跨鐵路橋梁的設(shè)計方案選擇與施工

跨鐵路橋梁設(shè)計方案選擇與施工

1/28引言

伴隨國民經(jīng)濟不停發(fā)展，國內(nèi)電氣化鐵路大面積建成通車，在當代都市橋梁建設(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、高密度運行特點，因此在上跨和下穿方案選擇顯得尤為主要。2/28橋梁設(shè)計標準工程介紹方案設(shè)計方案分析設(shè)計方案對比結(jié)論3/28橋梁設(shè)計標準1）構(gòu)造形式力求簡單，施工方便、迅速、減少在鐵路上方施工時間；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，與愛亭路平交。主橋長主橋跨越龍津河、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)標準①道路等級：都市II級主干道②設(shè)計車速：60km/h③跨鐵路段設(shè)計荷載：馬路-I級荷載基礎(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鋼箱梁獨塔斜拉橋方案二：混凝土雙塔斜拉橋方案三：結(jié)合梁獨塔斜拉橋方案四：連續(xù)剛構(gòu)橋方案設(shè)計7/28方案一：200+200m鋼箱梁獨塔斜拉橋1）總體布置主橋橋型為獨塔雙索面斜拉橋，孔徑布置為（200+200）m，主橋全長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，標準節(jié)段長1200cm，可根據(jù)現(xiàn)場和運輸條件分為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，中間設(shè)置鉸盆，承臺下布置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，安裝時在塔端張拉，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，雙向預應力混凝土構(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，承臺下布置2.0m灌注樁。13/28方案三：結(jié)合梁獨塔斜拉橋

1）總體布置獨塔雙索面斜拉橋，孔徑布置200m+140m，主橋全長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154m，鋼梁長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，中間設(shè)置鉸盆，承臺下布置32根2.0m樁。16/28方案四：連續(xù)剛構(gòu)橋

1）總體布置主橋為連續(xù)剛構(gòu)橋，孔徑布置為（85+2*140+85）m，主橋全長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，承臺采取矩形承臺，承臺下設(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厚度較大，且不宜出露于地面以上，造成橋墩基坑開挖太深，深基坑開挖防護較為困難。19/282）有關(guān)方案三（結(jié)合梁獨塔斜拉橋方案），由于在馬路橋跨鐵路橋范圍防護棚設(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，宜采取“重點”并在現(xiàn)有鐵路采取停電措施情況下進行施工；對現(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)立柱維護更換大于12m凈高要求進行設(shè)置，將導致人民西路上下匝道無法設(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同意方能成立。21/28從工程造價來看，斜拉橋造價費用要比連續(xù)剛構(gòu)或T構(gòu)連續(xù)梁橋費用多0.5倍到一倍左右。同樣是斜拉橋，鋼箱梁費用要比混凝土造價高25%左右。22/28從技術(shù)角度來講前三個斜拉橋方案，最大技術(shù)問題有主塔承臺開挖對鐵路路基影響和斜拉橋換索和涂裝對鐵路運行影響。鑒于目前國內(nèi)跨鐵路斜拉橋，尤其是鋼箱梁斜拉橋都不多，可借鑒經(jīng)驗不多，需要注意地方和專項技術(shù)較多。不過接近鐵路路基開挖和圍堰支護，在國內(nèi)也很多相同工程，技術(shù)也相對成熟；另外伴隨國內(nèi)斜拉橋增多，斜拉橋拉索和涂裝技術(shù)和工藝也將會有比較大發(fā)展，故換索和涂裝周期肯定會延長，對周圍影響也一定會減少。23/28設(shè)計方案對比24/2825/28結(jié)論在四個方案都滿足規(guī)范要求前提下，技術(shù)和造價是約束龍巖大橋方案選擇主要原因。通過四套設(shè)計方案比較，從經(jīng)濟、技術(shù)難度和對鐵路和周圍環(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《建設(shè)項目經(jīng)濟評價辦法與參數(shù)》（中國計劃出版社）《建設(shè)項目可行性研究與經(jīng)濟評價手冊》