京滬高速鐵路(京徐段)跨線橋梁設(shè)計概述

金 莉，李國鋒

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，天津 300142)

京滬高速鐵路(京徐段)跨線橋梁設(shè)計概述

金 莉，李國鋒

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，天津 300142)

京滬高速鐵路(京徐段)多次跨越既有鐵路，跨越既有線橋涵設(shè)計是京滬高速鐵路橋梁設(shè)計的重要節(jié)點。通過對上跨大李聯(lián)絡(luò)線及預(yù)留復(fù)線、京山四線及西黃左線、兩個津浦單線、津浦雙線等四處跨線橋梁工點介紹，針對不同的既有線現(xiàn)狀情況，總結(jié)出跨越既有線橋涵設(shè)計的常用結(jié)構(gòu)形式為：空間剛架、懸澆連續(xù)梁、基礎(chǔ)斜置簡支梁及轉(zhuǎn)體施工連續(xù)梁。

京滬高速鐵路；防護(hù)設(shè)計；跨線橋梁；空間剛架；轉(zhuǎn)體施工

1 基本概況

京滬高速鐵路全長約1 318 km，縱貫京津滬和冀魯皖蘇四省，連接環(huán)渤海和長江三角洲兩大經(jīng)濟(jì)區(qū)，是我國鐵路“四縱四橫”快速客運(yùn)專線的重要組成部分[1-3,10]。其中京滬高速鐵路京徐段線路長度668.886 km。

京滬高速鐵路京徐段橋梁與北京局、濟(jì)南局管轄范圍內(nèi)的既有鐵路多次交叉，形成多次跨越。為保證既有鐵路的運(yùn)營安全，根據(jù)跨線處工點的現(xiàn)場實際情況及既有線運(yùn)營要求，進(jìn)行了防護(hù)設(shè)計，并均已順利實施。

2 防護(hù)設(shè)計原則

(1)跨線墩承臺、空間剛架的邊墻及鉆孔樁基礎(chǔ)的邊緣至既有鐵路距離，應(yīng)滿足鐵路限界及施工安全距離的要求。

(2)防護(hù)設(shè)計中應(yīng)考慮跨線處接觸網(wǎng)等既有鐵路設(shè)備在施工過程的過渡、改移和防護(hù)設(shè)計。

(3)當(dāng)既有鐵路為曲線時，考慮曲線限界加寬的情況。

(4)橋梁下部結(jié)構(gòu)根據(jù)工點具體情況，優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸，減小防護(hù)高度。

(5)對既有線進(jìn)行鋼板樁、鉆孔樁等防護(hù)設(shè)計，應(yīng)盡量減小對既有線的影響。

3 跨線橋梁工點介紹

京滬高速鐵路京徐段沿線多次跨越既有鐵路，根據(jù)既有鐵路與京滬高速鐵路交叉角度等制約條件，橋梁以不同的結(jié)構(gòu)形式跨越，工點具體情況詳見表1。

表1 京滬高速鐵路京徐段跨線橋梁結(jié)構(gòu)匯總

3.1 上跨大李聯(lián)絡(luò)線及預(yù)留復(fù)線

京滬高速鐵路北京特大橋在北京豐臺區(qū)白盆窯跨越大李聯(lián)絡(luò)線及預(yù)留復(fù)線，交角21°56′，采用(48+80+48)m連續(xù)梁跨越。既有線路基高出自然地面線3.3 m。連續(xù)梁采用懸臂灌注施工。立面及半基頂及半基底平面布置見圖1[4-6，11，12]。

上跨大李聯(lián)絡(luò)線里程為LK11+937.69，該處橋下凈空為9.8 m，施工期間采用懸灌施工。為保障掛籃施工可順利進(jìn)行，對既有接觸網(wǎng)采用降低承力索高度的方式，橋兩側(cè)既有接觸網(wǎng)支柱處接觸懸掛結(jié)構(gòu)高度降為1.0 m，橋下區(qū)段承力索加設(shè)高壓絕緣護(hù)套。上跨大李聯(lián)絡(luò)線預(yù)留復(fù)線時，該凈空高度滿足通行雙層集裝箱時電氣化的高度要求。

為減小承臺基礎(chǔ)開挖深度，將既有線路基加寬，提高跨線墩承臺埋置深度。在順既有線方向上承臺有切角，基礎(chǔ)施工采用鉆孔樁防護(hù)。

圖1 上跨大李聯(lián)絡(luò)線及預(yù)留復(fù)線立面及半基底半基頂平面布置(單位：cm)

3.2 京山四線及西黃左線空間剛架

京滬高速鐵路北京特大橋在北京大興區(qū)跨越既有京山四線(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)及西黃左線鐵路等共5條既有鐵路線。五線既有鐵路均為一級、電氣化鐵路，行車密度大，運(yùn)營十分繁忙。京山四線及西黃左線均為直線，京滬高速鐵路位于半徑為4 000 m圓曲線上，與既有五線鐵路夾角20°37′[7,8]。最外側(cè)鐵路線的間距為20.7 m，建筑限界要求凈高7.5 m。為此，采用縱橫向跨度大、整體剛度大、建筑高度低、橋跨布置簡潔的空間剛架結(jié)構(gòu)。

五線空間剛架結(jié)構(gòu)為并排的5榀空間剛架結(jié)構(gòu)，大、小里程端的剛架均接異型橋墩?？卓鐬椋?.54 m(異形橋墩)+26.62 m+26.55 m+26.49 m+26.43 m+26.36 m+5.15 m(異形橋墩)[7]。立面布置見圖2。

圖2 京山四線及西黃左線空間剛架立面布置(單位：cm)

空間剛架沿既有線縱向分節(jié)寬度5-24.9 m，節(jié)間縫隙為3 cm。剛架橫向跨度為32.8 m。1號、5號剛架側(cè)跨跨度由11.390 m漸變?yōu)? m，側(cè)跨邊墻與主跨側(cè)墻角度為21°。1號與5號、2號與4號剛架分別互為反對稱結(jié)構(gòu)，3號剛架自身為反對稱結(jié)構(gòu)。平面布置見圖3。

橋下凈空為7.8 m，施工期間為7.4 m。對既有的接觸網(wǎng)進(jìn)行改造?；A(chǔ)施工時，對既有線進(jìn)行鉆孔樁防護(hù)、防電棚及防落物棚等防護(hù)措施，確保施工過程中不影響京山四線及西黃左線的運(yùn)營安全。

空間剛架施工步驟如下：施工鉆孔樁防護(hù)及防護(hù)網(wǎng)等防護(hù)措施，對既有京山四線及西黃左線兩側(cè)主體剛架的樁基礎(chǔ)施工；吊裝側(cè)墻鋼箱并精確定位，側(cè)墻底層混凝土與承臺一并澆筑，拼裝側(cè)墻鋼箱，分層澆筑主體剛架兩側(cè)墻混凝土至鋼橫梁底；安裝龍門吊，并利用龍門吊吊裝鋼橫梁與側(cè)墻臨時固定后，澆筑側(cè)墻頂層混凝土實現(xiàn)墩梁固結(jié)；再利用龍門吊縱梁、聯(lián)結(jié)系及預(yù)制橋面板，連接鋼結(jié)構(gòu)橋面系，施工現(xiàn)澆混凝土橋面板；施工1號、5號楔形剛架的樁基礎(chǔ)、側(cè)墻，支架現(xiàn)澆橋面板；同時施工異型墩；施工橋面附屬設(shè)施，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)涂裝，鋪設(shè)軌道，成橋。

3.3 上跨2條津浦單線

京滬高速鐵路青滄特大橋在河北省青縣周官屯跨越津浦鐵路的2條單線，線路交角分別為132°45′、136°44′，采用(32+16+32) m簡支箱梁跨越。兩孔32 m簡支箱梁跨越兩處既有津浦線， 16 m簡支箱梁為長橋調(diào)跨孔。32 m簡支箱梁采用預(yù)制架設(shè)，16 m簡支箱梁采用支架現(xiàn)澆。立面及半基頂及半基底平面布置見圖4[4-6，11，12]。

對既有津浦線接觸網(wǎng)柱11號、12號～14號柱的接觸網(wǎng)柱的承力索高度降低為0.8 m和1.1 m，兩處橋下區(qū)段承力索加設(shè)高壓絕緣護(hù)套。

圖3 京山四線及西黃左線空間剛架平面布置(單位：cm)

圖4 上跨2條津浦單線立面及半基底半基頂平面布置(單位：cm)

既有津浦線路基高4 m，基礎(chǔ)順既有津浦線斜置，基礎(chǔ)施工采用鉆孔樁防護(hù)。

3.4 上跨津浦雙線

京滬高速鐵路滄德特大橋在河北省南皮縣陳辛莊跨越津浦鐵路右線及左線，交角為40°17′，采用(40+56+40) m連續(xù)梁跨越，橋下凈空11.2 m。連續(xù)梁采用轉(zhuǎn)體施工。立面及半基頂及半基底平面布置見圖5。

既有津浦線路基高2 m。將既有線路基加寬，提高跨線墩承臺埋置深度，回填面坡面用漿砌片石進(jìn)行護(hù)砌?；A(chǔ)施工采用鉆孔樁防護(hù)。

(40+56+40) m連續(xù)梁轉(zhuǎn)體長度為54 m，轉(zhuǎn)角40°17′，轉(zhuǎn)體質(zhì)量4 200 t。雙線轉(zhuǎn)體施工限界關(guān)系見圖6。

轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)由下轉(zhuǎn)盤、球鉸、上轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)體牽引系統(tǒng)組成[9]。轉(zhuǎn)體系統(tǒng)總圖見圖7。

下轉(zhuǎn)盤為支承轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)全部質(zhì)量的基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)體完成后，與上轉(zhuǎn)盤共同形成基礎(chǔ)。下轉(zhuǎn)盤上設(shè)置轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的下球鉸、撐腳的環(huán)形滑道及轉(zhuǎn)體拽拉千斤頂反力座等。

上盤撐腳即為轉(zhuǎn)體時支撐結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)平穩(wěn)的保險腿。6個保險腿對稱分布于縱軸線的兩側(cè)。在撐腳的下方(即下盤頂面)設(shè)有1.1 m寬的滑道，滑道半徑3.4 m，轉(zhuǎn)體時保險撐腳可在滑道內(nèi)滑動，以保持轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)平穩(wěn)。

上轉(zhuǎn)盤是轉(zhuǎn)體的重要結(jié)構(gòu)，長13.8 m，寬9.0 m，高2.0 m；轉(zhuǎn)臺直徑8.0 m，高度為0.8 m。布有縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力鋼筋。

轉(zhuǎn)臺是球鉸、撐腳與上盤相連接的部分，又是轉(zhuǎn)體牽引力直接施加的部分。轉(zhuǎn)臺內(nèi)預(yù)埋轉(zhuǎn)體牽引索，牽引索的預(yù)埋端采用P型錨具。

4 結(jié)語

跨越既有線橋涵設(shè)計是京滬高速鐵路橋梁設(shè)計的重要節(jié)點。通過對跨越既有線橋涵設(shè)計，總結(jié)了以下幾點思路，供類似工程參考。

(1)應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)施工、梁部施工對既有線干擾，確定孔跨式樣。

(2)當(dāng)新線與既有線交角較大時，可采用常用跨度，橋梁采用架橋機(jī)架設(shè)施工。

(3)當(dāng)新線與既有線交角較小時，可采用常用大跨度連續(xù)梁，連續(xù)梁采用轉(zhuǎn)體施工。

(4)當(dāng)新線與既有線交角較小時且跨越股道過多時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況選用橋梁結(jié)構(gòu)，跨京山多線的五線空間剛架。

(5)臨近既有線施工時，基礎(chǔ)可視現(xiàn)場情況，上抬基礎(chǔ)。

(6)臨近既有線施工必要時可對既有接觸網(wǎng)進(jìn)行改移或改造。

目前京滬高速鐵路已經(jīng)開通運(yùn)營4年，取得了良好的社會及經(jīng)濟(jì)效益,其跨線橋梁設(shè)計為今后高速鐵路跨線橋建設(shè)積累了寶貴的經(jīng)驗。

[1] 鄭健.中國高速鐵路橋梁[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2] 孫樹禮.京滬高速鐵路橋梁工程[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2008(6)：1-4.

[3] 孫樹禮.高速鐵路橋梁設(shè)計與實踐[M].北京：中國鐵道出版社，2010..

[4] 中華人民共和國鐵道部.TB 10621—2014高速鐵路設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2014.

[5] 中華人民共和國鐵道部.TB 10002 1—2005鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

[6] 中華人民共和國鐵道部.TB 10002 5—2005鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

[7] 孫大斌，蘇偉.高速鐵路空間剛架設(shè)計研究[J].高速鐵路技術(shù)，2010(增刊)：10-16.

[8] 王昌鵬，京滬高速鐵路北京特大橋跨西黃右線空間剛架結(jié)構(gòu)分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2010(3)：62-64.

[9] 張聯(lián)燕.橋梁轉(zhuǎn)體施工[M].北京：人民交通出版社，2003.

[10]京滬高速鐵路股份有限公司.漫話京滬高速鐵路 [M].北京：中國鐵道出版社，2011.

[11]甄津津.客運(yùn)專線鐵路常用跨度橋梁橋墩設(shè)計[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2007(2)：32-35.

[12]鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司.時速300～350 km客運(yùn)專線鐵路橋梁設(shè)計手冊(橋墩)[Z].天津：鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，2008.

Design of Bridges Crossing Existing Railway on Beijing-Shanghai High Speed Railway(Beijing-Xuzhou section)

JIN Li， LI Guo-feng

(The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation， Tianjin 300142， China)

Beijing-Shanghai high-speed railway (Beijing～Xuzhou section) crosses the existing railway several times， the design of the crossing bridges is an important node in the design of Beijing-Shanghai high-speed railway. With reference to the four crossing bridges， such as the bridge crossing Da～Li linking line and reserved double-track， the bridge crossing Jing～Shan four line and Xi Huang left line， the bridge crossing two singe ling of Jin～Pu， and the bridge crossing the double line of Jin～Pu， the common structure types of bridges crossing the existing lines are summed as: spatial rigid frame， continuous beam with suspended casting， simply supported beam with skew foundation and continuous beam with swing construction according to different situations of existing lines，

Beijing-Shanghai high speed railway; Protection design; Bridge crossing existing railway; Spatial rigid frame; Swing construction

2015-04-25；

2015-05-22

金 莉(1971—)，女，高級工程師，1996年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)土木工程系橋梁工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，E-mail：2224375081@qq.com。

1004-2954(2015)11-0068-06

U238; U442.5

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2015.11.017