阜陽市潁州南路與鐵路立交方案探討

江學全

(安徽上鐵地方鐵路開發(fā)有限公司，安徽合肥　230088)

Discussion on Design of Fuyang City Yingzhou South Road and railway Grade Separation Bridge

JIANG Xue-quan

阜陽市潁州南路與鐵路立交方案探討

江學全

(安徽上鐵地方鐵路開發(fā)有限公司，安徽合肥230088)

Discussion on Design of Fuyang City Yingzhou South Road and railway Grade Separation Bridge

JIANG Xue-quan

摘要阜陽市潁州南路與京九鐵路立交橋工程位于穎南站南端咽喉區(qū)，規(guī)劃潁州南路、潤河路在此處均與鐵路立交。重點探討立交方案比較情況，并著重闡述下穿框架設(shè)計中的關(guān)鍵問題及解決措施，通過合理布孔、線路加固、基坑止水支護等，把對鐵路運營的干擾和對周圍建筑物的影響降到最低。

關(guān)鍵詞營業(yè)線下穿上跨線路加固

1工程概況

該工程位于阜陽市城南新區(qū)，項目的實施可以打通城南新區(qū)與經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的快速通道，分解和減輕現(xiàn)有道路穿越鐵路的交通壓力，使阜陽城市路網(wǎng)更加健全、更加完善。該工程與鐵路交叉處位于京九鐵路穎南站南端，距離站中心約1.6 km；京九鐵路上下行線間距為4.2 m。

潁州南路道路紅線寬度為60 m，道路等級為城市主干道，設(shè)計速度為60 km/h。

潤河路道路紅線寬度為70 m，道路等級為城市主干道，設(shè)計速度為80 km/h。

2方案比選

2.1　設(shè)計方案

根據(jù)道路規(guī)劃，鐵路北側(cè)需與既有京九路交叉，鐵路南側(cè)規(guī)劃路網(wǎng)多，穿越位置除了站內(nèi)鐵路，還有一條機場專用線，線間距較大。結(jié)合周邊地形地貌及鐵路情況，設(shè)計院提出了兩個方案進行研究。

(1)上跨+下穿方案(方案一)

①由于先期實施城南新區(qū)與經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的聯(lián)系通道，且后期預(yù)留潤河路穿越鐵路的條件。結(jié)合施工要求，潁州南路采用下穿方案，后期潤河路采用上跨方案，可有效節(jié)約成本。

②原規(guī)劃線位潁州南路與鐵路交角46°，京九鐵路上下行線間距為4.2 m，下穿框架橋采用便梁頂進施工，單孔頂進采用D16型便梁，最大布孔為8.0 m。

③原規(guī)劃線位距離9道車檔較近，通過對原規(guī)劃線位進行略微調(diào)整，有效避開了站內(nèi)9道車檔，最大限度減小了對鐵路的干擾。

④潤河路上跨橋墩與下穿框架橋平面位置相互影響，通過對潤河路線位的略微調(diào)整，并通過潁州南路兩側(cè)引道U形槽的合理布置，最大限度地降低下跨橋與下穿框架橋的相互影響。

方案一采用(8.5+8.5+8.5+8.5+8.5+8.5) m框架橋下穿鐵路，中間四個8.5 m中孔布置八個車道，車道寬度為3.5 m，具體布置為0.75 m+2×3.5 m+0.75 m， 8.5 m邊孔布置人行道(4.5 m )+非機動車道(4.0 m )，采用頂進法施工。

潤河路上跨橋采用半徑1 985 m的曲線，由于潤河路上跨橋兩側(cè)接地點較近，轉(zhuǎn)體橋梁高較大，滿足鐵路限界的前提下兩側(cè)接地困難。頂推過程中結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換較多，受力較復(fù)雜，施工臨時預(yù)應(yīng)力筋增多，梁體截面構(gòu)造尺寸比其他施工方法要大。經(jīng)綜合考慮，跨鐵路主跨采用預(yù)制架設(shè)方案(如圖1)。

潤河路上跨橋采用主跨(37+40+37) m小箱梁，預(yù)制架設(shè)，全橋長828.0 m，兩側(cè)引道長240.0 m，橋梁寬26.0 m。

圖1　方案一效果

方案一優(yōu)缺點：

整個路網(wǎng)調(diào)整小，通過上跨和下穿實現(xiàn)兩條路各自的功能，交通組織明確，互不干擾。

鐵路設(shè)備拆改量小，對鐵路影響小。

后期實施潤河路上跨有干擾，但通過合理的引道設(shè)計，預(yù)留了上跨橋橋墩位置。

(2)下穿方案(方案二)

①京九鐵路位于站內(nèi)，共計5股道，軸向較長。

②對規(guī)劃路網(wǎng)進行大幅調(diào)整，鐵路北側(cè)為交叉口，后期交通疏解壓力大。

③通過一個下穿通道解決鐵路交叉問題，對鐵路干擾相對較小。

該方案為一個下穿框架橋，解決潤河路、潁州南路與京九鐵路交叉問題?？紤]到框架穿越鐵路股道較多，框架軸向較長，采用從兩側(cè)同時頂進。

綜上所述，潁州南路采用(8.5+8.5+8.5+8.5+8.5+8.5) m框架橋下穿鐵路，中間四個8.5 m中孔布置八個車道，車道寬度為3.5 m，具體布置為0.75 m+2×3.5 m+0.75 m，8.5 m邊孔布置人行道(4.5 m)+非機動車道(4.0 m)，采用頂進法施工(如圖2)。

圖2　方案二效果

方案二優(yōu)缺點：

采用純下穿框架橋解決兩條路穿越鐵路問題，避免多次跨越鐵路。道路與鐵路正交，便于頂進框架橋施工。

規(guī)劃路網(wǎng)需大幅度調(diào)整，交叉口處交通量大，距鐵路近，容易擁堵。

該處鐵路設(shè)備多，穿越5股道，框架橋軸向長，對鐵路干擾大。

2.2　方案比選

方案一與整個阜陽市路網(wǎng)規(guī)劃協(xié)調(diào)一致，方案二需大幅度調(diào)整路網(wǎng)規(guī)劃。方案二通過下穿框架解決與鐵路交叉問題，但后期交通運行壓力大，不能從根本上解決城南新區(qū)與經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的快速有效連接。從鐵路安全角度，方案二位于站內(nèi)，鐵路設(shè)備較多，且穿越股道多，造價最高；從節(jié)約投資角度，先期實施潁州南路工程，預(yù)留潤河路上跨條件。從工期來看，雖然方案一總工期較長，但可以平行施工，實際工期比方案二要短。所以，無論在功能方面，還是在經(jīng)濟、工期方面，方案一都優(yōu)于方案二，應(yīng)擇優(yōu)選擇方案一。

3下穿框架設(shè)計中的關(guān)鍵問題及解決措施

3.1　優(yōu)化道路平面

設(shè)計道路中心線位于直線上，潁州南路與鐵路交角46°。考慮到頂進要求，需對規(guī)劃中線進行略微調(diào)整，南北側(cè)引道平面采用半徑500 m的曲線，并對京廣路交叉口進行調(diào)整。

規(guī)劃潤河路中線位于咽喉區(qū)，且需跨越既有機場專用線，共計3股道，跨度較大。潤河路上跨橋采用半徑1 985 m的曲線，可有效避開站內(nèi)咽喉區(qū)，潤河路跨鐵路主跨橋墩布置在兩側(cè)U形槽中墻位置，可避免侵占車道，為后期實施預(yù)留條件(如圖3)。

圖3　道路平面布置

3.2　合理的縱斷面設(shè)計

考慮到既有京九鐵路交叉口，鐵路北側(cè)引道縱坡不宜過大。機動車道使用凈高為4.5 m，故機動車道和非機動車道采用統(tǒng)一的縱坡，最大縱坡為2.0%，設(shè)置反向坡，凸形豎曲線半徑為2 000 m，凹形豎曲線半徑為3 000 m。

引道最低點設(shè)在京九鐵路南側(cè)，距離框架橋端部10.0 m處。為了避免泵站提升后二次穿越鐵路， 將泵站位置設(shè)置在鐵路南側(cè)道路東側(cè)。

圖4　引道U形槽縱斷面布置

由于橋位處地下水位較高，兩側(cè)引道采用封閉式U形槽，且考慮到U形槽挖深不大，兩側(cè)地形開闊，U形槽邊墻采用直立式。平面上U形槽與道路線形一致，采用曲線現(xiàn)澆(如圖4)。

圖5　基坑支護

3.3　合理的布孔

道路采用雙向八車道斷面，路基寬為60 m，具體布置為60/2=11.5 m(車行道)+6.0 m(兩側(cè)綠化帶)+7.5 m(輔路)+5.0 m(人行道)。在滿足道路雙向八車道的前提下，道路下穿京九鐵路處頂進框架橋橫斷面布置盡可能與道路標準橫斷面保持一致。

考慮線路加固要求，頂進框架橋采用6個單孔8.5 m并列分離式框架，

中間四個8.5 m中孔布置八個車道，車道寬度為3.5 m，具體布置為0.75 m+2×3.5 m+0.75 m， 8.5 m邊孔布置人行道(4.5 m )+非機動車道(4.0 m )。

框架橋兩端均設(shè)一段U形框架(開口箱)，與主體同時預(yù)制、同時頂進。

3.4　線路加固重點措施

新建頂進框架橋為分體式結(jié)構(gòu)，單箱體單獨預(yù)制、頂進，線路加固采用D型施工便梁、高壓旋噴樁墻及條形基礎(chǔ)等，組成線路加固系統(tǒng)，滿足列車慢行速度45 km/h的要求。

考慮到規(guī)劃道路中線與鐵路交角只有46°，且鐵路線間距為4.2 m，只能采用D16型便梁。按照常規(guī)，單孔依次頂進8.5 m框架，該角度不滿足施工要求，需對既有道路中線進行調(diào)整，將道路中線與鐵路交角調(diào)整至65°，可滿足單孔頂進8.5 m框架的要求。

3.5　有效的工作坑止水降水

降水采用管井井點的形式，降水井布置在坑內(nèi)四周，井管直徑0.4 m，間距5 m，同時在坑內(nèi)四周設(shè)置排水溝和集水井，將地下水、坑內(nèi)雨水和生產(chǎn)用水經(jīng)排水溝匯集到集水井內(nèi)，用水泵抽走，工作坑內(nèi)水位應(yīng)降至底板底以下1.0 m處。

為保證工作坑降水期間不引起鐵路路基沉降，沿工作坑四周設(shè)置高壓旋噴樁作為止水帷幕，形成全封閉止水，止水帷幕采用雙頭φ60 cm深層攪拌樁，樁中心間距0.40 m。

為保證框架橋頂進時不帶水頂進施工，沿鐵路方向，在線路兩側(cè)5.0 m處設(shè)置直徑0.4 m降水井，間距5 m，井底高程19.0 m，降水后，水位應(yīng)降至底板底以下1.0 m處。

為滿足施工時的頂力要求，工作坑后背采用鉆孔灌注后背樁加后背梁的形式，后背樁直徑1.25 m，間距1.5 m，樁長12 m(含1 m厚冠梁)(如圖5)。

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中圖分類號：U412.35+2

文獻標識碼：B

文章編號：1672-7479(2015)01-0101-03

作者簡介：江學全(1969—)，男，1991年畢業(yè)于上海鐵道學院工業(yè)與民用建筑專業(yè)，高級工程師。

收稿日期：2014-11-12