哈西大街跨哈南站铁路立交桥方案研究

傅琦

（中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院，黑龙江 哈尔滨150006）

1 概述

哈尔滨南站位于黑龙江省哈尔滨市南岗区，为一等站，按技术作业性质为编组站，站场布局是双向纵列式三级六场。本次研究桥跨越车辆段12 条线、Ⅰ场13 条线、王孙下行线、机务段3 条线、货线2 条线、Ⅵ场15 条线、王孙上行线，共计47 条铁路线路。

2 技术指标

2.1 道路等级：城市主干路；

2.2 设计车速：60km/h；

2.3 设计基准期：100 年；

2.4 荷载等级：城-A 级（跨铁路部分提高30%），人群荷载3.5kN/m2；

2.5 铁路限界：净空按双层集装箱标准≥7.96m；净距≥3.5m；

2.6 抗震设防烈度：7 度，按8 度设防。

3 方案研究

3.1 下穿方案研究

下穿方案跨铁路段设计方案不能中断行车，同时应尽量减少对其通过能力及站内行车组织的干扰，因此我院选择采用盾构法施工，对铁路站场未来发展不构成限制；在车道板下方可以预留做综合管廊使用。隧道为双向六车道标准。其中铁路盾构区间段600m，两侧各20m 竖井；铁路北侧市政地道桥520m，引道160m；铁路南侧市政地道桥680m，引道280m。铁路盾构为双箱布置，直径14m，间距12m。市政地道桥为双箱布置，断面为2-12.5m 框构桥形式。全线最大纵坡3.87%，纵断面线形受起终点交叉口控制。盾构纵断面坡度0.3%。利用限界上方与内净空之间的空间安装射流风机、车道信号灯、照明灯具、水喷雾头、摄像头、漏泄电缆等设备。盾构采用钢筋混凝土结构，盾构外径14.4m，壁厚0.7m，内直径13m，双洞净距为14m。盾构始发井及接收井采用明挖法施工，围护桩支护，内设衬砌结构，始发井长100m，宽60m，深约30m；接收井长23m，宽60m，深约30m，结合全线综合考虑，在纵断最低点处应设置雨水排水泵房

3.2 上跨方案研究

桥梁为双向六车道标准。全线最大纵坡3.87%，起终点两侧需分别在绥化路交叉口及规划路交叉口落地。斜拉桥方案实际最小净空9.24m，钢桁梁桥方案实际最小净空9.99m，均超出按双层集装箱标准≥7.96m 的要求，纵断面线形受起终点交叉口控制。市政部分桥梁横断面形式为0.5m 防撞护栏+11.0m 机动车道+0.5m 防撞护栏+1.0m 间距+11.0m 机动车道+0.5m 防撞护栏，全宽25m。跨铁路部分桥梁横断面依据桥式不同各不相同。上跨方案为满足与下穿方案功能一致，需配套新建综合管廊一处。

3.3 上跨方案桥式研究

如本项目采用上跨方案，由于桥梁基础施工期间承台开挖位于哈南站内，同时架设主桥梁段期间，需占用站内场地用于运输、存放、吊装梁段。结合哈南站站场限制条件，主桥方案应尽量采用大跨度结构，减少墩柱结构对铁路站场的影响，同时由于总体方案中纵断较低，为尽量增大净空，减少对铁路及接触网的影响，主桥梁高应尽量压缩。本次可行性研究设计中，多种上跨方案中可行的四个方案论述如下：方案一为（100+225+100）m 双塔双索面斜拉桥，施工方法为悬臂拼装方案；方案二为（118+198+118）m 双塔双索面转体斜拉桥，施工方法为转体施工方案；方案三为（118+198+118）m 双塔单索面转体斜拉桥，施工方法为转体施工方案；方案四为4x108m 等截面钢桁梁桥，施工方法为顶推施工方案。

4 方案比选

由表1 中各方案比较可以看出，下穿方案对于城市及铁路长远发展的角度看，是有益处的，施工及运营阶段都对铁路站场干扰最小。但同时也要看到下穿方案存在的各种缺陷和问题：

4.1 工程造价增加：下穿方案较上跨方案工程范围增加，同时增加工程投资。由于需满足铁路铁轨至下穿隧道顶距离需大于15m，为满足严寒地区冰雪路面道路坡度要求，控制道路纵坡小于4%，则工程起点从绥化路需移至哈尔滨大街，工程终点（地道出口）距离三环路200m 处，工程全长为2280m,比上跨方案长940m；工程建安费比上跨桥方案多出96707 万。

4.2 交通功能欠缺：因地道桥长度较长，地道桥建成后仅为三环至哈尔滨大街快速通道。电缆路、伊春路、绥化路等相交路车辆无法利用地道桥实现快速交通，因无不能通过周边路网疏散车流，经由三环的车流直接汇入至哈西核心区并交通拥堵。同时地道敞开段将哈西大街两侧商业分割，对区域商业造成不利影响。

4.3 施工工期长：由于埋深较深，该段需采用隧道断面结构，穿铁路段需采用盾构机顶进，同时进行铁路线防护及防沉降监测；同时开挖施工敞开段地道。施工周期需比高架桥方案延长约10 个月以上。

4.4 增加维护成本：因下穿方案隧道距离长，隧道内排水无法自排，需要增设泵站，同时隧道内需设置24h 通风设备，较立交方案在运营期间需更大的使用成本。

4.5 造成不利社会影响：因哈西大街铁路南侧已修建完成（去年），隧道方案需将在原路开挖敞开段，同时施工两侧辅道，破坏原已修建完成的哈西大街，短时间内重复修建会造成不利的社会影响；综合考虑各方案的优缺点，从控制工程造价，符合市政道路规划，对铁路影响时间尽量缩短，后期养护维修方便等方面考虑，推荐上跨方案二：（118+198+118）m 双塔双索面转体斜拉桥。

表1 方案优缺点对照表

5 结论

随着转盘结构研究的不断进步以及转体施工技术研究的不断深入，转体施工工艺经验成熟，转体吨位纪录不断被刷新。本项目推荐方案（118+198+118）m 双塔双索面转体斜拉桥，充分利用哈南站内各场区线群间沿铁路线路方向空地，采用转体施工的总体方案，对今后类似项目在跨越大型铁路站场的方案研究均可广泛应用。

本项目推荐方案（118+198+118）m 双塔双索面转体斜拉桥，不但有效利用了既有空地，减少了对铁路行车的干扰，有利于铁路部门决策。转体场面壮观，令人印象深刻，社会反响大，对于先进的桥梁结构设计方案及施工工艺在东北地区的发展具有非常大的推动作用。斜拉桥造型优美，与城市整体风貌和谐统一，建成后也必将成为一处靓丽的城市景观。

本项目设计过程中分别为建设单位提供了600m 下穿盾构14.4m 直径双洞隧道方案；4x108m 等截面顶推钢桁梁桥方案；（100+225+100）m 双塔双索面悬臂拼装斜拉桥方案；（118+198+118）m 转体单（双）索面混凝土斜拉桥方案。以上各方案均做了深入研究，都具有较强操作性和实用性，本次研究过程中积累的这些桥式素材和方案构思，今后也能在类似项目中充分发挥价值，为建设单位决策提供更多的有益思路。

本工程所述推荐方案（118+198+118）m 双塔单索面转体斜拉桥已于2020 年11 月顺利转体。