市政道路和公路上跨鐵路轉(zhuǎn)體橋應(yīng)用綜述

孫超 魏慶輝

摘要 市政道路和公路上跨鐵路橋梁項目采用轉(zhuǎn)體橋梁結(jié)構(gòu)形式逐漸增多，文章針對公路或市政項目上跨鐵路轉(zhuǎn)體橋梁的橋梁形式，結(jié)合鐵路相關(guān)規(guī)范及文件的要求，參考近年已經(jīng)完成的轉(zhuǎn)體橋項目，進行多方面比選，對轉(zhuǎn)體橋梁結(jié)構(gòu)形式給出適用性建議，并針對鄰營轉(zhuǎn)體橋涉鐵安全給出建議性措施。

關(guān)鍵詞 鄰營鐵路;轉(zhuǎn)體橋;涉鐵安全

中圖分類號 U445.4 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）05-0111-03

0 概述

隨著高速鐵路建設(shè)的增多，高速鐵路網(wǎng)越來越密集，市政或公路與鐵路交叉項目日益增多，此類項目建設(shè)對高鐵鐵路運輸安全影響受到越來越多的重視，《國鐵集團工電部關(guān)于加強穿（跨）越鐵路營業(yè)線和鄰近營業(yè)線工程方案等審查和施工安全管理的通知》（工電橋房函〔2020〕48號）要求公路、城市軌道交通和道路上跨高速鐵路及其相關(guān)聯(lián)絡(luò)線和動車走行線的路基、橋涵地段，以及上跨開行客車的普速鐵路的路基、橋涵地段，橋梁施工應(yīng)優(yōu)先采用轉(zhuǎn)體施工方案。上跨鐵路轉(zhuǎn)體橋主要分為轉(zhuǎn)體剛構(gòu)橋、轉(zhuǎn)體斜拉橋，按照上部結(jié)構(gòu)材料類型分為混凝土箱梁和鋼結(jié)構(gòu)箱梁。轉(zhuǎn)體噸位從數(shù)千噸至數(shù)萬噸不等。轉(zhuǎn)體橋梁具體設(shè)計需要考慮多方面的因素，權(quán)衡評判，綜合考慮后才能推出最優(yōu)的方案。

1 涉鐵轉(zhuǎn)體橋受控因素

市政或公路上跨高速鐵路項目，按照國鐵集團48號文的規(guī)定，優(yōu)先選用轉(zhuǎn)體施工方案，轉(zhuǎn)體橋方案的確定主要考慮以下因素：

1.1 項目技術(shù)標準

涉鐵項目按照道路項目建設(shè)性質(zhì)分為市政項目和公路項目，按照建設(shè)先后分為新建項目和改擴建項目。涉鐵項目定位為整體項目的一個重要節(jié)點，首先要滿足道路的平、縱、橫指標要求，轉(zhuǎn)體橋梁的設(shè)計要在此前提下開展。各項目具體情況不同，道路指標是橋梁設(shè)計必須考慮的因素。圖1某新建國道項目，須先下穿一座橋梁后再上跨滬寧城際高鐵，為滿足道路縱坡要求，對轉(zhuǎn)體橋結(jié)構(gòu)高度提出限制性要求。

1.2 周邊環(huán)境及地質(zhì)條件

周邊環(huán)境主要指影響項目建設(shè)的周邊控制性因素，主要包括鐵路線路、河道水系、既有構(gòu)筑物等內(nèi)容。

地質(zhì)條件是涉鐵項目需要重點考慮的因素，一方面轉(zhuǎn)體橋梁噸位受地質(zhì)條件控制，地質(zhì)條件越差，所能允許的轉(zhuǎn)體噸位越小;另一方面鄰近高速鐵路轉(zhuǎn)體橋墩基坑開挖對高鐵的影響同樣受地質(zhì)條件的控制，地質(zhì)條件越差，需要的支護設(shè)置越強，距高鐵距離相應(yīng)越遠。具體情況要結(jié)合安評綜合考慮。

1.3 鐵路相關(guān)要求

（1）鐵路相關(guān)要求在《鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范》第3.7節(jié)明確規(guī)定：對上跨鐵路橋的安全等級采用一級，結(jié)構(gòu)重要系數(shù)1.1;汽車設(shè)計荷載采用相應(yīng)標準設(shè)計荷載的1.3倍;抗震設(shè)防類別應(yīng)按不低于相應(yīng)抗震設(shè)計標準的B（乙）類采用;高速鐵路安全防護范圍內(nèi)的橋面應(yīng)采用兩道防護，橋梁護欄應(yīng)按最高防撞等級設(shè)計。通常兩道防撞護欄凈距1.5 m，作為檢修通道使用。上跨高速鐵路橋梁橋下凈空應(yīng)不小于7.25 m。

（2）《關(guān)于印發(fā)高速鐵路防災安全監(jiān)控系統(tǒng)—公跨鐵立交橋異物侵限監(jiān)測方案的通知》（運技基礎(chǔ)〔2020〕739號）規(guī)定，對鐵路線路允許速度大于160 km/h區(qū)段內(nèi)的公跨鐵立交橋需設(shè)置異物侵限監(jiān)測裝置，并針對異物侵限監(jiān)測裝置的設(shè)置范圍給出了計算公式。

（3）《中國鐵路上海局集團有限公司鐵路營業(yè)線施工管理實施細則的通知》（上鐵施工〔2021〕301號）對鐵路線路V形天窗、垂直天窗時間給出了明確規(guī)定，《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》第13.5節(jié) 規(guī)定牽引力安全儲備系數(shù)要求為2，對轉(zhuǎn)體橋梁轉(zhuǎn)動角速度規(guī)定不宜大于0.02 rad/min且橋梁懸臂端線速度不大于1.5 m/min。

（4）按照轉(zhuǎn)體橋設(shè)計及施工經(jīng)驗，考慮鄰近鐵路運輸安全，一般轉(zhuǎn)體橋懸澆施工時最外緣到鄰近鐵路中心線的距離按不小于20 m控制，到普速鐵路中心線的距離按不小于15 m控制。同時轉(zhuǎn)體橋懸澆施工前要做好鐵路安全防護措施，所有可能影響到鐵路運營的施工分項都應(yīng)該在封鎖點內(nèi)施工。當轉(zhuǎn)體橋梁就位后，落于既有鐵路接觸網(wǎng)立柱上方時，為便于更換接觸網(wǎng)立柱，轉(zhuǎn)體橋梁底距立柱桿頂?shù)木嚯x對于金屬立柱不宜小于0.5 m，對于混凝土立柱，不宜小于2 m。

2 轉(zhuǎn)體橋橋型介紹

上跨運營鐵路轉(zhuǎn)體橋梁可以分為轉(zhuǎn)體剛構(gòu)橋和轉(zhuǎn)體斜拉橋，其中按照上部結(jié)構(gòu)材料不同又分為鋼箱梁橋和混凝土箱梁橋。

轉(zhuǎn)體剛構(gòu)橋是墩梁固結(jié)體系，分為轉(zhuǎn)體T構(gòu)橋和轉(zhuǎn)體V構(gòu)橋，通常施工工序如下：首先轉(zhuǎn)體前平行鐵路線位懸澆，為降低鄰營鐵路施工風險，不設(shè)后澆段，轉(zhuǎn)體至交接墩位置;其次轉(zhuǎn)體完成后落于邊墩支座，可通過設(shè)置測力支座的方式完成結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換;最后施工橋面鋪裝及附屬工程，完成全橋施工。

轉(zhuǎn)體T構(gòu)橋跨度受懸臂長度控制，轉(zhuǎn)體前跨度越大，梁端撓度越大，成橋線形控制難度越高，施工風險相對越高[1]。同時跨度越大，對應(yīng)轉(zhuǎn)體墩墩頂處箱梁負彎矩越大，需要配置的預應(yīng)力鋼束越多，造價指標經(jīng)濟性越差。

轉(zhuǎn)體V構(gòu)橋是轉(zhuǎn)體剛構(gòu)橋的另一種形式，通過增設(shè)V形支腿，有效改善箱梁受力，進而降低上部箱梁結(jié)構(gòu)高度。但V形支腿施工控制要求較高，施工難度隨之增大，適用于箱梁高度受限的情況。

近年轉(zhuǎn)體剛構(gòu)橋主要完工項目見表1。

某高速公路上跨鐵路轉(zhuǎn)體T構(gòu)橋如圖2所示。

轉(zhuǎn)體斜拉橋可以充分利用斜拉橋的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，比剛構(gòu)橋有更好的跨越能力，轉(zhuǎn)體斜拉橋采用塔梁墩固結(jié)體系或半漂浮體系，施工順序通用采用懸澆施工方法，轉(zhuǎn)體到位后需要對索力重新調(diào)整。轉(zhuǎn)體斜拉橋又分平衡轉(zhuǎn)體和不平衡轉(zhuǎn)體[2]。

近年轉(zhuǎn)體斜拉橋完工項目見表2。

3 轉(zhuǎn)體橋橋型比選

轉(zhuǎn)體剛構(gòu)橋和轉(zhuǎn)體斜拉橋應(yīng)用均較多，從跨越能力、梁高、材料、轉(zhuǎn)體施工、后期養(yǎng)護、轉(zhuǎn)體噸位、工程造價、景觀效果等幾方面進行比選，見表3。

從以上比選可以看出：跨徑較小時可采用轉(zhuǎn)體剛構(gòu)橋，施工工藝成熟，造價和養(yǎng)護成本均較低;跨徑較大時可采用轉(zhuǎn)體斜拉橋，跨越能力大、梁高小、造型美觀。

4 鄰營鐵路注意事項

鄰營鐵路轉(zhuǎn)體橋梁除常規(guī)轉(zhuǎn)動體系[4]（轉(zhuǎn)體上盤、轉(zhuǎn)體下盤、轉(zhuǎn)動鋼球鉸、撐腳、滑道和轉(zhuǎn)動牽引體系）重難點外，還要特別注重轉(zhuǎn)體橋墩承臺基坑對鄰近高鐵線路運輸安全的影響，常規(guī)通過控制基坑到鄰近鐵路線路距離、抬高承臺標高減少基坑深度等原則進行方案整體性控制，轉(zhuǎn)體橋墩基坑外緣距鄰近鐵路中心線外緣不小于20 m，距離普速鐵路線路中線按不小于15 m控制;同時采用數(shù)值分析軟件對基坑開挖、轉(zhuǎn)體施工過程進行模擬分析，對施工引起鐵路運輸安全的影響作出評價，確保方案合理可行性。

另一方面還要注意轉(zhuǎn)體過程中對鐵路設(shè)備（接觸網(wǎng)線、接觸網(wǎng)立柱）的影響，轉(zhuǎn)體完成后橋梁梁底距軌頂?shù)膬艨諠M足接觸網(wǎng)立柱更換的需求。

5 結(jié)束語

上跨鐵路橋梁多采用轉(zhuǎn)體施工方法，應(yīng)結(jié)合具體項目的道路平、縱指標，跨越鐵路情況（鐵路限界、股道數(shù)）等內(nèi)容綜合選擇合適的橋梁形式。常規(guī)市政道路、公路跨越鐵路推薦采用轉(zhuǎn)體T構(gòu)橋，施工工藝成熟、施工安全風險可控，對于與鐵路夾角較小或跨越站場的項目，由于所需跨徑較大，可采用轉(zhuǎn)體斜拉橋方案。同時鄰營鐵路項目應(yīng)把確保鐵路運輸安全放在第一位，在設(shè)計、施工及管養(yǎng)全過程中加強安全防護措施，切實保證鐵路運輸安全。

參考文獻

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