下穿铁路立交桥施工技术研究

王 琦

浙江铁道建设工程有限公司，浙江杭州 310000

随着我国城市化进程不断加快，城市规模不断扩大。尤其是以成都、武汉为代表的新一线城市，纷纷开始合并周边市、县，做大城市体量，激活城市动力。随着城市扩容，城市交通等基础设施的建设也如火如荼的开展。传统小容量城市的交通布置都较为简单，主要是考虑到资金、技术等问题。随着我国基建技术、设备水平不断提升，有能力进行更多复杂的路网交通建设。早起的道路铁路交叉处，为直接交叉，行人车辆需要等待火车同行，交通十分不便[1-2]。虽然有涵洞等设计，但是涵洞只能通行小型车辆，难以满足当前城市对道路的需求。当前下穿铁路立交施工成为公路铁路交叉处施工的重要选择。

1 立交设置条件及形式

道路铁路立体交叉一般遵循以下设置条件。即高速公路、一级公路或城市快速路与铁路交叉时，必须设置立体交叉。其他交通运输繁忙、铁路行车密度较大或行车速度较快的路段也应该设置立体交叉[3]。在以往的城市规划中，由于技术、成本等因素，这种交叉一般采用平面交叉，机动车辆和行人需要等待火车通行。这种设置既影响了火车的行驶安全，也影响了道路交通的便捷性。

此外，道路与铁路立交的设置形式还要充分考虑道路、铁路的等级、性质、周围地质条件、范围内排水环境、施工难易程度等。一般分为道路上跨铁路和道路下穿铁路及道路上跨和下穿铁路组合交叉等几种形式。

2 工程概述

本文以下穿铁路立交为主要内容进行施工技术探讨。道路下穿铁路：一般采用框架形式地道。框架结构具有能减少梁部高度，改善桥下道路纵坡及道路排水条件的功能。当前我国道路下穿铁路施工技术较为成熟，框架结构在道路下穿铁路施工中应用广泛[4-5]。

某铁路立交位于京沪线上，桥上3股铁路。既有桥为3座并列设置的一孔LP=16m低高度先张法预应力混凝土铁路桥，典型T型桥台，桥长28.05m，桥下净高4.5m，桥下路宽14m。拓宽后道路红线宽60m，为城市主干道，路宽33m，中间为两上两下机动车道，两侧为非机动车道、行人道、绿化带。该桥为当地市政道路主干道，车流密集，为城市既有道路，现场情况较为复杂，通行能力较差，异常拥堵，为缓解城市道路交通压力，重塑道路景观，并促进该片区开发和经济发展，需要对既有道路进行扩建及相应的景观整治。进行多次研究对比后，决定拆除原有3座并列设置的既有桥，改建为（10+12+12+10）m钢筋混凝土框架桥。

2.1 影响因素和原则

（1）本道路为通往市区主干道之一，道路繁忙，车流量大，因此道路首先要满足未来城市扩容后交通功能的基本需求，原有车道非机动车道和机动车道没有具体区分，剐蹭事故频发，行人安全得不到保障，因此扩建后，要划分机动车道、非机动车道、行人道的功能分区；

（2）根据立交周边用地性质、地质、环境、人文背景、地貌等综合考虑，尽可能减少对环境、城市交通的负面影响，坚持以人为本的设计理念；

（3）本道路为既有道路拓宽，立交为既有立交拆除，因此需要考虑施工期间的交通组织。

3 工程现状分析

3.1 空间分析。

桥面为南北走向三条铁路分别为：京沪上、京沪下行及辛泰铁路三股车道并行桥。原有桥下道路宽度为14m，桥下净高4.5m,桥长28.05m。拓宽后道路宽33m，桥下净高6.4m，桥长44m。拓宽后，道路交通功能更加丰富，机动车道、非机动车道、行人道和绿化带，同时增高桥下净高，增强了公路的运载高度，大型车辆得以通过，增强道路运载能力，有效解决道路的拥堵问题。

3.2 交通流特点分析

原有道路为城市主干道，是该区域能够横穿京沪铁路的重要道路之一，交通承载压力大，是城市的主干道之一。桥上线路为京沪上，京沪下行及辛泰铁路三股道，均为小半径圆曲线，京沪上、下行铁路为无缝铁路，辛泰铁路为普通有缝铁路。线路坡度：上行2.5‰、下行2.9‰、辛泰铁路为4.3‰。

3.3 立交选型

通过对交通、环境等情况综合考虑，原有的立交难以承载当前的交通需求，对未来城市扩容及发展带来严重阻碍。因此立交需要提升净高、道路扩宽，才能优化布局。经过多方案研究必选，决定将原有桥原位拆除后改建为（10+12+12+10）m的钢筋混凝土架桥。在不中断铁路运营同时，确保桥下道路通畅，减少透支，采用4孔8箱体分批预制施工方案，采用边顶进边拆除的施工方案。新建立交与原有桥中心线一致，8箱体采用C35抗渗混凝土，抗渗等级≥8；箱体顶部设TQF-1型防水层及C40纤维混凝土保护层。

工程区域为冲击平原，地势较为平坦，坡度较小，房屋密集。经勘探，地表层为杂土、素填土、砂砾、粉质黏土、细角砾土，粗砂、粉质黏土、中砂、细砂、石灰岩等。桥墩基设置在细角砾土之上，地基的承载力大于200kPa，箱身设计的基底应力要大于130kPa、该区域地下水位在1.2～1.5m之间，随季节变化有较大波动。工程抗震防烈度设置要求为6度，土层最大冻结深度为0.5m。

3.4 做好工程内力和结构计算

按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB 10002.3—2005）规定标准执行。按工程平面框架构建工程模型，计算内力和压力简化分布何在。同时要考虑列车活载状况的影响。确保工程满足设计要求，适应未来50年的城市扩容发展和铁路运力的设计要求[6-8]。

4 施工顺序

4.1 施工准备

（1）将施工铁路段的混凝土枕换成钢枕，并按标准安装曲线轨道加强设备，确保铁路运行安全。

（2）施工所需材料、便梁、器械全部到位，对可能影响施工的接触网立柱、通信设施、电缆等移迁完毕。

4.2 施工边孔

（1）搭建4.5×3.0m八三支墩，用于托起既有梁，对桥台进行卸载防护处理。

（2）在火车道线路两侧均设置D24m便梁支座端头处设置桩径200cm的孔桩作为便梁支点。

（3）拆除既有桥边护栏，对可能影响便梁施工的部分予以拆除。

（4）加固铁路线路。

（5）拆除影响桥台部分，将箱体顶进就位。

（6）边孔顶进就位。

5 施工及养护注意事项

（1）核实好桥梁位置及方向，确保工程精度。

（2）施工过程中做好铁路线路的加固工作，同时做好实时观测，确保列车安全运营。

（3）在顶进过程中，严密注意铁路线路否出现位移或其他异常状态。采用水平移动顶进，禁止上抬或下调操作，发生偏移时，应当立即暂停，并对上级机关进行通报，展开会诊，制定解决方案，禁止强行纠偏。

（4）对基坑的回填工作要认真履行，夯实密度要超过95%。

（5）严密检查钢架的焊接工作，禁止钢架的底板顶板跨中出现接头，一旦出现，整个钢架需重制，底板、顶板、跨中出现接头会极大降低钢架的预应力荷载。

（6）严格检查控制箱身混凝土浇筑情况，特别是振捣养护工作、温度控制工作要符合标准。

（7）密切注意桥头路基，防止桥头路基出现松动或坍塌。施工过程中，顶进箱体、扰动等作业会对夯土产生影响，因此需密切注意，必要情况下，要对桥台设置M10浆砌片确保桥头路基荷载能力。

（8）做好桥基的排水工作，切勿让桥基长期浸泡在水中，导致桥基不稳或发生超出设计的沉降。

（9）充分考虑京沪上、下行铁路的无缝轨道的运行需求，施工活动中需要先进行应力放散，同时做好协调工作，确保列车安全运行。

（10）做好地下水位降低工作，按设定要求，将桥基附近水位降低1m以上。

（11）做好道路车辆限速、限高标识工作。

6 结语

在施工的同时还不影响上行列车和下行公路交通，是一项十分精细而又庞大的工程。本次施工方案，经过精细设计和考量，做了十足的调研，并根据相关标准制定科学合理的施工工序，既保证了铁路、公路正常行车，同时施工工作稳步推进，实现旧桥拆除，新桥设置一系列工作。本次施工圆满成功，离不开各部门、各单位紧密协调与配合。