改建沪蓉铁路小角度上跨宁西下行线设计方案

李孝平，庞凌志

(中铁四院集团广州设计院有限公司，广东 广州 510600)

1 铁路小角度立交

近年来，随着铁路建设的高速发展，不仅新建铁路日新月异，对既有铁路的扩能提速也同样快速推进。铁路跨铁路的立体交叉不可避免，特别是既有铁路的改造，由于受现场条件、运营组织等诸多因素的限制，改建铁路小角度立体交叉是工程实施中经常遇到的问题。

引江济淮工程引起宁西下行线、沪蓉铁路合武段局部改建[1]。其中沪蓉铁路合武段为设计速度250 km/h 的双线有砟轨道高速铁路[2]，宁西下行线为设计速度160 km/h的单线铁路。由于受场地条件、运营组织的制约，既有沪蓉的改建采用异位改线方案，在其投入运营后，再对宁西下行线跨江淮运河桥梁进行改造。宁西下行线采用先修建一条施工便线，再在原桥位改建桥梁的方案。宁西下行线施工便线按100 km/h标准设计，并满足通过正式运营列车要求。新建的施工便线下穿改建的沪蓉铁路，因此，沪蓉铁路改线时必须为宁西铁路下行线的施工便线预留通道，而这2条铁路线的交角只有18°。

2 立交方案比选

改建沪蓉铁路于里程CK491+980.84处上跨宁西铁路下行线施工便线，两条铁路线的夹角只有18°，改建沪蓉铁路此处路堤高度仅6 m左右。由于受建筑高度的限制，不能采用刚构桥[3-5]或其他大跨度桥跨越宁西下行线施工便线，只能采用小孔径的框架桥方案，且框架顶板至轨底按80 cm控制。

图1 改建沪蓉铁路新建1孔7 m斜交框架桥剖面(单位：cm)

2.1 方案1

直接在沪蓉铁路改线设计时新建1孔7 m的斜交框架桥[6-7]作为宁西下行线施工便线的预留通道，框架横剖面见图1。该方案最大缺点：由于框架桥轴线与改线后的沪蓉铁路线夹角只有18°，且框架桥顶板覆土厚度仅80 cm，框架桥两侧较长范围内铁路轨枕一头置于框架桥上，另一头置于路基中，由于两者刚度差别过大造成的不均匀沉降会影响列车行车的平稳性，在高速铁路桥涵设计中应该避免产生这种情况。初步设计审查意见也不同意该方案，而建议改建沪蓉铁路上跨宁西下行线施工便线时，宜采用在沪蓉铁路改线上设置上跨工点的方案。

2.2 方案2

在沪蓉铁路改线设计时新建1孔7 m的异形框架桥作为宁西下行线施工便线的预留通道，平面布置见图2。

本方案较方案1的改进在于：补齐了框架桥与沪蓉铁路改线间的“缺口”，使得异形框架桥的两端边线与沪蓉改线铁路轴线垂直，从而避免了铁路轨枕分别置于刚度差别过大的框架桥和路基上，而导致铁路行车的不平顺。但框架B和框架C异形结构受力复杂，施工也比较困难。

图2 改建沪蓉铁路新建1孔7 m异形框架桥平面布置(单位：cm)

2.3 方案3

在沪蓉铁路改线设计时沿沪蓉铁路线新建如图3和图4所示的8孔框架桥，其中框架B、框架C、框架D错孔布置，预留通道给宁西下行线施工便线，框架A两端加设封板，作为与两端铁路路基相接的过渡段(其作用相当于铁路“路基挡墙”)。

为了减少框架结构顶板厚度，在满足宁西下行线施工便线通行限界要求的前提下，尽可能采用小孔径框架，因此将框架A、框架B、框架C、框架D分别设计成(5.8+5.8)m、(9.2+9.5)m、(5.8+9.5)m、(2.7+9.5)m的双连孔小框架。错孔布置的框架B、框架C、框架D预留通道内最小净宽5.7 m，施工便线轨顶至框架顶板底之间的最小净高为6.55 m，满足160 km/h客货共线铁路隧道建筑限界(电力牵引区段)的要求。由于此处框架桥内施工便线轨面标高低于地面标高，框架桥内排水利用侧沟引到框架桥外低洼处排出，改建的沪蓉铁路线直接在8孔框架顶板上铺轨。

图3 改建沪蓉铁路上跨宁西下行线施工便线框架桥结构平面布置(单位：cm)

图4 宁西下行施工便线下穿框架顶板平面

本方案主要优点：①框架桥两端边线与沪蓉改线铁路轴线垂直，避免了铁路轨枕分别置于刚度差别过大的框架桥和路基上从而导致铁路行车的不平顺；②该框架桥结构构造简单，受力明确，施工方便；③该方案符合初步设计审查意见“建议改建沪蓉铁路上跨宁西下行线施工便线宜采用在沪蓉铁路改线上设置上跨工点的方案”。

经过比选，最终采用方案3，即改建沪蓉铁路上跨宁西下行线施工便线采用8孔框架桥错孔布置来实现。其中框架A实际上作为沪蓉铁路的一段过渡路基,可明显改善沪蓉铁路合武段高铁的行车条件。

3 结论

1)高速铁路桥涵尽量避免斜交。当斜交不可避免时，应保证桥台的台尾边线(或框架桥的外边线)与铁路线路中轴线垂直，避免铁路轨枕置于刚度差别过大的不同区段导致铁路行车的不平顺，从而影响高速铁路列车的运行安全和旅客乘坐的舒适度。

2)高等级铁路跨越低等级铁路，若夹角较小，在结构高度受限的条件下无法采用大跨度桥跨越时，采用小孔径多孔框架桥错孔布置，是一个能满足多方面要求的较好选择。

[1]李孝平.新建运河既有铁路桥改建方案研究[J].世界桥梁,2017(1):61-65.

[2]国家铁路局.TB 10621—2014 高速铁路设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2015.

[3]田芳.宁安铁路小角度斜交桥异形刚架空间分析研究[J].铁道标准设计,2016,60(10):72-75.

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[5]曹吉星.客运专线无砟轨道道岔区刚架桥的设计[J].铁道建筑,2015,55(3):27-29.

[6]国家铁路局.TB 10002—2017 铁路桥涵设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2017.

[7]国家铁路局.TB 10092—2017 铁路桥涵混凝土结构设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2017.