跨鐵路橋梁的設(shè)計(jì)方案選擇與施工

跨鐵路橋梁設(shè)計(jì)方案選擇與施工

1/28引言

伴隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)不停發(fā)展，國(guó)內(nèi)電氣化鐵路大面積建成通車，在當(dāng)代都市橋梁建設(shè)中，不可避免與鐵路交叉、下穿、上跨。而電氣化鐵路具有高速度、高安全性、高密度運(yùn)行特點(diǎn)，因此在上跨和下穿方案選擇顯得尤為主要。2/28橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)工程介紹方案設(shè)計(jì)方案分析設(shè)計(jì)方案對(duì)比結(jié)論3/28橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1）構(gòu)造形式力求簡(jiǎn)單，施工方便、迅速、減少在鐵路上方施工時(shí)間；2）構(gòu)造受力合理、明確，滿足耐久性和可靠度要求；3）構(gòu)造滿足鐵路運(yùn)行安全和鐵路規(guī)劃要求4/28工程介紹1）工程概況

龍巖大道高架橋雙向六車道，高架橋主線跨越登高西路、人民路、贛龍鐵路、羅龍路、龍津河，與愛(ài)亭路平交。主橋長(zhǎng)主橋跨越龍津河、漳龍鐵路線、龍廈鐵路、龍巖站遷出線，斜交角在25-30度左右，現(xiàn)有龍廈鐵路為雙線電氣化鐵路，現(xiàn)有漳龍鐵路為單線電氣化鐵路，在立交范圍內(nèi)現(xiàn)有鐵路為曲線。5/282）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)①道路等級(jí)：都市II級(jí)主干道②設(shè)計(jì)車速：60km/h③跨鐵路段設(shè)計(jì)荷載：馬路-I級(jí)荷載基礎(chǔ)考慮1.3倍安全系數(shù)④凈空要求：漳龍鐵路線、龍巖站遷出線凈高≥6.75m；龍廈鐵路線鐵路凈高≥7.5m；高架橋凈高12m（考慮接觸網(wǎng)立柱更換高度）6/28方案一：200+200m鋼箱梁獨(dú)塔斜拉橋方案二：混凝土雙塔斜拉橋方案三：結(jié)合梁獨(dú)塔斜拉橋方案四：連續(xù)剛構(gòu)橋方案設(shè)計(jì)7/28方案一：200+200m鋼箱梁獨(dú)塔斜拉橋1）總體布置主橋橋型為獨(dú)塔雙索面斜拉橋，孔徑布置為（200+200）m，主橋全長(zhǎng)400m；鋼箱梁，又叫鋼板箱形梁，是大跨徑橋梁常用構(gòu)造形式。外型象一種箱子故叫做鋼箱梁。8/282）構(gòu)造體系主橋構(gòu)造體系采取塔、梁、墩固結(jié)體系，邊墩約束橫向線位移、釋放縱向線位移；3）主梁頂寬3700cm，中線處梁高300cm，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)1200cm，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和運(yùn)輸條件分為400cm-600cm一種節(jié)段。9/284）主塔及基礎(chǔ)主塔由上塔柱、中塔柱、下塔柱及橫梁組成框架構(gòu)造，為偏心受壓構(gòu)件。主塔下設(shè)上下兩層矩形承臺(tái)，中間設(shè)置鉸盆，承臺(tái)下布置32根2.0m樁。5）斜拉索斜拉索采取空間扇形布置，兩端均按張拉端設(shè)計(jì)，安裝時(shí)在塔端張拉，主梁端錨固。10/286）施工方案斜拉橋轉(zhuǎn)體施工，轉(zhuǎn)體后將上下承臺(tái)澆筑成整體固結(jié)。11/28方案二：混凝土雙塔斜拉橋

1）總體布置主橋橋型為雙塔雙索面斜拉橋孔徑布置為（90+200+90）m，主橋全長(zhǎng)400m；指主梁構(gòu)造為混凝土制作斜拉橋12/282）構(gòu)造體系主橋支承采取半漂浮體系。3）主梁主梁采取邊主梁截面，雙向預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造。4）主塔及基礎(chǔ)主塔采取H型混凝土橋塔，主塔下設(shè)承臺(tái)，承臺(tái)下布置2.0m灌注樁。13/28方案三：結(jié)合梁獨(dú)塔斜拉橋

1）總體布置獨(dú)塔雙索面斜拉橋，孔徑布置200m+140m，主橋全長(zhǎng)340m，邊跨設(shè)一種輔助墩。指主梁構(gòu)造為鋼筋混凝土混合制作斜拉橋14/282）構(gòu)造體系主橋構(gòu)造體系采取塔、梁、墩固結(jié)體系，邊墩約束橫向線位移、釋放縱向線位移；3）主梁加勁梁采取等高度邊主梁，混合梁體系，混凝土梁長(zhǎng)154m，鋼梁長(zhǎng)186m。15/284）主塔及基礎(chǔ)主塔由上塔柱、中塔柱、下塔柱及橫梁組成框架構(gòu)造，為偏心受壓構(gòu)件。主塔下設(shè)上下兩層矩形承臺(tái)，中間設(shè)置鉸盆，承臺(tái)下布置32根2.0m樁。16/28方案四：連續(xù)剛構(gòu)橋

1）總體布置主橋?yàn)檫B續(xù)剛構(gòu)橋，孔徑布置為（85+2*140+85）m，主橋全長(zhǎng)450m。連續(xù)剛構(gòu)橋是墩梁固結(jié)連續(xù)梁橋17/282）構(gòu)造體系主橋構(gòu)造體系采取剛性連續(xù)梁體系。3）主墩和基礎(chǔ)主墩采取矩形柱式墩，承臺(tái)采取矩形承臺(tái)，承臺(tái)下設(shè)16根1.8m樁基。18/28方案分析1）有關(guān)方案一（鋼箱梁獨(dú)塔斜拉橋方案）、方案二（混凝土雙塔梁斜拉橋方案）和方案四（剛構(gòu)連續(xù)梁或T構(gòu)連續(xù)梁方案）采取轉(zhuǎn)體施工方案，將造成鐵路兩側(cè)現(xiàn)有建筑物有一定額外拆遷量，且方案四轉(zhuǎn)體噸位太大（約26000噸左右；）另外由于轉(zhuǎn)體施工方案上下承臺(tái)厚度較大，且不宜出露于地面以上，造成橋墩基坑開(kāi)挖太深，深基坑開(kāi)挖防護(hù)較為困難。19/282）有關(guān)方案三（結(jié)合梁獨(dú)塔斜拉橋方案），由于在馬路橋跨鐵路橋范圍防護(hù)棚設(shè)置非常困難（尤其是拆除施工）。因此，該橋型方案在施工到橋跨范圍施工節(jié)段時(shí)，宜采取“重點(diǎn)”并在現(xiàn)有鐵路采取停電措施情況下進(jìn)行施工；對(duì)現(xiàn)有鐵路影響太大，不宜采取。20/283）關(guān)于方案四（剛構(gòu)連續(xù)梁或T構(gòu)連續(xù)梁方案）如橋下凈高按滿足橋下接觸網(wǎng)立柱維護(hù)更換大于12m凈高要求進(jìn)行設(shè)置，將導(dǎo)致人民西路上下匝道無(wú)法設(shè)置，如采取遷改接觸網(wǎng)立柱方案并將接觸網(wǎng)懸掛在梁底，必須取得既有鐵路電氣化管理部門(mén)同意方能成立。21/28從工程造價(jià)來(lái)看，斜拉橋造價(jià)費(fèi)用要比連續(xù)剛構(gòu)或T構(gòu)連續(xù)梁橋費(fèi)用多0.5倍到一倍左右。同樣是斜拉橋，鋼箱梁費(fèi)用要比混凝土造價(jià)高25%左右。22/28從技術(shù)角度來(lái)講前三個(gè)斜拉橋方案，最大技術(shù)問(wèn)題有主塔承臺(tái)開(kāi)挖對(duì)鐵路路基影響和斜拉橋換索和涂裝對(duì)鐵路運(yùn)行影響。鑒于目前國(guó)內(nèi)跨鐵路斜拉橋，尤其是鋼箱梁斜拉橋都不多，可借鑒經(jīng)驗(yàn)不多，需要注意地方和專項(xiàng)技術(shù)較多。不過(guò)接近鐵路路基開(kāi)挖和圍堰支護(hù)，在國(guó)內(nèi)也很多相同工程，技術(shù)也相對(duì)成熟；另外伴隨國(guó)內(nèi)斜拉橋增多，斜拉橋拉索和涂裝技術(shù)和工藝也將會(huì)有比較大發(fā)展，故換索和涂裝周期肯定會(huì)延長(zhǎng)，對(duì)周圍影響也一定會(huì)減少。23/28設(shè)計(jì)方案對(duì)比24/2825/28結(jié)論在四個(gè)方案都滿足規(guī)范要求前提下，技術(shù)和造價(jià)是約束龍巖大橋方案選擇主要原因。通過(guò)四套設(shè)計(jì)方案比較，從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)難度和對(duì)鐵路和周圍環(huán)境影響考慮，采取方案四中掛籃懸澆是比較合理。26/28注：參照文獻(xiàn)《建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)辦法與參數(shù)》（中國(guó)計(jì)劃出版社）《建設(shè)項(xiàng)目可行性研究與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)手冊(cè)》