新建客运专线跨越武广客运专线多种桥形比选

单 旭

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

新建客运专线跨越武广客运专线多种桥形比选

单 旭

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

以某新建客运专线为例，通过对桥梁跨越武广客运专线路堑、隧道的不同方案进行比较分析，得出较为合理的桥形方式，并通过工程风险点分析，提出相应的安全防护措施。

客运专线 跨越 桥型方式 工程风险点

1 工程概述

已经开通运营的武广客运专线除行车天窗时间进行线路检修无车运行外，其余时段均有车运行，运营期间对铁路安全有严格的控制要求。新建跨武广客运专线桥梁必须选择合理的桥式结构，合适的施工方案，避免或尽量减少施工过程对铁路的影响和干扰，杜绝对高速列车运行产生任何的安全隐患。

为此，大跨度桥梁形式的选择尤为重要，综合各种因素，根据不同线路选向，设计上考虑了桥梁跨越武广客运专线路堑段连续箱梁、T构、斜拉桥等三种桥形设计方案的对比及与跨越武广客运专线隧道段连续梁方案的比选分析。

2 多种桥形对比

2.1 路堑段

根据线路选线线位关系，新建客运专线跨越武广客运专线路堑段相交法向角约为67°。桥形方式分别采用连续箱梁、T构、斜拉桥方案。同时，为缩短在武广客运专线上方的施工时间，采用大跨度梁转体施工方案(如图1)。

图1 跨越路堑处平面关系

(1)连续箱梁转体方案

桥跨组合为(80.6+128+80.6) m预应力混凝土连续箱梁，梁全长290.9 m，截面采用单箱单室、变高度、变截面直腹板形式。中支点截面中心处梁高9.684 m，中跨跨中9 m等高段，边跨21.95 m等高段，截面中心处梁高5.684 m。

梁部施工采用平行武广客运专线两侧悬臂施工，梁体悬臂施工后进行转体就位，在跨中部位采用移动吊架合龙施工(全桥共设置2个转盘)。转体后施工边跨及跨中合龙段长度均为2 m，所有转体和中间合龙时间均在天窗时间进行，每侧转体梁体长度126 m，重量约为125 000 t(如图2、图3所示)。

图2 连续箱梁转体方案平面

图3 连续箱梁转体方案桥形布置(单位：cm)

(2)T构转体方案

桥跨组合为(63.5+64+64+63.5) m，全长为255 m，主梁截面采用单箱单室、变高度、变截面直腹板形式，中支点处高7.6 m，边支点处4.0 m，两点之间采用二次抛物线变化过渡；中间墩采用框架式桥墩跨越既有武广客运专线，框架墩与主梁端的连接采用支座支承，框架墩横梁采用钢横梁结构或预应力混凝土结构，横梁计算跨径为30 m，横梁总长为33.5 m，梁高3.5 m。

梁部施工采用平行武广客运专线两侧悬臂施工，梁体悬臂施工后进行转体就位，在跨中部位采用移动吊架合龙施工(全桥共设置2个转盘)。单个T构转体长度达126.9 m，最大单悬臂长度为63.45 m，重量约为117 446 t。由于两侧T构转体施工空间位置需要，在T构端横隔处设置了一段宽0.25 m的后浇段，后浇段施工在主梁转体就位后完成。为减少对武广客运专线的干扰，框架墩横梁采用吊装方式施工(如图4、图5所示)。

图4 T构转体方案平面

图5 T构转体方案桥形布置(单位：cm)

(3)斜拉桥转体方案

桥跨组合为(53+75+128+48) m，全长为304 m，上塔柱高31 m，主梁拉索间距采用8 m双索面布置，共22对斜拉索，采用墩梁固结体系；主梁采用变截面设计，中支点处高8.0 m，边支点处6.0 m，两点之间采用二次抛物线变化过渡；桥塔墩身采用双矩形门式墩，墩底尺寸为纵向8 m、横向4.5 m，间距9.4 m。主跨跨越既有的武广客运专线，主跨施工工法采用挂篮悬浇后转体施工(全桥共设置1个转盘)，主梁转体总长度达232 m，最大单悬臂长度达116 m，重量约为278 746 t(如图6、图7所示)。

图6 T构转体方案平面

图7 T构转体方案桥形布置(单位：cm)

2.2 隧道段

根据线位关系，新建客运专线跨越武广客运专线隧道段，相交法向角约为62°。为确保武广客运专线隧道安全，桥墩基础应尽量远离隧道结构，桥形方式采用连续箱梁原位挂篮悬浇方案(如图8所示)。

图8 跨越隧道处平面关系

连续箱梁悬浇方案：根据武广客运专线隧道围岩等级，综合选择桥跨组合为(75+136+75) m预应力混凝土连续箱梁，桥梁长287.6 m，中支点截面中心处梁高10.0 m，边支点和中跨跨中梁高5.5 m。截面采用单箱单室、变截面直腹板形式，顶板厚度除梁端附近及中支点附近外均为0.45 m；腹板厚0.5～1.0 m，按折线变化；底板厚由跨中的0.5 m按二次抛物线变化至根部的1.25 m。

梁部施工采用原位挂篮悬臂施工，全桥梁部共分77个节段，其中有2个边墩托架现浇段、2个墩顶现浇段，1个中跨合龙段和2个边跨合龙段，其余为挂篮悬浇节段。中墩墩顶0号现浇节段长13 m，边墩墩顶20号现浇节段长为3.8 m，合龙段长2.0 m(如图9、图10所示)。

图9 连续箱梁悬浇方案平面(单位：cm)

图10 连续箱梁悬浇方案桥形布置(单位：cm)

2.3 桥形选择

如表1，从主要力学指标计算结果上看，各方案力学指标均满足高速铁路设计规范要求。对上述桥梁方案进行车桥空间动力仿真分析，各方案的动力性能均能满足指标要求。

表1 多种桥型主要力学指标计算结果及优缺点对比

从施工方案上看，多种桥形方案施工方案均可行。连续梁转体方案及T构转体方案施工过程对武广客运专线运营安全均有较大风险。斜拉桥转体方案虽对武广客运专线运营影响较小，但施工难度较大，转体重量达到27 000 t，施工风险较大，且投入运营后维修养护困难。

相对转体方案，连续梁悬浇方案跨越武广客运专线隧道段落，施工过程对其影响最小且较经济。

综上所述，对比桥梁跨路基段与隧道段，新建客运专线大跨度桥梁采用跨越武广客运专线隧道段的连续梁悬浇方案。

3 工程风险点分析及安全防护措施

3.1 工程风险点分析

考虑到武广客运专线已经开通运营，结合跨越既有客运专线桥梁工程的实际情况，可能存在以下工程风险：

(1)桥墩桩基础承台施工过程将对隧道侧覆土进行开挖，存在影响隧道结构稳定性的风险。

(2)施工过程中施工机械或重载车辆经常、反复通过隧道顶原有道路，可能会对隧道结构产生安全影响。

3.2 安全防护措施

(1)跨隧道主跨桥墩基础承台采用挖井法施工，分层、均匀开挖，以防止挖井护壁偏位及产生土体坍塌，基础外隧道侧应采用防护桩措施，以避免土压力变化影响既有隧道安全。

防护桩、钻孔桩桩基础应采用旋挖钻施工，避免冲击振动影响既有隧道结构。

(2)隧道附近及隧道顶的既有乡村道路设置禁止通行标志，施工便道采取绕行措施，主跨合龙段两侧采用两个工作面，禁止重型车辆通行。

(3)进行安全防护专项设计，严防坠落物影响武广客运专线运营安全，同时要注意避免大型机械等施工临时荷载对既有武广客运专线隧道的扰动影响。

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SHAN Xu

2014-07-09

单 旭(1982—)，男，2008年毕业于兰州交通大学桥梁与隧道工程专业，硕士，工程师。

1672-7479(2014)05-0085-03

U442

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