浅析客运专线桥梁孔跨布置

2012-11-29薛杰

铁道勘察 2012年1期

关键词：刚构桥式桥台

薛杰

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

随着国民经济的增长，国家基础设施的大力建设，高速铁路在中国有了快速的发展。在高速铁路桥梁设计中，合理的桥梁孔跨布置起着相当重要的作用。结合沈丹客运专线的设计，浅析客运专线桥梁孔跨布置。

1 沈丹客运专线工程概况

沈丹客运专线地处辽宁省东南部沈阳市、本溪市和丹东市境内，自新建的沈阳南站引出，经本溪、南芬、通远堡、凤凰城、五龙背引入丹东站。线路全长205.70 km。目前已经开工建设。

线路区域内河流主要属辽河水系、鸭绿江水系。沿线发育河流较多，主要河流有北沙河、太子河、细河、草河、五龙河、叆河，沿线大部分河流一般常年流水，河水流量受季节影响明显，夏秋季河水暴涨，冬春季水量较小，局部甚至断流。

沿线所经地区的主要山脉有长白山山脉西南延伸部分和千山山脉。从地形及成因上划分，沿线可分为浑河及辽河冲洪积平原、辽东中低山区和丘陵区，鸭绿江冲洪积平原。地势两端低缓，相对平坦;中部地形起伏变化较大，地势高峻，沟谷纵横。

沈丹客运专线主要技术标准如下。

①设计行车速度:250 km/h，按照ZK活载进行设计。

②正线数目:一次双线(无砟轨道)，区间正线线间距4.6m。

③最小曲线半径:5 500m。

④最大坡度:20‰。

2 桥梁孔跨布置

2.1 一般桥梁孔跨布置

客运专线桥梁，一般无控制工点时，尽量按等跨布置，以采用32m箱梁为主，24m以下梁跨主要用于调跨，16m及以下跨度可考虑采用刚构-连续梁或其他结构形式。一座桥尽量以同一梁跨布置。

特长桥梁必须采用两种及以上常用跨度梁时，相同梁跨应尽量集中布置。

2.2 跨越河流和渠道的桥梁孔跨布置

(1)跨越一条河流时，以设置一座桥为原则。

(2)通航河流上，桥址中线应与航线正交。当不能避免斜交时，应适当加大通航净孔。对变迁性河道，应考虑其对通航孔的影响。

(3)斜交跨越河流时，尽量采用较大跨度通过，并可通过调整控制工点跨度，使控制工点以外的孔跨一致。

(4)跨越河堤的桥孔应尽量一孔跨越，堤上及边坡上尽量不设墩，如确有困难，桥墩应设在背水坡。

(5)若新建线与既有线并行，孔跨布置时应尽量使两桥的墩台中心线相对应，大致与水流方向平行。

(6)跨越渠道时，尽量一孔跨越，减少中墩。

客运专线跨越河流时，应根据河流的流量、通航等级、防洪要求、技术经济、施工条件等，采用合理的桥式桥跨。等级较高的河流可采用大跨度刚构连续梁、大跨度连续钢桁梁、大跨度连续拱桥等桥梁孔跨样式。等级较低的河流可采用大跨度混凝土连续梁、简支梁等桥梁孔跨样式。沈丹客运专线全线所经过河流，均无通航要求，跨越时采用常规32m简支箱梁形式。

2.3 跨越深沟及傍山桥梁孔跨布置

桥梁跨越水流较急的深沟时，尽量一孔跨越，不宜将桥墩设在沟谷中心处。当桥梁高度达到几十米，甚至上百米时，在无立交、河流等控制工点情况下，不宜再简单采用32m等常规简支梁孔跨，应从工程造价、施工条件等多方面进行考虑，对简支梁、大跨预应力混凝土连续梁、大跨度连续刚构等多种孔跨布置方案进行综合比较，合理确定桥式桥跨。

傍山桥梁:当地面横坡陡、地质条件较差，导致桥台一侧锥体较大时，桥跨布置宜适当加长。桥梁跨越深沟，地质复杂及陡坡地段，为避免设置高桥台大锥体，宜适当延长桥孔，按照“矮桥台、小锥体”原则。

沈丹客运专线沿线地形复杂，山势陡峭，沟谷纵横，一般均将桥头延伸至挖填交界处，采用矮桥台、小锥体，或将台尾伸入挖方或隧道口，达到破坏山体少、桥台稳定、现场圬工量少的目的。

2.4 跨越陡坎的桥梁孔跨布置

客运专线经过山区时，由于山体陡峭，跨越陡坎的现象时常出现。在跨越陡坎时，采用合理的桥式桥跨尤其重要。

沈丹客运专线跨沈丹高速3号特大桥，在小里程方向起桥处山体陡峭，桥高约48m，线位左侧37m处为沈丹高速公路隧道洞口，右侧25m处为既有沈丹线隧道洞口。若采用简支箱梁的孔跨形式，需在陡坎上设置桥墩，由于山体非常陡峭，基础施工时挖基数量很大，基坑刷坡过高，破坏山体平衡，有可能会导致塌方、滑坡等病害，同时会对右侧既有沈丹线及沈丹高速公路的运营安全造成影响。针对这种情况，跨越此处陡坎采用70m+70m T形刚构的孔跨形式，一跨将陡坎跨越，同时将起桥处桥台基础及梁的一部分伸入路堑地段，以保证桥台基础的稳定性(如图1)。

图1 70m+70m T型刚构孔跨布置立面

客运专线跨越陡坎时，两跨T形刚构往往会成为较佳的桥式桥跨。当有其他因素控制时，可考虑采用大跨度连续刚构及大跨度连续梁等孔跨形式。孔跨布置时应从多方面考虑，避免陡坎设墩，减少对山体的破坏，保证墩台基础的稳定性。

2.5 跨越公路和铁路的桥梁孔跨布置

跨越高速公路、主要公(道)路、铁路，如标准跨度不能满足要求时，可采用大跨度预应力混凝土连续箱梁跨越。当跨越处控制工点较多，采用常规大跨连续梁无法满足立交要求时，可考虑采用其他特殊桥式桥跨，孔跨布置时应多方面考虑，合理确定桥式桥跨。

沈丹客运专线跨沈丹高速3号特大桥，在道扎子村庄附近跨越沈丹高速公路，沈丹高速公路在此处为分幅公路桥，公路桥面宽12m，跨点处公路桥桥高分别为30m 和20m，交叉角度分别为25°12'和36°33'。由于此处地势陡峭，桥高约50m，高速公路分幅通过，上下行距离较近，且与客运专线交叉角度较小，对线路跨越沈丹高速造成一定的困难。

在前期勘测设计过程中，考虑采用两联大跨预应力混凝土连续梁分别跨越沈丹高速上下行公路桥，由于桥墩及基础距离公路桥较近，施工较困难，且对高速公路运营造成一定影响。考虑多方面的控制影响，经研究采用44m+3×88m+44m刚构连续梁的孔跨形式跨越分幅公路桥，满足了高速公路立交要求(如图2)。

图2 44m+3×88m+44m刚构连续梁孔跨布置立面

跨越公、铁路立交，线路纵断面高程较低，由于某些原因无法抬高，采用大跨度预应力混凝土连续梁无法满足净空要求时，可考虑采用简支钢桁梁、简支系杆拱桥等梁高相对较低的桥式桥跨，以满足公、铁路立交要求。沈丹客运专线的改沈丹乙线太子河特大桥跨越太子河边上的滨河南路时，由于跨越点位于本溪站附近，纵断面高程受站内控制，采用大跨度混凝土连续梁不能满足立交净空要求，最终采用96m简支系杆拱桥的桥式桥跨(如图3)。