多孔市政框架橋下穿小曲線半徑鐵路方案研究

鄭國(guó)富

（中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司華東分公司，江蘇 南京 210031）

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目位于南寧站以西約1.8km，市政路立交的南北主線、東西主線及匝道共5孔框架橋同時(shí)下穿既有鐵路。頂進(jìn)框架長(zhǎng)度按云桂雙線考慮，普速運(yùn)營(yíng)，計(jì)劃3個(gè)月后調(diào)試，按高鐵運(yùn)營(yíng)，須在云桂雙線調(diào)試前將下穿框架橋頂進(jìn)就位，總工期僅有3個(gè)月。

2 方案研究

2.1 D型施工便梁方案

下穿工點(diǎn)位于區(qū)間正線，優(yōu)先選用D型施工便梁防護(hù)線路方案。線路曲線半徑325m，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，D24施工便梁不能滿足限界，按D20施工便梁進(jìn)行限界檢算：

1）縱梁位置按最低位，梁頂距軌面高差299mm＜350mm，接近限界值1725mm；

2） D20 便 梁 總 長(zhǎng) 20.482m，求 得 中 矢 E=163mm；

3）外軌超高按100mm計(jì)算；

4）求得：

曲線內(nèi)側(cè)加寬W 內(nèi)=40500/325+299/1500×100=145mm；

曲線外側(cè)加寬W 外=40500/325=125mm；

5）縱梁寬度480mm，縱梁橫向中心距離4460mm，得：

考慮50mm 施工誤差：b+c+50=4413mm＜4460mm

滿足限界條件，可以采用。

受D型施工便梁跨度限制，需將南北主線、東西主線及匝道設(shè)計(jì)成5個(gè)分離式框架橋，分別頂進(jìn)，施工期間列車(chē)限速45km/h運(yùn)營(yíng)，為縮短工期，頂進(jìn)順序安排如下：

1）先分批施工便梁支墩，架設(shè)1至4號(hào)墩便梁及兩側(cè)D16托梁。同時(shí)頂進(jìn)南北主線西側(cè)框架和東西主線西邊孔，并砼回填西側(cè)三角區(qū)。

2）前移并拆除多余便梁，同時(shí)頂進(jìn)南北主線東側(cè)框架和東西主線中孔框架，砼回填兩主線框架間路基。

3）前移并拆除多余便梁，頂進(jìn)東西主線東邊孔，砼回填東側(cè)路基三角區(qū)。

4）拆除所有便梁，恢復(fù)線路和正常速度運(yùn)營(yíng)。

此方案安全可靠，但工序較多，申請(qǐng)?zhí)齑坝?jì)劃周期長(zhǎng)，經(jīng)測(cè)算，總工期需4個(gè)月，無(wú)法滿足工期要求。

2.2 縱橫梁體系方案

工點(diǎn)臨近南寧站，線路為小曲線半徑，正常運(yùn)行速度不超過(guò)60km/h，所以進(jìn)一步考慮采用縱橫梁體系防護(hù)線路，將框架橋設(shè)計(jì)成兩組連續(xù)框架，同時(shí)頂進(jìn)。在頂進(jìn)過(guò)程中，將縱橫梁體系的支撐點(diǎn)逐步由挖孔樁轉(zhuǎn)移到框架上，靜態(tài)支撐點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)支撐點(diǎn)，事先考慮好軌道加固及縱橫梁體系限位措施，確保頂進(jìn)及體系轉(zhuǎn)換過(guò)程中線路幾何形態(tài)穩(wěn)定。

縱梁采用I56b工字鋼，線外側(cè)縱梁3根一束，線間縱梁4根一束。橫梁采用雙拼I36b工字鋼，間距0.6m。

軌道加固按每股道采用3-3-3-3扣軌束梁進(jìn)行加固。限位措施是在線路北側(cè)設(shè)限位樁，部分橫梁延長(zhǎng)頂在限位樁上，平衡頂進(jìn)時(shí)對(duì)縱橫梁體系的水平摩擦力。

工字鋼線路加固最大跨度7.2m，根據(jù)《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》，容許最大跨度9.6m，因此不需檢算。

橫梁跨度6m，按中-活載檢算。

1）強(qiáng)度檢算：

列車(chē)軸重：P=147KN P/2=73.5KN

沖擊系數(shù)：1+μ=1+28/（40+7.2） ×0.75×45/60=1.33

最大彎矩：M=82.3×2.762=227.3KN*m

I36b工字鋼Wx=920.8cm3

2）擾度檢算：

I36b工字鋼Ix=16574cm4

小于L/400=6/400=0.015m

表明縱橫梁結(jié)構(gòu)選型滿足受力要求，剛度滿足運(yùn)營(yíng)安全要求。

頂進(jìn)順序如下：

1）施工工作坑，預(yù)制兩組連續(xù)框架橋，同時(shí)施工挖孔樁，并完成縱橫梁組裝。

2）同時(shí)頂進(jìn)兩組連續(xù)框架橋，按每個(gè)頂程逐步破除框架正面鉆孔樁，將支點(diǎn)轉(zhuǎn)移到框架頂面滑板上。

3）兩組框架橋頂進(jìn)到位，框架橋之間及兩側(cè)三角區(qū)回填混凝土，恢復(fù)線路和正常速度運(yùn)營(yíng)。

本方案通過(guò)采取有效的軌道加固和限位措施，確保施工期間運(yùn)營(yíng)安全。又可按多孔連續(xù)框架一次頂進(jìn)到位，總工期僅為2.5個(gè)月。

3 結(jié)語(yǔ)

本工程方案研究為多幅市政道路下穿既有鐵路提供了多種切實(shí)可行的思路。正常情況區(qū)間正線應(yīng)優(yōu)先采用D便梁方案。本項(xiàng)目特點(diǎn)是工期要求十分緊張，所以采用縱橫梁方案，一次頂進(jìn)兩組連續(xù)框架。通過(guò)合理設(shè)置軌道加固和限位措施，確保了頂進(jìn)過(guò)程中線路幾何形態(tài)的穩(wěn)定。同時(shí)有效的縮短了頂進(jìn)工期，為工程節(jié)約了部分運(yùn)營(yíng)損失賠償費(fèi)用。