崔振宇

(軌道交通工程信息化國家重點實驗室(中鐵一院),陜西 西安 710043)

0 引 言

隴海鐵路是我國大陸東西向的“陸橋通道”，與縱貫我國西部南北向的“包柳通道”以及徐蘭客專、大西客專、西成客專的交匯，組成西安樞紐。西安樞紐是全路八大客運中心之一，也是全路路網(wǎng)性編組站及集裝箱中心站之一，在全國鐵路網(wǎng)中起著骨干作用，也是西北、西南各省聯(lián)系華北、華東、中南等地區(qū)的經(jīng)濟紐帶，在政治、經(jīng)濟和國防上具有極為重要的地位和作用。隴海線咸陽渭河橋改擴建工程金旭路中橋橋址位于隴海線黃家寨至咸陽區(qū)間，如圖1所示。

圖1 金旭路中橋平面位置

1 金旭路中橋總體設(shè)計

1.1 金旭路情況

(1)金旭路現(xiàn)狀。金旭路機動車道為雙向4車道，寬14.0 m，路面高程約為381.01 m，機動車道兩側(cè)均有非機動車道，寬約5.5 m，路面高程分別為382.19 m和382.45 m，機動車道與非機動車道之間設(shè)1.2 m寬綠化帶。既有上行線、下行線、咸黃三線及咸隴聯(lián)絡(luò)線均以(8+14+8)m箱形橋跨越金旭路。

(2)規(guī)劃金旭路情況。規(guī)劃金旭路的路幅組成為：14.5 m(5.5 m非機動車道+9 m綠化帶和人行道)+21 m(機動車道)+14.5 m(5.5 m非機動車道+9 m綠化帶和人行道)，機動車道橋下凈高4.5 m，非機動車道橋下凈高3.5 m。采用隔離墩對機動車、非機動車進行隔離。

1.2 新建金旭路中橋情況

新建金旭路中橋分為新建雙線(隴海線上、下行線)金旭路中橋和新建單線(咸黃三線、聯(lián)絡(luò)線)金旭路中橋三座橋梁。橋址處金旭路與新建雙線(上、下行線)法線夾角約5°，與咸黃三線法線夾角約12°，與聯(lián)絡(luò)線法線夾角約18°。

結(jié)合金旭路與鐵路路線夾角、路面布置形式，金旭路中橋初步擬定孔跨布置如下：

(1) 隴海上、下行線設(shè)置雙線(17.0+23+17.0)m連續(xù)剛構(gòu)，橋梁中心里程SDK1 094+724.5。

(2) 咸黃三線設(shè)置單線(17.3+23.43+17.3)m連續(xù)剛構(gòu)，橋梁中心里程HDK1 094+710.13。

(3) 咸隴聯(lián)絡(luò)線設(shè)置單線(17.7+24.13+18.3)m連續(xù)剛構(gòu)，橋梁中心里程LDK0+074.25。

新建金旭路中橋須保證新建墩臺與金旭路走向一致，并且施工后不影響規(guī)劃金旭路的通行能力。新建金旭路中橋應(yīng)滿足《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》(TB 10002-2017)和《鐵路橋涵混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(TB 10092-2017)的規(guī)定要求。

2 金旭路中橋詳細設(shè)計

2.1 金旭路中橋設(shè)計的關(guān)鍵點

新建金旭路中橋位于直線、緩和曲線及圓曲線上，并且三條線路在橋址處線間距很小，使得金旭路中橋的梁部、墩臺相互干擾，如何合理選擇梁部結(jié)構(gòu)形式、布置墩臺位置以及精確的施工放樣是設(shè)計者必須考慮的問題：

(1) 本橋橋位處小里程側(cè)隴海上行線，與咸黃三線的線間距僅7 m，咸黃三線與咸隴聯(lián)絡(luò)線的線間距僅3.6 m，三孔橋梁梁部之間相互交叉。合理的設(shè)置梁部結(jié)構(gòu)形式是本橋設(shè)計的重點、難點。

(2) 由于本橋橋位處的線形關(guān)系，本橋墩臺與規(guī)劃金旭路之間的夾角在不斷變化，墩臺基礎(chǔ)既要做到與梁部匹配同時又與規(guī)劃金旭路順接，所以如何選擇墩臺形式并進行合理布置需進行專項研究。

(3) 如何在圖紙上準(zhǔn)確的表達本橋復(fù)雜的相互位置關(guān)系精確的指導(dǎo)施工放樣，也需要進行專項研究。

2.2 金旭路中橋的設(shè)計方案

2.2.1 設(shè)計方案提出

根據(jù)金旭路中橋平面位置關(guān)系、景觀要求及受力特點等擬定了三種設(shè)計方案。

(1)方案一。本方案橋梁采用曲線曲做，橋臺、橋墩與線路正交布置。如圖2所示。

圖2 方案一平面關(guān)系圖(單位：cm)

咸黃三線與咸隴聯(lián)絡(luò)線金旭路中橋采用實體橋臺，橋墩采用梁墩一體的剛壁墩，梁部合并設(shè)置。小里程側(cè)采用共用橋墩、橋臺，大里程側(cè)橋墩、橋臺分別布設(shè)。

隴海線上、下行線金旭路中橋橋臺采用實體橋臺，橋墩采用梁墩一體的剛壁墩。咸黃三線與咸隴聯(lián)絡(luò)線金旭路中橋梁部相干擾部分截斷，中間留2 cm施工縫。

(2)方案二。本方案橋梁采用曲線曲做，橋墩及橋臺均順道路路緣斜置，按各線斜交角度扭轉(zhuǎn)。如圖3所示。

圖3 方案二平面關(guān)系圖(單位：cm)

咸黃三線與咸隴聯(lián)絡(luò)線金旭路中橋橋臺采用實體橋臺，橋臺內(nèi)側(cè)構(gòu)造線與金旭路平行，外側(cè)構(gòu)造線與線路垂直布置。小里程側(cè)采用共用橋臺，大里程側(cè)橋臺分別布設(shè)，梁部干擾部分截斷，中間留2 cm施工縫，橋墩采用梁墩一體的剛壁墩。

隴海線上、下行線金旭路中橋橋臺采用實體橋臺，橋臺內(nèi)側(cè)構(gòu)造線與金旭路平行，外側(cè)構(gòu)造線與線路垂直布置。橋墩采用梁墩一體的剛壁墩。與咸黃三線梁部相干擾部分截斷，中間留2 cm施工縫。

2.2.2 設(shè)計方案比選

對兩個方案進行詳細分析，以減少新建橋梁對金旭路的干擾、具有較好的景觀效果且受力最合理為目標(biāo)，進行方案比選。明確結(jié)構(gòu)的受力特點、經(jīng)濟性、安全性及可實施性，把握各方案優(yōu)缺點及關(guān)鍵點，從而選擇最優(yōu)設(shè)計方案(表1)。

表1 方案比選表

由表1分析得出方案二橋墩、橋臺順金旭路路緣斜置，景觀效果好，梁部分開設(shè)置，基礎(chǔ)不均勻沉降不會導(dǎo)致梁部產(chǎn)生裂縫。因此方案二為最優(yōu)方案。

2.3 方案控制點

方案二墩臺斜置雖然景觀效果較好，但墩臺按各線斜交角度扭轉(zhuǎn)使每一個墩臺與線路的夾角都不相同，施工放樣的難度增加很多，這就要求設(shè)計者要盡可能在圖紙上詳細準(zhǔn)確地標(biāo)出墩臺位置及相互關(guān)系。經(jīng)過認真研究提出了以下兩點解決方案：

(1)對于咸黃三線與咸隴聯(lián)絡(luò)線金旭路中橋小里程側(cè)橋臺的位置確定采用以咸黃三線為基準(zhǔn)，橋臺臺前與咸黃三線的法線夾角為12.19°，橋臺臺尾與咸黃三線垂直，如圖4所示。

圖4 咸黃三線與咸隴聯(lián)絡(luò)線金旭路中橋小里程側(cè)橋臺

(2)對于隴海線上下行線金旭路中橋墩臺位置確定采用以隴海線上行線為基準(zhǔn)，橋梁墩臺位置關(guān)系如圖5所示。

圖5 隴海線上、下行線金旭路中橋梁墩臺位置

3 最終的設(shè)計成果

經(jīng)過上述研究形成了金旭路中橋的最終設(shè)計成果。新建雙線(上、下行線)金旭路中橋中心里程SDK1 094+724.50，橋長68.3 m，孔跨設(shè)置(17+23+17)m連續(xù)剛構(gòu)。咸黃三線金旭路中橋中心里程SDK1 094+710.127，橋長69.33 m，孔跨設(shè)置(17.3+23.43+17.3)m連續(xù)剛構(gòu)。咸隴聯(lián)絡(luò)線金旭路中橋中心里程LDK0+074.598，橋長72.93 m，孔跨設(shè)置(17.7+24.13+18.3)m連續(xù)剛構(gòu)。平面位置關(guān)系如圖6所示。截面形式及尺寸：梁體采用等高度普通鋼筋混凝土剛構(gòu)-連續(xù)梁，剛壁墩與梁部連接處采用225 cm×75 cm承托，梁高130 cm，單線橋梁底寬450 cm、頂寬760 cm，雙線橋梁底寬930 cm、頂寬1 240 cm；剛壁墩厚110 cm，橫橋向與梁底同寬。橫斷面如圖7、圖8所示。

圖6 金旭路中橋平面位置關(guān)系圖

圖7 隴海線上、下行線金旭路中橋橫斷面圖

圖8 咸黃三線及咸隴聯(lián)絡(luò)線金旭路中橋橫斷面圖

4 結(jié)束語

本文給出了隴海線咸陽渭河橋改擴建工程金旭路中橋的設(shè)計思路，提供了當(dāng)多條鐵路線相互交匯同時跨越既有城市道路時進行復(fù)雜曲線上的橋梁設(shè)計過程，通過方案提出、方案比選、方案實施，解決了金旭路中橋的設(shè)計難題。本文所介紹金旭路中橋設(shè)計過程對于類似復(fù)雜立交橋梁的設(shè)計具有重要的參考價值。