黑山立交桥改造方案研究

王 姝 秦 啸

（1、锦州铁道勘察设计院有限公司，辽宁 锦州 121000；2、西南交通大学建筑勘察设计研究院锦州分院，辽宁 锦州 121000）

随着国民经济的发展，交通运输需求不断扩大，交通路网改造项目逐渐增多，大量等级公路实施了拓宽改造工程。然而当工程进行至公铁立交桥下时经常会遇到铁路桥梁改造的难题，本文以大郑铁路与国道102线交汇处的黑山立交桥改造为例，对干线铁路上的既有立交桥改造方案进行分析研究。

1 工程概况。东西贯穿黑山县城的国道102线是东北通向华北、京津地区的主要运输干线，近几年车流量始终保持高速增长，担负着繁重的物资运输任务。黑山立交桥是黑山县城的重要出入口和辽西走廊的重要节点。既有黑山立交桥分别为大郑铁路和白泥矿专用线上跨国道102线而建，二者相距100m，详见图1。

图1

西侧大郑线立交双线桥中心里程为K11+644.86。桥全长42.24m，桥上线路处于直线、5‰纵坡地段。其中上行桥建于1966年，上部结构为1-16m普通钢筋混凝土Π形梁，预留双线T形桥台，扩大基础；下行桥建于2009年，上部结构为1-16m预应力混凝土简支T梁。桥下路面宽度15m，净空高度8.5m。

东侧白泥矿专用线立交桥上部结构为1-20m预应力混凝土简支T梁单线桥，T形桥台，桥下路面宽度18.4m，净空高度6.5m。

两座立交桥由于桥下路径狭窄，导致交通条件恶化、交通阻塞和交通事故频发，已成为制约县城发展的“瓶颈”。现国道102线已拓宽至32m，既有立交桥改造工程势在必行。

2 方案设计思路。公铁干线立交桥改造应以保障铁路线路安全，不中断公路交通为原则，最大限度的避免对铁路行车的干扰和对公路运输的干扰，做好施工期间的交通组织设计。尽量减少对周边建筑物及居民生产生活的不良影响，减少房屋拆迁和各类管线的拆改，妥善处理铁路与公路、地面建筑与各类管线，尤其是隐蔽管线间的关系。由于改造工程涉及到众多部门和专业，因此施工技术方案应与施工组织设计统筹考虑，保证施工技术的可操作性，有效缩短工期。此外，改造后的立交桥应方便养护维修及管理，降低后期养护管理成本。

3 地质勘探。自地表向下依次为素填土、全风化安山岩、强风化安山岩、弱风化安山岩。其中，素填土：褐黄色，粉土混中砂，稍密，潮湿，层厚2.2m；全风化安山岩：黄褐色，主要矿物为斜长石，云母，石英，岩芯呈砂土状，层厚6.5m；强风化安山岩：灰绿色，斑状结构，节理很发育，岩芯呈块状，层厚14m；弱风化安山岩：节理发育，岩芯呈柱状，柱长20mm左右，石质坚硬，层厚4m。稳定地下水位深度1.5m。桥位所在地区地震基本烈度为6度，地震动峰值Ag=0.05g，特征周期Tg=0.35s，冻结深度1.17m。

4 技术标准。铁路：铁路等级：国铁Ⅰ级；设计荷载：中—活载；公路：道路等级：一级公路；设计行车速度：80km/h；设计荷载：公路—I级；路面宽度：净宽32m；净空高度：>5.00m；

5 改造方案选择

整群抽取我校同一大班上课的2个四年制大学三年级护理本科生班101名学生作为研究对象。采用前瞻性队列研究方法，分别将2小班设为观察组和对照组。观察组50人，其中女生45人，男生5人；年龄(19.64±0.91)岁；批判性思维能力评分(283.84±24.07)分。对照组51人，其中女生42人，男生9人；年龄(19.75±1.04)岁，批判性思维能力评分(282.41±25.16)分。两组护生性别、年龄、批判性思维能力评分等一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

根据收集到的既有桥设计、竣工资料、地质资料及现场勘察情况，拟定如下方案：

5.1 借助便线做过渡，拆除既有桥，新建梁式桥。

5.1.1 简支梁桥方案。道路南扩，新建2-24m预应力混凝土简支梁桥三座，桥全长均为63.3m，全桥立面如图2所示。其中大郑线K11+632处设双线桥，牵出线及白泥矿专用线均设单线桥。

优点：既有线路无需抬道；公路平面线形较顺适；标准化跨径便于养护维修。

缺点：除专用线外，其余各线间距均不超过14m，而路基填土高度却在10m以上，故施工过程中须对大郑线、牵出线、便线进行严格的打桩防护，防护范围总长85m。便线施工中断公路运输，需组织行人车辆绕行。桥墩设于公路中间带位置，中间带宽度达到3m，占地面积稍大。

图2

5.1.2 非标简支梁方案。道路南扩，新建1-40m预应力混凝土简支梁桥三座。其中大郑线设双线桥，牵出线及白泥矿专用线均设单线桥。

优点：公路平面线形顺适，与城镇规划和谐统一。

缺点：非标准化跨径设计、施工复杂，养护维修不便。除专用线外，其余各线均需防护。既有线抬道量达到2.2m，因临近黑山车站，抬道方案难以实施。

5.1.3 连续梁桥方案。道路南扩，新建32+48+32m连续梁桥三座，桥全长均为128.8m，全桥立面如图3。其中大郑线设置双线桥，牵出线及专用线设置单线桥。

优点：公路平面线形顺适；跨越公路一孔采用48m，保证公路整体式断面形式；改扩建预留空间充足；既有线路无需抬道。

缺点：线路防护范围总长294m，投资大。

图3

5.2 不需过渡，直接顶进框构桥

5.2.1 双孔框构桥方案。道路南扩，顶进2-16m框构桥两座，其中正线及牵出线框构桥全长36.12m，专用线框构桥全长39.68m。既有桥拆除。

优点：既有线无需抬道；结构自身对地基允许承载力要求不高，可采用扩大基础；桥梁正立面（如图4）更为美观；公路平面线形顺畅，通视效果好。

缺点：采用纵横梁与D梁相结合的方法加固既有线路，边凿边顶。

图4

5.2.2 单孔框构桥方案。顶进1-16m框构桥两座，其中大郑双线及牵出线一座，桥全长18.6m；专用线一座，桥全长20.41m。牵出线跨越既有公路按原大郑四期阶段设计施工。

优点：施工作业对既有公路干扰小；既有线路无需抬道。施工期间不影响公路运输。

缺点：公路左右两幅路间距15m，不美观；占地面积大，动拆迁量大。

图5

5.3 改造方案技术经济比较

除非标梁方案难以实施外，其余各方案均具有施工技术可行，养护维修方便的特点。通过表1的对比分析，双孔框构桥方案不仅不影响公路铁路的运营，而且公路线形合理，投资较少。故将双孔框构桥方案作为推荐方案。

表1 经济技术比较表

结语

既有立交桥改扩建方案的确定，需秉承确保铁路、公路运输安全的原则，充分考虑对既有铁路、公路的影响，对周围人群及建筑的影响以及与城镇整体规划的和谐统一，才能形成完善的设计方案。

[1]武喜，李娟，乔婧.基于寿命周期成本的公铁立交桥改造方案研究.物流科技，2010年10期.