高架快速路上跨宝鸡东编组站方案比选

吴志刚

（中铁第五勘察设计院集团有限公司 北京 102600）

1 项目概况

宝鸡是陕西省第二大城市。斗中路高架快速路是宝鸡市快速干道系统中的重要组成部分，是联系中心城区与市域外围交通联系的重要通道。它是在现状道路的基础上进行的快速化改造，采用“高架快速路+地面辅道”的建造形式，全长8.6 km[1]。其高架主线为双向六车道的城市快速路，地面辅道为双向四车道的城市主干路。

1.1 桥址概况

斗中路高架快速路跨陇海铁路桥为本项目的关键性节点工程，需跨越宝鸡东编组站的10股轨道及铁路专用线两处铁路节点。与陇海铁路上行线交角87.1°，与铁路专用线交角102.9°，全长293 m。主桥桥位下为既有的斗中路及其下穿铁路的框架桥[2]。现状道路两侧为商业和居住区，高层建筑密集。高架桥梁布局空间局促，建设条件复杂。平面布置见图1。

图1 高架快速路平面布置(单位:m)

1.2 建设标准

（1）道路等级

快速路主线:城市快速路；

地面辅道:城市主干路。

（2）设计车速

快速路主线:80 km/h；

地面辅道:40～50 km/h。

（3）设计荷载

快速路主线:城-A级[3]。

（4）平面

跨铁路段平面线形位于直圆缓和曲线段，圆曲线半径为150 m。直线段长244.88 m，缓和曲线段长70 m。

（5）纵断面

纵坡≤4%[4]。

2 主要控制因素

2.1 陇海铁路和专用线的铁路限界

陇海线为双线电气化铁路，分别为陇海铁路上、下行正线。桥位处正线间有10股联络线，正线线间距约48 m。由于接触网杆的限制，主桥桥下最小净空≥9.9 m。铁路专用线位于陇海铁路南侧，连接宝鸡东站与宝鸡机车检修段，为单线电气化铁路。桥下最小净空≥9.9 m。专用线距离陇海铁路下行线42 m，与现状斗中路平交。

拟定的桥梁方案应保证整个施工过程，均应不侵入铁路限界，且最大限度减少施工对既有铁路运营以及铁路线、缆的影响[5]。

2.2 现状的地面道路交通

新建桥梁正下方为既有的铁路框架桥，该桥连接现状的斗中路和宝十路。框架桥为并排设置的2处单孔框架桥，桥长约58.5 m，两孔框架总宽14.7 m，净高5 m。新建桥梁的布置应减少对现状地面交通的影响。

2.3 拆迁量

跨铁路的高架桥梁位于城区主干路之上，道路两侧高层建筑密集。桥梁的桥型方案和施工方案的选择，决定了工程的建安费用和拆迁费用。不同的施工方案对应的工程拆迁费用有可能会超过建安费，进而影响整个项目的总投资。

3 方案设计遵循的原则

3.1 结构安全、适用的原则

高架桥梁的跨径合理，受力明确，结构安全、施工可行。

3.2 铁路安全的原则

陇海铁路是贯穿中国东、中、西部最重要的铁路干线。拟定的方案既要保证在施工期间铁路的运营安全，也要考虑桥梁在后期运营期间，结构正常维护时，对铁路的干扰最小。

3.3 经济的原则

方案的选择要满足经济合理的原则。在满足使用功能的前提下，一方面采用合理的跨度和桥型，降低桥梁本身的造价；另一方面选择合适的施工方案，减少因施工引起的拆迁量，以求达到最大的投资效益。

4 方案设计

4.1 下穿方案

由于现状的斗中路在桥位处已经以下穿形式穿越陇海铁路，在保留既有的下穿铁路的框架桥、现状地面道路和道路两侧高层建筑的前提下，新建的斗中路高架在地面位置已无再次下穿陇海铁路的空间。故下穿方案不可行。

4.2 上跨方案设计

新建高架考虑以上跨桥梁的方式穿越陇海铁路和专用线。

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4.2.1 施工方案的选择

目前桥梁上跨铁路常用3种施工方法:顶推、悬浇和转体[6-7]。顶推方式需提前沿线路制作梁体，在跨径较大时需在跨中设置临时墩。本桥的桥位基本与现状的地面框架桥重合，临时墩需设置在框架桥之上，且位于铁路上、下行正线之间，施工干扰大。悬浇施工需要的施工场地最小，拆迁量小，但在铁路上方作业的时间较长，对铁路运营的影响较大。转体施工，梁体需提前平行于铁路线预制，转体范围内空旷，无高耸的建筑冲突，有一定的拆迁量，对铁路和地面交通的干扰小。故本桥推荐采用转体施工[8]。

4.2.2 主墩的布置和跨度的选择

本桥主墩可以布置在陇海铁路北侧、陇海铁路南侧与专用线之间或专用线以南三个位置。为减小工程的规模，在主墩布置满足铁路限界和不影响地面交通的前提下，尽量减少主跨的长度。

主墩布置在专用线以南，则桥梁主跨达132 m，转体长度为264 m，转体时将与道路两侧的高层建筑冲突。主墩布置在陇海铁路南侧及专业线之间，若不采取铁路线间合龙的方案，则主跨为97 m，转体长度为194 m，转体时也将影响到铁路南侧斗中路两侧现状的一部分建筑。故将主墩布置在铁路北侧是合适的选择。此处陇海铁路上下行之间的线间距为48 m，加上铁路路堤的宽度及主墩避让宝十路的距离，主跨选择100 m左右。

4.2.3 跨专用线桥梁方案

专用线为单线电气化铁路，如果单独设置一联，可采用（31.5+31.5+36）m混凝土连续梁方案，整幅设置，支架现浇施工。如果与主桥合并成一联桥，可考虑将一个主墩设在专用线与下行正线之间，采用（55+107+60）m刚构对转方案。由于专用线与下行正线及既有框架桥进口仅距离42 m，为避免主墩位置影响一部分既有的地面交通，可以局部优化地面交通组织，或将此主墩设置成框架墩，墩顶转体。

4.3 主桥方案比选

本方案在跨陇海铁路时，选用一联（97+97）m单索面矮塔斜拉桥。整幅设置，结构正交。主墩立于铁路上行线北侧，转体施工，转体长度2×92 m，两侧设置5 m现浇段。桥型布置见图2。

桥梁横断面布置为:桥宽29 m＝0.5 m（防撞护栏）+11.5 m（行车道）+4 m（索塔区）+11.5 m（行车道）+0.5 m（防撞护栏）。

图2 矮塔斜拉桥方案(单位:m)

（1）上部结构

主梁采用预应力混凝土现浇箱梁，单箱三室，桥面全宽29 m，根部梁高7.5 m，端部梁高3 m。

（2）下部结构

主墩采用板式墩，横断面为花瓶型，墩高15.5 m。小里程边墩为避让既有铁路框架桥交通流，采用门式墩，其盖梁采用预应力混凝土结构。墩柱立于人行道上，间距17.2 m，高13 m。大里程侧边墩采用三柱排架墩，墩高16.5 m。桥墩均采用群桩基础。

4.3.2 方案二 (55+107+60)m刚构桥

本方案采用（55+107+60）m刚构体系，全长222 m，整幅设置，结构正交。桥梁采用双T构对转施工，转体方向为顺时针，转体长度分别为2×50 m、2×55 m，两侧设置5 m长现浇段。本方案需在铁路线间合龙，跨中合龙段长度为2 m。桥型布置见图3。

图3 (55+107+60)m刚构桥方案(单位:m)

桥梁横断面布置为:桥宽24.5 m＝0.5 m（防撞护栏）+11.5 m（行车道）+0.5 m（中央护栏）+11.5 m（行车道）+0.5 m（防撞护栏）。

（1）上部结构

主梁采用单箱多室变截面预应力混凝土现浇箱梁，根部梁高分别为5 m、6 m，端部梁高2.5 m，梁底呈二次抛物线变化。

（2）下部结构

主墩采用花瓶墩，墩高分别为13.5 m和15.5 m，主墩底宽6 m。小里程边墩为避让既有铁路框架桥交通流，采用门式墩，其盖梁采用预应力混凝土结构，墩柱立于人行道上，间距17.2 m，高12 m。大里程侧边墩采用三柱排架墩，墩高15.7 m。桥墩均采用群桩基础。

4.3.3 方案三 (97+97)m刚构桥

本方案采用（97+97）m刚构体系，全长194 m，整幅设置，结构正交。桥梁主墩立于铁路上行线北侧，顺时针转体施工，转体长度为2×92 m，两侧各设置5 m长现浇段[9-10]。桥型布置见图4。

图4 (97+97)m刚构桥方案(单位:m)

桥梁的横断面布置与方案二相同。

（1）上部结构

上部结构采用单箱多室变截面预应力混凝土现浇箱梁，根部梁高9.5 m，端部梁高4 m，梁底呈二次抛物线变化[11]。

（2）下部结构

主墩采用板式墩，矩形截面，墩高13.5 m，主墩底宽11.9 m。小里程边墩为避让既有铁路框架桥交通流，采用门式墩，其盖梁采用预应力混凝土结构，墩柱立于人行道上，间距17.2 m，墩高12 m。大里程侧边墩采用三柱排架墩，墩高15.5 m。桥墩均采用群桩基础[12]。

4.4 建议方案的选择理由

从对既有地面道路交通的影响、施工和运营期间对铁路的影响、后期维护的难度、施工难易程度、工期长短和投资大小综合比较，方案三（97+97）m刚构为最优的选择。各方案的具体比较见表1。

表1 各方案对比

5 结束语

本桥处于既有的城市道路和下穿铁路的框架桥之上，建设条件复杂。本方案较好地解决了高架快速路、铁路和既有地面交通之间的关系，目前已获铁路局的批复，为今后在既有的城区道路上新建跨铁路的高架桥提供了借鉴。