阜六铁路颍河特大桥总体设计

宗 磊 明

(中铁上海设计院集团有限公司南昌院，江西 南昌 330002)

阜六铁路颍河特大桥总体设计

宗 磊 明

(中铁上海设计院集团有限公司南昌院，江西 南昌 330002)

结合线路走向、水文、地质条件，在设计中对桥跨布置、结构合理性、施工难易度等方面进行了分析比选，并确定了合理的设计方案，为今后同类工程提供参考。

特大桥，桥位，简支T梁，围堰

1 工程概况

新建阜阳至六安铁路从阜淮线袁寨站下行端引出，经宁西线引入六安站，线路全长约138 km，设计速度目标值160 km/h，为国铁Ⅰ级客货共线的单线铁路。

颍河特大桥位于阜阳市颍东区和颍上县交界处，约在阜阳闸下游25 km、颍上闸上游55 km处。大桥自北(阜阳方向)向南(六安方向)依次跨越颍河北坝、主河道和南坝，全长5 540.16 m，共172孔。全桥采用桩基础。

1.1 地质条件

根据野外鉴别及室内试验结果，岩性主要为粉土、粉质粘土、粉砂等，勘探未见基岩。上部含姜结石粉质粘土中赋存孔隙、裂隙水，水量一般；下部粉土及砂层中赋存孔隙水，部分具承压性，水量较大，由大气降水、地表水及一级阶地径流补给。稳定水位标高23.5 m～27.4 m，水位随季节有升降,变幅1.0 m～2.0 m。地表水、地下水对混凝土无侵蚀性。

区内有多个断裂，全新世以来基本稳定，均为非活动断层，对本工程影响不大，区域构造稳定性较好。

1.2 水文条件

沙颍河发源于河南省西部伏牛山脉，为淮河最大支流，河南省周口以上称沙河，周口以下统称颍河。沙颍河东南方向流经河南省鲁山、平顶山、漯河、周口、安徽省界首、太和、阜阳、颍上，于颍上沫河口入淮河，干流全长620 km，其中安徽境内207 km；流域面积39 880 km2，其中安徽境内4 112 km2。区内降水具有短时间降水强度大的特征。主汛期一般在6月份～9月份，11月～翌年2月为枯水期。由于有下游颍上闸和上游阜阳闸的节制，河水位变化不大。

1.3 地震基本烈度

根据《中国地震动参数区划图》，本场地地震动峰值加速度为0.10g，相应于抗震设防烈度7度。综合评定场地土的类型为中软土，场地类别为Ⅲ类，特征周期Tg=0.45 s，为可进行建设的一般地段。

2 桥位比选

颍河特大桥跨越控制性工点多，对桥位的跨越位置不同方案的优化比选，是影响全桥造价的关键因素。根据可行性研究审查意见，定测阶段经进一步勘察研究，结合拆迁及预留二线桥位的设置，考虑不同桥位处水文及通航情况，对跨颍河桥位进行了适当的优化。优化后的颍河桥位减少了拆迁工程量(优化前桥位拆迁房屋8 560 m2，优化后桥位拆迁房屋3 442 m2)，减少了颍河特大桥二线预留控制工程。最终桥位选择在阜阳市颍东区袁寨镇河北村和颍上县五十里铺乡白果树村交界处跨越，约在阜阳闸下游25 km、颍上闸上游55 km处。

颍河特大桥跨越主河道为通航河段，通航等级为Ⅳ级，根据《内河通航标准》规定，天然河流Ⅳ级航道设计最高通航水位为10年一遇洪水位，本桥为30.05 m，桥下通航净高不小于8.0 m，航道中心线与阜六线法线夹角15°。

最终跨径组成为25-32 m+1-24 m+4-32 m单线简支T梁+(40+64+40)m双线连续梁+5-32 m+2-24 m+5-32 m单线简支T梁+(70+120+70)m双线连续梁+3-32 m+1-24 m+2-32 m单线简支T梁+(32+48+32)m双线连续梁+6-32 m+2-24 m+37-32 m+33-24 m+5-32 m单线简支T梁+(40+64+40)m单线连续梁+27-32 m单线简支T梁。全桥为单线(部分双线)铁路桥梁，桥梁全长5 540.16 m。

3 桥式方案

3.1 颍河主河道

根据安徽省交通运输厅对阜六铁路颍河特大桥的批复要求，“主河道采用120 m跨单孔双向通航，有效通航净宽大于90 m，通航净高大于8 m”。设计采用了(70+120+70)m双线连续梁。

主梁采用单箱单室、直腹板、变高度箱形截面为纵、横、竖三向预应力体系。计算跨度为(70+120+70)m，边支座中心线至梁端0.85 m，梁全长261.7 m。梁高沿纵向按二次抛物线变化，中支点梁高9.5 m(高跨比1/12.6)，边支点及跨中梁高5.5 m(高跨比1/21.8)，中跨跨中直线段长10 m，边跨直线段长15.85 m。箱梁横截面全宽13.5 m，顶面设2%人字形横坡。

下部结构桥墩采用圆端形实体墩，墩身直坡，主墩最大墩高18.5 m，墩身顺桥向宽7.2 m，横桥向全宽10.2 m，承台厚4.0 m，加台厚2.0 m，主墩桩基采用20-φ2.0 m钻孔灌注桩，最大桩长86 m；边墩最大墩高12.6 m，墩身顺桥向宽5.0 m，横桥向全宽9.8 m，承台厚3.5 m，边墩桩基采用11-φ1.5 m钻孔灌注桩，最大桩长66 m。

3.2 引桥及其他有关设计

颍河特大桥引桥采用(40+64+40)m双线连续梁跨越颍河北堤坝，(32+48+32)m双线预应力连续梁跨越颍河南堤坝，(40+64+40)m单线预应力连续梁跨阜淮高速，并考虑了阜淮高速将来的拓宽为双向八车道。其他地段采用32 m，24 m预应力混凝土简支T梁。其他有关设计如下：

结构设计:颍河特大桥集单线桥墩单线架梁、双线桥墩单线架梁、双线桥墩双线连续梁于一身，上部含简支T梁、单线连续梁、双线连续梁，下部含单线墩、双线墩、过渡墩、单线T型桥台、双线矩形空心桥台，桥梁结构类型繁多，技术含量高。

过渡墩:颍河特大桥堤坝内为双线墩单线架梁，堤坝外为单线墩单线架梁。双线过渡到单线地段为曲线且变线间距，满足远期增建复线桥条件为设计难点。设计采用异形过渡桥墩，有效解决了过渡问题。

特殊地质处理：桥址靠阜阳地区大部分表层有淤泥质粉土、粉砂、沙层管涌、流沙等不良地质情况，墩台稳定性、线刚度是桥梁设计考虑的重点。同时，根据不同地质情况，对桥梁下部结构优化，选择最优的基础形式是控制本桥造价的关键因素。

4 主要施工方法

4.1 上部结构施工

上部连续梁结构采用悬臂挂篮施工，简支T梁采用架桥机架设。

4.2 下部结构施工

颍河特大桥主河槽为满足通航、洪评要求，设计采用了深水低桩承台基础。承台底位于常水位以下12 m，经反复论证和经济比选，设计采用30 m超长拉森钢板桩围堰施工。拉森钢板桩具有施工速度快、安全可行、效率高、成本低、止水效果明显等优势。在此之前，国内尚无30 m超长拉森钢板桩深水围堰施工先例，缺乏成功的技术经验，该工艺被列为重点科研项目。最终30 m超长钢板桩围堰施工取得成功并获重大技术突破，为国内深水基础超长钢板深水桩围堰施工积累了丰富工程经验。

5 结语

本桥整体桥梁采用单线预留复线条件，且所采用的桥梁结构类型繁多，施工工艺全，技术含量高。针对这种结构体系的特殊性与复杂性开展了研究，在方案比选、孔跨布设、结构设计、施工工法及监测控制等各环节关键技术方面，取得了多项创新成果。本桥已于2013年12月竣工运营，目前运营情况良好。

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[4] 梁小刚.阜六铁路颍河桥对颍河防洪影响的防治与补救措施[J].治淮,2012(1):39-41.

General design of Ying river extra-large bridge of Fu-Lu railway

Zong Leiming

(NanchangInstitute,ChinaRailwayShanghaiDesignInstituteGroup,Nanchang330002,China)

Combining with the routine direction, hydrology and geological conditions, the paper carries out analysis and comparison of the design from aspects of bridge span arrangement, structural rationality and construction difficulty, and determines rational design scheme, which has provided some guidance for similar engineering in future.

extra-large bridge, bridge location, simply-supported T-beam, cofferdam

1009-6825(2017)21-0150-02

2017-04-25

宗磊明(1985- ),男,工程师

U442.5

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