金旭路中桥设计研究

崔振宇

(轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院),陕西 西安 710043)

0 引 言

陇海铁路是我国大陆东西向的“陆桥通道”，与纵贯我国西部南北向的“包柳通道”以及徐兰客专、大西客专、西成客专的交汇，组成西安枢纽。西安枢纽是全路八大客运中心之一，也是全路路网性编组站及集装箱中心站之一，在全国铁路网中起着骨干作用，也是西北、西南各省联系华北、华东、中南等地区的经济纽带，在政治、经济和国防上具有极为重要的地位和作用。陇海线咸阳渭河桥改扩建工程金旭路中桥桥址位于陇海线黄家寨至咸阳区间，如图1所示。

图1 金旭路中桥平面位置

1 金旭路中桥总体设计

1.1 金旭路情况

(1)金旭路现状。金旭路机动车道为双向4车道，宽14.0 m，路面高程约为381.01 m，机动车道两侧均有非机动车道，宽约5.5 m，路面高程分别为382.19 m和382.45 m，机动车道与非机动车道之间设1.2 m宽绿化带。既有上行线、下行线、咸黄三线及咸陇联络线均以(8+14+8)m箱形桥跨越金旭路。

(2)规划金旭路情况。规划金旭路的路幅组成为：14.5 m(5.5 m非机动车道+9 m绿化带和人行道)+21 m(机动车道)+14.5 m(5.5 m非机动车道+9 m绿化带和人行道)，机动车道桥下净高4.5 m，非机动车道桥下净高3.5 m。采用隔离墩对机动车、非机动车进行隔离。

1.2 新建金旭路中桥情况

新建金旭路中桥分为新建双线(陇海线上、下行线)金旭路中桥和新建单线(咸黄三线、联络线)金旭路中桥三座桥梁。桥址处金旭路与新建双线(上、下行线)法线夹角约5°，与咸黄三线法线夹角约12°，与联络线法线夹角约18°。

结合金旭路与铁路路线夹角、路面布置形式，金旭路中桥初步拟定孔跨布置如下：

(1) 陇海上、下行线设置双线(17.0+23+17.0)m连续刚构，桥梁中心里程SDK1 094+724.5。

(2) 咸黄三线设置单线(17.3+23.43+17.3)m连续刚构，桥梁中心里程HDK1 094+710.13。

(3) 咸陇联络线设置单线(17.7+24.13+18.3)m连续刚构，桥梁中心里程LDK0+074.25。

新建金旭路中桥须保证新建墩台与金旭路走向一致，并且施工后不影响规划金旭路的通行能力。新建金旭路中桥应满足《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002-2017)和《铁路桥涵混凝土结构设计规范》(TB 10092-2017)的规定要求。

2 金旭路中桥详细设计

2.1 金旭路中桥设计的关键点

新建金旭路中桥位于直线、缓和曲线及圆曲线上，并且三条线路在桥址处线间距很小，使得金旭路中桥的梁部、墩台相互干扰，如何合理选择梁部结构形式、布置墩台位置以及精确的施工放样是设计者必须考虑的问题：

(1) 本桥桥位处小里程侧陇海上行线，与咸黄三线的线间距仅7 m，咸黄三线与咸陇联络线的线间距仅3.6 m，三孔桥梁梁部之间相互交叉。合理的设置梁部结构形式是本桥设计的重点、难点。

(2) 由于本桥桥位处的线形关系，本桥墩台与规划金旭路之间的夹角在不断变化，墩台基础既要做到与梁部匹配同时又与规划金旭路顺接，所以如何选择墩台形式并进行合理布置需进行专项研究。

(3) 如何在图纸上准确的表达本桥复杂的相互位置关系精确的指导施工放样，也需要进行专项研究。

2.2 金旭路中桥的设计方案

2.2.1 设计方案提出

根据金旭路中桥平面位置关系、景观要求及受力特点等拟定了三种设计方案。

(1)方案一。本方案桥梁采用曲线曲做，桥台、桥墩与线路正交布置。如图2所示。

图2 方案一平面关系图(单位：cm)

咸黄三线与咸陇联络线金旭路中桥采用实体桥台，桥墩采用梁墩一体的刚壁墩，梁部合并设置。小里程侧采用共用桥墩、桥台，大里程侧桥墩、桥台分别布设。

陇海线上、下行线金旭路中桥桥台采用实体桥台，桥墩采用梁墩一体的刚壁墩。咸黄三线与咸陇联络线金旭路中桥梁部相干扰部分截断，中间留2 cm施工缝。

(2)方案二。本方案桥梁采用曲线曲做，桥墩及桥台均顺道路路缘斜置，按各线斜交角度扭转。如图3所示。

图3 方案二平面关系图(单位：cm)

咸黄三线与咸陇联络线金旭路中桥桥台采用实体桥台，桥台内侧构造线与金旭路平行，外侧构造线与线路垂直布置。小里程侧采用共用桥台，大里程侧桥台分别布设，梁部干扰部分截断，中间留2 cm施工缝，桥墩采用梁墩一体的刚壁墩。

陇海线上、下行线金旭路中桥桥台采用实体桥台，桥台内侧构造线与金旭路平行，外侧构造线与线路垂直布置。桥墩采用梁墩一体的刚壁墩。与咸黄三线梁部相干扰部分截断，中间留2 cm施工缝。

2.2.2 设计方案比选

对两个方案进行详细分析，以减少新建桥梁对金旭路的干扰、具有较好的景观效果且受力最合理为目标，进行方案比选。明确结构的受力特点、经济性、安全性及可实施性，把握各方案优缺点及关键点，从而选择最优设计方案(表1)。

表1 方案比选表

由表1分析得出方案二桥墩、桥台顺金旭路路缘斜置，景观效果好，梁部分开设置，基础不均匀沉降不会导致梁部产生裂缝。因此方案二为最优方案。

2.3 方案控制点

方案二墩台斜置虽然景观效果较好，但墩台按各线斜交角度扭转使每一个墩台与线路的夹角都不相同，施工放样的难度增加很多，这就要求设计者要尽可能在图纸上详细准确地标出墩台位置及相互关系。经过认真研究提出了以下两点解决方案：

(1)对于咸黄三线与咸陇联络线金旭路中桥小里程侧桥台的位置确定采用以咸黄三线为基准，桥台台前与咸黄三线的法线夹角为12.19°，桥台台尾与咸黄三线垂直，如图4所示。

图4 咸黄三线与咸陇联络线金旭路中桥小里程侧桥台

(2)对于陇海线上下行线金旭路中桥墩台位置确定采用以陇海线上行线为基准，桥梁墩台位置关系如图5所示。

图5 陇海线上、下行线金旭路中桥梁墩台位置

3 最终的设计成果

经过上述研究形成了金旭路中桥的最终设计成果。新建双线(上、下行线)金旭路中桥中心里程SDK1 094+724.50，桥长68.3 m，孔跨设置(17+23+17)m连续刚构。咸黄三线金旭路中桥中心里程SDK1 094+710.127，桥长69.33 m，孔跨设置(17.3+23.43+17.3)m连续刚构。咸陇联络线金旭路中桥中心里程LDK0+074.598，桥长72.93 m，孔跨设置(17.7+24.13+18.3)m连续刚构。平面位置关系如图6所示。截面形式及尺寸：梁体采用等高度普通钢筋混凝土刚构-连续梁，刚壁墩与梁部连接处采用225 cm×75 cm承托，梁高130 cm，单线桥梁底宽450 cm、顶宽760 cm，双线桥梁底宽930 cm、顶宽1 240 cm；刚壁墩厚110 cm，横桥向与梁底同宽。横断面如图7、图8所示。

图6 金旭路中桥平面位置关系图

图7 陇海线上、下行线金旭路中桥横断面图

图8 咸黄三线及咸陇联络线金旭路中桥横断面图

4 结束语

本文给出了陇海线咸阳渭河桥改扩建工程金旭路中桥的设计思路，提供了当多条铁路线相互交汇同时跨越既有城市道路时进行复杂曲线上的桥梁设计过程，通过方案提出、方案比选、方案实施，解决了金旭路中桥的设计难题。本文所介绍金旭路中桥设计过程对于类似复杂立交桥梁的设计具有重要的参考价值。