線交角102.9°，全長293 m。主橋橋位下為既有的斗中路及其下穿鐵路的框架橋[2]?，F(xiàn)狀道路兩側(cè)為商業(yè)和居住區(qū)，高層建筑密集。高架橋梁布局空間局促，建設(shè)條件復(fù)雜。平面布置見圖1。

圖1 高架快速路平面布置(單位:m)

1.2 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

（1）道路等級

快速路主線:城市快速路；

地面輔道:城市主干路。

（2）設(shè)計車速

快速路主線:80 km/h；

地面輔道:40～50 km/h。

（3）設(shè)計荷載

快速路主線:城-A級[3]。

（4）平面

跨鐵路段平面線形位于直圓緩和曲線段，圓曲線半徑為150 m。直線段長244.88 m，緩和曲線段長70 m。

（5）縱斷面

縱坡≤4%[4]。

2 主要控制因素

2.1 隴海鐵路和專用線的鐵路限界

隴海線為雙線電氣化鐵路，分別為隴海鐵路上、下行正線。橋位處正線間有10股聯(lián)絡(luò)線，正線線間距約48 m。由于接觸網(wǎng)桿的限制，主橋橋下最小凈空≥9.9 m。鐵路專用線位于隴海鐵路南側(cè)，連接寶雞東站與寶雞機(jī)車檢修段，為單線電氣化鐵路。橋下最小凈空≥9.9 m。專用線距離隴海鐵路下行線42 m，與現(xiàn)狀斗中路平交。

擬定的橋梁方案應(yīng)保證整個施工過程，均應(yīng)不侵入鐵路限界，且最大限度減少施工對既有鐵路運營以及鐵路線、纜的影響[5]。

2.2 現(xiàn)狀的地面道路交通

新建橋梁正下方為既有的鐵路框架橋，該橋連接現(xiàn)狀的斗中路和寶十路。框架橋為并排設(shè)置的2處單孔框架橋，橋長約58.5 m，兩孔框架總寬14.7 m，凈高5 m。新建橋梁的布置應(yīng)減少對現(xiàn)狀地面交通的影響。

2.3 拆遷量

跨鐵路的高架橋梁位于城區(qū)主干路之上，道路兩側(cè)高層建筑密集。橋梁的橋型方案和施工方案的選擇，決定了工程的建安費用和拆遷費用。不同的施工方案對應(yīng)的工程拆遷費用有可能會超過建安費，進(jìn)而影響整個項目的總投資。

3 方案設(shè)計遵循的原則

3.1 結(jié)構(gòu)安全、適用的原則

高架橋梁的跨徑合理，受力明確，結(jié)構(gòu)安全、施工可行。

3.2 鐵路安全的原則

隴海鐵路是貫穿中國東、中、西部最重要的鐵路干線。擬定的方案既要保證在施工期間鐵路的運營安全，也要考慮橋梁在后期運營期間，結(jié)構(gòu)正常維護(hù)時，對鐵路的干擾最小。

3.3 經(jīng)濟(jì)的原則

方案的選擇要滿足經(jīng)濟(jì)合理的原則。在滿足使用功能的前提下，一方面采用合理的跨度和橋型，降低橋梁本身的造價；另一方面選擇合適的施工方案，減少因施工引起的拆遷量，以求達(dá)到最大的投資效益。

4 方案設(shè)計

4.1 下穿方案

由于現(xiàn)狀的斗中路在橋位處已經(jīng)以下穿形式穿越隴海鐵路，在保留既有的下穿鐵路的框架橋、現(xiàn)狀地面道路和道路兩側(cè)高層建筑的前提下，新建的斗中路高架在地面位置已無再次下穿隴海鐵路的空間。故下穿方案不可行。

4.2 上跨方案設(shè)計

新建高架考慮以上跨橋梁的方式穿越隴海鐵路和專用線。

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4.2.1 施工方案的選擇

目前橋梁上跨鐵路常用3種施工方法:頂推、懸澆和轉(zhuǎn)體[6-7]。頂推方式需提前沿線路制作梁體，在跨徑較大時需在跨中設(shè)置臨時墩。本橋的橋位基本與現(xiàn)狀的地面框架橋重合，臨時墩需設(shè)置在框架橋之上，且位于鐵路上、下行正線之間，施工干擾大。懸澆施工需要的施工場地最小，拆遷量小，但在鐵路上方作業(yè)的時間較長，對鐵路運營的影響較大。轉(zhuǎn)體施工，梁體需提前平行于鐵路線預(yù)制，轉(zhuǎn)體范圍內(nèi)空曠，無高聳的建筑沖突，有一定的拆遷量，對鐵路和地面交通的干擾小。故本橋推薦采用轉(zhuǎn)體施工[8]。

4.2.2 主墩的布置和跨度的選擇

本橋主墩可以布置在隴海鐵路北側(cè)、隴海鐵路南側(cè)與專用線之間或?qū)Ｓ镁€以南三個位置。為減小工程的規(guī)模，在主墩布置滿足鐵路限界和不影響地面交通的前提下，盡量減少主跨的長度。

主墩布置在專用線以南，則橋梁主跨達(dá)132 m，轉(zhuǎn)體長度為264 m，轉(zhuǎn)體時將與道路兩側(cè)的高層建筑沖突。主墩布置在隴海鐵路南側(cè)及專業(yè)線之間，若不采取鐵路線間合龍的方案，則主跨為97 m，轉(zhuǎn)體長度為194 m，轉(zhuǎn)體時也將影響到鐵路南側(cè)斗中路兩側(cè)現(xiàn)狀的一部分建筑。故將主墩布置在鐵路北側(cè)是合適的選擇。此處隴海鐵路上下行之間的線間距為48 m，加上鐵路路堤的寬度及主墩避讓寶十路的距離，主跨選擇100 m左右。

4.2.3 跨專用線橋梁方案

專用線為單線電氣化鐵路，如果單獨設(shè)置一聯(lián)，可采用（31.5+31.5+36）m混凝土連續(xù)梁方案，整幅設(shè)置，支架現(xiàn)澆施工。如果與主橋合并成一聯(lián)橋，可考慮將一個主墩設(shè)在專用線與下行正線之間，采用（55+107+60）m剛構(gòu)對轉(zhuǎn)方案。由于專用線與下行正線及既有框架橋進(jìn)口僅距離42 m，為避免主墩位置影響一部分既有的地面交通，可以局部優(yōu)化地面交通組織，或?qū)⒋酥鞫赵O(shè)置成框架墩，墩頂轉(zhuǎn)體。

4.3 主橋方案比選

本方案在跨隴海鐵路時，選用一聯(lián)（97+97）m單索面矮塔斜拉橋。整幅設(shè)置，結(jié)構(gòu)正交。主墩立于鐵路上行線北側(cè)，轉(zhuǎn)體施工，轉(zhuǎn)體長度2×92 m，兩側(cè)設(shè)置5 m現(xiàn)澆段。橋型布置見圖2。

橋梁橫斷面布置為:橋?qū)?9 m＝0.5 m（防撞護(hù)欄）+11.5 m（行車道）+4 m（索塔區(qū)）+11.5 m（行車道）+0.5 m（防撞護(hù)欄）。

圖2 矮塔斜拉橋方案(單位:m)

（1）上部結(jié)構(gòu)

主梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，單箱三室，橋面全寬29 m，根部梁高7.5 m，端部梁高3 m。

（2）下部結(jié)構(gòu)

主墩采用板式墩，橫斷面為花瓶型，墩高15.5 m。小里程邊墩為避讓既有鐵路框架橋交通流，采用門式墩，其蓋梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。墩柱立于人行道上，間距17.2 m，高13 m。大里程側(cè)邊墩采用三柱排架墩，墩高16.5 m。橋墩均采用群樁基礎(chǔ)。

4.3.2 方案二 (55+107+60)m剛構(gòu)橋

本方案采用（55+107+60）m剛構(gòu)體系，全長222 m，整幅設(shè)置，結(jié)構(gòu)正交。橋梁采用雙T構(gòu)對轉(zhuǎn)施工，轉(zhuǎn)體方向為順時針，轉(zhuǎn)體長度分別為2×50 m、2×55 m，兩側(cè)設(shè)置5 m長現(xiàn)澆段。本方案需在鐵路線間合龍，跨中合龍段長度為2 m。橋型布置見圖3。

圖3 (55+107+60)m剛構(gòu)橋方案(單位:m)

橋梁橫斷面布置為:橋?qū)?4.5 m＝0.5 m（防撞護(hù)欄）+11.5 m（行車道）+0.5 m（中央護(hù)欄）+11.5 m（行車道）+0.5 m（防撞護(hù)欄）。

（1）上部結(jié)構(gòu)

主梁采用單箱多室變截面預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，根部梁高分別為5 m、6 m，端部梁高2.5 m，梁底呈二次拋物線變化。

（2）下部結(jié)構(gòu)

主墩采用花瓶墩，墩高分別為13.5 m和15.5 m，主墩底寬6 m。小里程邊墩為避讓既有鐵路框架橋交通流，采用門式墩，其蓋梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，墩柱立于人行道上，間距17.2 m，高12 m。大里程側(cè)邊墩采用三柱排架墩，墩高15.7 m。橋墩均采用群樁基礎(chǔ)。

4.3.3 方案三 (97+97)m剛構(gòu)橋

本方案采用（97+97）m剛構(gòu)體系，全長194 m，整幅設(shè)置，結(jié)構(gòu)正交。橋梁主墩立于鐵路上行線北側(cè)，順時針轉(zhuǎn)體施工，轉(zhuǎn)體長度為2×92 m，兩側(cè)各設(shè)置5 m長現(xiàn)澆段[9-10]。橋型布置見圖4。

圖4 (97+97)m剛構(gòu)橋方案(單位:m)

橋梁的橫斷面布置與方案二相同。

（1）上部結(jié)構(gòu)

上部結(jié)構(gòu)采用單箱多室變截面預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，根部梁高9.5 m，端部梁高4 m，梁底呈二次拋物線變化[11]。

（2）下部結(jié)構(gòu)

主墩采用板式墩，矩形截面，墩高13.5 m，主墩底寬11.9 m。小里程邊墩為避讓既有鐵路框架橋交通流，采用門式墩，其蓋梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，墩柱立于人行道上，間距17.2 m，墩高12 m。大里程側(cè)邊墩采用三柱排架墩，墩高15.5 m。橋墩均采用群樁基礎(chǔ)[12]。

4.4 建議方案的選擇理由

從對既有地面道路交通的影響、施工和運營期間對鐵路的影響、后期維護(hù)的難度、施工難易程度、工期長短和投資大小綜合比較，方案三（97+97）m剛構(gòu)為最優(yōu)的選擇。各方案的具體比較見表1。

表1 各方案對比

5 結(jié)束語

本橋處于既有的城市道路和下穿鐵路的框架橋之上，建設(shè)條件復(fù)雜。本方案較好地解決了高架快速路、鐵路和既有地面交通之間的關(guān)系，目前已獲鐵路局的批復(fù)，為今后在既有的城區(qū)道路上新建跨鐵路的高架橋提供了借鑒。