公路上跨铁路桥梁方案设计研究

随着城市道路的快速发展，城市道路上跨城区铁路的现象越来越多，采用桥梁形式上跨既有运营铁路越来越普遍。铁路作为国家的重要交通方式，在城市发展中起到非常重要的作用。为确保铁路运营安全，降低既有线施工安全风险，减小对铁路运营的影响，城市道路桥梁上跨铁路的设计是非常关键的[1-4]。下面通过某城市快速路上跨铁路设计方案的比选，总结了相关经验，希望对后续类似的城市道路设计提供理论支持和实践指导。

1 工程概况

北京市某拟建城市道路，规划为城市快速路，设计车速为80km/h，车道数为双向6车道。根据总体路由规划，道路为南北走向，与既有东北环线铁路交叉，交叉角度为86.1°。东北环线铁路为国铁Ⅰ级，单线电气化铁路，在交叉位置处，东北环线铁路呈东西走向，北侧平行为京张高铁。拟建公路与东北环线交叉处铁路位于1-（9+12.5+12.5+9）m框构上。框构宽11.82m，高7.4m。如图1所示。根据道路总体纵断面布置，采用新建上跨立交桥的形式跨越东北环线铁路。

2 设计原则

2.1 总体设计原则

（1）整体布局统筹兼顾、经济合理，以确保实施的可行性。（2）设计必须满足现行国家有关规范和有关规定，经济节省、便于施工和养护管理。（3）桥梁设计和施工应满足铁路规划要求。（4）桥梁设计和施工必须确保铁路运营安全。（5）桥梁设计方案应最大限度地减少由于桥梁建设引起的铁路运营损失。（6）不得恶化既有铁路运营条件。（7）为铁路的远期发展预留空间。2.2 桥下净高确定原则（1）施工过程中梁底至电气化铁路带电体最小净距按不小于1.0m控制。（2）桥下铁路行车界限，东北环线铁路考虑规划双层集装箱运输条件，界限净空按7.96m，考虑沉降及路基道床沉落整治余量按8.5m控制。（3）桥梁投影范围内无接触网支柱，临近接触网支柱距离桥梁边缘净距均大于5m。

2.3 桥梁主跨度确定原则

（1）主桥的布设以及整个施工过程，均应不侵入铁路限界，且最大限度减少工程施工对既有铁路正常运营以及铁路线、缆的影响[8-9]。

（2）临近铁路永久（临时）墩基础任何建筑物不对铁路信号造成干扰，影响既有线安全运营。

3 桥梁方案设计及比选

3.1 桥梁设计方案（1）方案一

上部结构采用分幅设桥，左、右幅桥上跨东北环线铁路均采用桥梁孔跨为44m装配式钢混结合梁，跨铁路孔左右两侧均配置21m钢混结合梁，组成（21+44+21）m的桥面连续梁。

钢混结合梁梁高2.5m，左幅布置4片钢混结合梁，钢箱宽2.8m，钢箱净距为1.69m，道路外侧悬臂长0.775m，道路内侧悬臂长1.9m，混凝土板厚为0.25\~0.45m。右幅布置5片钢混结合梁，钢箱宽2.8m，钢箱净距为1.61m，道路外侧悬臂长0.775m，道路内侧悬臂长1.9m，混凝土板厚为0. 25^～0 .45m。下部结构采用盖梁接柱式墩，承台接钻孔灌注桩基础。

（2）方案二

上部结构采用分幅设桥，左、右幅桥上跨东北环线铁路均采用桥梁孔跨为44m钢箱梁，跨铁路孔左右两侧均配置21m钢箱梁，组成（21+44+21）m的连续钢箱梁。

钢箱梁梁高2.0m；左幅钢箱梁梁宽18.71m，采用三箱三室形式，箱室中间用横隔板连接，两侧悬臂长2.5m，箱室宽2.9m，横隔板间距6m，两道横隔板之间均布两道横肋；右幅钢箱梁梁宽22.88m，采用四箱四室形式，箱室中间用横隔板连接，两侧悬臂长2.5m，箱室宽2.9m，横隔板间距6m，两道横隔板之间均布两道横肋。下部结构采用盖梁接柱式墩，承台接钻孔灌注桩基础。

（3）方案三

上部结构采用分幅设计，上跨东北环线铁路左幅桥梁采用桥梁孔跨为（36+25）m钢箱梁T构跨越，转体长度（29+23）m，右幅桥梁采用桥梁孔跨为（23.5+36）m钢箱梁T构跨越，转体长度（21.5+30）m。

采用钢箱梁梁高2.4m；左幅钢箱梁梁宽18.71m，采用单向三室形式，箱室中间用横隔板连接，两侧悬臂长4.2m，横隔板间距6m，两道横隔板之间均布两道横肋；右幅钢箱梁梁宽22.88m，采用单箱三室形式，箱室中间用横隔板连接，两侧悬臂长4.2m，横隔板间距6m，两道横隔板之间均布两道横肋。

主墩采用盖梁接柱式墩，在转体墩附近设置临时墩，临时墩上设置盖梁，转体滑道布置在盖梁之上。承台接钻孔灌注桩基础。边墩采采用盖梁接柱式墩，承台接钻孔灌注桩基础。施工方法采用分幅转体的施工方法[10-11]。3.2 桥梁方案比选

三个方案为同一上跨位置的不同方案，外部建设条件相同。根据以上方案比选：

（1）现况道路交通压力大，吊装法施工临时结构少，安装、拆除时间短，难度较小，交通导行可满足施工需求；

（2）已完成的上跨京张高铁钢混结合梁采用吊装法进行施工，施工工艺成熟；

（3）据了解东北环线目前通车11对，夜间0：30-3：30为施工窗口期，吊装法施工灵活，可更好的配合窗口期进行施工。

（4）吊装法比顶推法施工临时工程结构少、废弃少，工程工期短，工程投资成本更少。

（5）通过对铁路运营干扰、交通导行、施工工期以及造价等方面进行综合比较，吊装方案更具优势。4 结论

（1）预应力混凝土梁和钢混结合梁是较为理想的公路上跨铁路桥梁形式，具有刚度大、变形小、施工便捷等优势，能有效减少对铁路运营的干扰。

（2）公路上跨铁路桥梁需根据上跨位置的工程情况采用合适的施工工法，并加强临时支撑和监测，确保施工期间铁路行车安全。