新伊大街跨洛阳东站主桥桥式方案研究

中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院，河南 郑州 450000

1 工程概况

洛阳市新伊大街作为南北向贯穿的重要主干通道，主线设计速度为60km/h，双向八车道，设计长度为9801.042m。跨洛阳东站大桥作为新伊大街快速化改造工程重点控制工程，为跨越洛阳东火车站、洛阳机务段而设，北接瀍涧大道立交，南接玄武门大街。

2 工程地质

桥址区属海岛丘陵区，地势起伏变化大。场地地层为第四系全新统人工堆积层填筑土、杂填土，第四系全新统冲洪积层黄土状粉质黏土，第四系上更新统冲洪积层粉质黏土、卵石，下伏上第三系洛阳组泥岩。场地黄土状粉质黏土具Ⅰ级非自重湿陷性，湿陷厚度4.0～8.0m。

根椐《中国地震动参数区划图》（GB 18306－2015），场地基本地震动峰值加速度值为0.1g，建筑场地类别为Ⅱ类。设计地震分组第二组，设计地震动加速度反应谱特征周期值为0.4s。

3 邻近建筑物

（1）洛阳东站。洛阳东站从北向南依次为检修库线2股道、陇海三线、陇海上行线、陇海下行线、东三线。既有一座站台在陇海三线和陇海上行线之间，另一座位于东三线南侧。

（2）洛阳东八货场。洛阳东站西南侧为东八货场，东八货场内既有两股道货场线。货场股道南侧办公、值班房，股道北侧为简易仓库。货场线股道为60轨，钢筋混凝土Ⅲ型枕，非电气化铁路。

（3）洛阳机务段。洛阳东站北侧为洛阳机务段，沿道路中线位置机务段房屋及股道由南向北依次为不落轮镟库及材料房、车间线3条、检修库、办公楼及其他办公用房等。

4 既有道路条件

既有新伊大街为南北向道路，南接九龙台街，北接新安街。北侧由于铁路阻隔在东八货场处为“丁”字路口。既有新伊大街宽度约41.5m，中间为双向六车道，两侧非机动车道及人行道由绿化带分隔。

5 线路条件

根据道路规划，在铁路以北约280m瀍涧大道交叉口，铁路以南约320m玄武门大街交叉口处各规划一座互通立交，如图1所示。新建桥梁以直线跨越陇海铁路，桥梁中心线与陇海铁路下行线交叉角度为85.4°。线路竖曲线纵坡为0.495%，竖曲线半径为3000m，主线跨越铁路最小净空为18.67m。

图1 线路平面示意图

6 桥式方案

6.1 下穿方案

新伊大街北延采用下穿方式通过洛阳东火车站，南侧互通区主线标高153.17m，既有地面标高144.5m，引道长度最大为272m，纵坡5.317%＞5%，不满足规范要求。北侧出铁路范围以外280m就进入了互通区，北侧互通区主线标高162m，且北侧地势较南侧更高，道路纵坡超过8%，因此新伊大街采用下穿方式穿越陇海铁路方案不可行。

6.2 上跨方案

由于新伊大街穿越陇海铁路处位于站场内，为减少施工对铁路的影响，按照铁路相关规定，桥梁上跨方案应优先采用转体施工。

（1）机务段不设桥墩。洛阳机务段不落轮镟库、材料房、检修库、办公楼及其他办公用房等在道路红线范围内，考虑拆除还建。正对机务段大门的东西向主路需要保留，布跨时应予以避让。若机务段内不设桥墩，采用一跨跨越铁路范围，考虑避让机务段东西向主路后跨度达到245m。①单侧跨越。单侧转体，桥梁转体长度采用(245+245)m。根据道路平面设计方案，北侧瀍涧大道互通区已进入机务段，若转体主墩设置在北侧，会导致北侧有280m长的桥面在变宽段内（宽度由39.3m变化至51.2m），考虑到铁路上方转体施工的特殊性，不平衡转体风险很大，难度大。若转体主墩设在南侧，南侧建筑物密集，拆迁量太大，而且桥梁采用混凝土梁，(245+245)m跨径转体重量超过10万t，施工难度大、风险高、投资高，故一跨跨越方案优势不明显。②南北两侧对称转体。采用南北两侧对称转体，跨中合拢，南北两侧转体长度均为(115+115)m，成桥后跨径为(120+245+120)m。南侧转体主墩位于东八货场南侧约10m处，北侧为避让机务段东西向主路，转体主墩位于机务段办公大楼处。受北侧瀍涧大道互通区影响，北侧有120m长的桥面在变宽段内（宽度由39.3m变化至51.2m），考虑到铁路上方转体施工的特殊性，不平衡转体风险大。

（2）机务段设立桥墩。由于一跨跨越及南北双转方案均不可行，为保证项目可实施性，考虑在机务段内设立桥墩。由于材料房、检修库位于道路中心正下方，需要拆除，且车间线3股道及电动机车小辅修库3股道均用于车辆停放，具备施工所需的临时道口设置条件，因此在材料房位置可设置桥墩。设置桥墩后，桥梁跨径最大为173m。北侧互通区变宽段，车间线3股道及电动机车小辅修库3股道上方桥梁净空满足钢箱梁维护条件，为减少施工对机务段的影响，北侧采用钢箱梁顶推，完成线上施工。

（3）桥跨方案比选。根据铁路现状及规划条件，在尽量减小对铁路运营影响的前提条件下，对各桥型方案进行比选，如表1所示。

表1 桥型方案比选

经综合比选，斜拉桥桥型跨度较大，技术较为成熟，造型优美，与周围景观相协调且转体施工对铁路影响较小，故采用斜拉桥桥型方案。

7 桥型选择

根据桥位处特点，可供比选的桥式方案有钢-混结合梁斜拉桥、混凝土梁斜拉桥。对以上两种桥型进行比较分析。

7.1 混凝土梁斜拉桥方案

方案1主桥为(173+173)m混凝土梁独塔斜拉桥，转体长度为(168+168)m，如图2所示。主塔为矩形钢筋混凝土结构，塔高96m，下部为实心断面，上部锚固区为空心断面。塔截面纵向总长8m，横向总宽4m。斜拉索在主梁上的标准索距为6m，基础为钻孔灌注桩。

图2 方案1桥型布置图（单位：m）

7.2 钢-混结合梁斜拉桥方案

混合梁斜拉桥具有良好的力学特性，优美的造型。方案2主桥为(173+173)m钢箱混合梁斜拉桥，转体长度为(168+168)m，如图3所示。主塔采用钻石形塔身，包括上塔柱、中塔柱、下塔柱和下横梁，塔高82m，主梁为钢箱混合梁，斜拉索在主梁上的标准索距为10m，基础为钻孔灌注桩。

图3 方案2桥型布置图（单位：m）

7.3 方案比选

桥式方案比选如表2所示。两种方案均较好地适应了复杂的建桥条件，均具有可行性。考虑减少后期养护对铁路安全的影响，采用混凝土梁斜拉桥能更好地适应建桥条件，节省工程投资，故混凝土梁斜拉桥为推荐方案。

表2 桥式方案比选

8 结束语

新伊大街跨洛阳东大桥建桥条件复杂，线路、孔跨、塔高布置等方面受限条件较多，混凝土梁斜拉桥满足各方面限制要求，且混凝土梁斜拉桥方案桥式布置合理、结构受力明确、桥型简洁美观，施工安全性高，具有突出的工点适应性和经济性。斜拉桥主梁采用混凝土截面，该桥转体施工重量超过7万t，为国内转体重量最大的桥梁。