淺析客運專線橋梁孔跨布置

薛 杰

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津 300142)

隨著國民經濟的增長，國家基礎設施的大力建設，高速鐵路在中國有了快速的發展。在高速鐵路橋梁設計中，合理的橋梁孔跨布置起著相當重要的作用。結合沈丹客運專線的設計，淺析客運專線橋梁孔跨布置。

1 沈丹客運專線工程概況

沈丹客運專線地處遼寧省東南部沈陽市、本溪市和丹東市境內，自新建的沈陽南站引出，經本溪、南芬、通遠堡、鳳凰城、五龍背引入丹東站。線路全長205.70 km。目前已經開工建設。

線路區域內河流主要屬遼河水系、鴨綠江水系。沿線發育河流較多，主要河流有北沙河、太子河、細河、草河、五龍河、叆河，沿線大部分河流一般常年流水，河水流量受季節影響明顯，夏秋季河水暴漲，冬春季水量較小，局部甚至斷流。

沿線所經地區的主要山脈有長白山山脈西南延伸部分和千山山脈。從地形及成因上劃分，沿線可分為渾河及遼河沖洪積平原、遼東中低山區和丘陵區，鴨綠江沖洪積平原。地勢兩端低緩，相對平坦;中部地形起伏變化較大，地勢高峻，溝谷縱橫。

沈丹客運專線主要技術標準如下。

①設計行車速度:250 km/h，按照ZK活載進行設計。

②正線數目:一次雙線(無砟軌道)，區間正線線間距4.6m。

③最小曲線半徑:5 500m。

④最大坡度:20‰。

2 橋梁孔跨布置

2.1 一般橋梁孔跨布置

客運專線橋梁，一般無控制工點時，盡量按等跨布置，以采用32m箱梁為主，24m以下梁跨主要用于調跨，16m及以下跨度可考慮采用剛構-連續梁或其他結構形式。一座橋盡量以同一梁跨布置。

特長橋梁必須采用兩種及以上常用跨度梁時，相同梁跨應盡量集中布置。

2.2 跨越河流和渠道的橋梁孔跨布置

(1)跨越一條河流時，以設置一座橋為原則。

(2)通航河流上，橋址中線應與航線正交。當不能避免斜交時，應適當加大通航凈孔。對變遷性河道，應考慮其對通航孔的影響。

(3)斜交跨越河流時，盡量采用較大跨度通過，并可通過調整控制工點跨度，使控制工點以外的孔跨一致。

(4)跨越河堤的橋孔應盡量一孔跨越，堤上及邊坡上盡量不設墩，如確有困難，橋墩應設在背水坡。

(5)若新建線與既有線并行，孔跨布置時應盡量使兩橋的墩臺中心線相對應，大致與水流方向平行。

(6)跨越渠道時，盡量一孔跨越，減少中墩。

客運專線跨越河流時，應根據河流的流量、通航等級、防洪要求、技術經濟、施工條件等，采用合理的橋式橋跨。等級較高的河流可采用大跨度剛構連續梁、大跨度連續鋼桁梁、大跨度連續拱橋等橋梁孔跨樣式。等級較低的河流可采用大跨度混凝土連續梁、簡支梁等橋梁孔跨樣式。沈丹客運專線全線所經過河流，均無通航要求，跨越時采用常規32m簡支箱梁形式。

2.3 跨越深溝及傍山橋梁孔跨布置

橋梁跨越水流較急的深溝時，盡量一孔跨越，不宜將橋墩設在溝谷中心處。當橋梁高度達到幾十米，甚至上百米時，在無立交、河流等控制工點情況下，不宜再簡單采用32m等常規簡支梁孔跨，應從工程造價、施工條件等多方面進行考慮，對簡支梁、大跨預應力混凝土連續梁、大跨度連續剛構等多種孔跨布置方案進行綜合比較，合理確定橋式橋跨。

傍山橋梁:當地面橫坡陡、地質條件較差，導致橋臺一側錐體較大時，橋跨布置宜適當加長。橋梁跨越深溝，地質復雜及陡坡地段，為避免設置高橋臺大錐體，宜適當延長橋孔，按照“矮橋臺、小錐體”原則。

沈丹客運專線沿線地形復雜，山勢陡峭，溝谷縱橫，一般均將橋頭延伸至挖填交界處，采用矮橋臺、小錐體，或將臺尾伸入挖方或隧道口，達到破壞山體少、橋臺穩定、現場圬工量少的目的。

2.4 跨越陡坎的橋梁孔跨布置

客運專線經過山區時，由于山體陡峭，跨越陡坎的現象時常出現。在跨越陡坎時，采用合理的橋式橋跨尤其重要。

沈丹客運專線跨沈丹高速3號特大橋，在小里程方向起橋處山體陡峭，橋高約48m，線位左側37m處為沈丹高速公路隧道洞口，右側25m處為既有沈丹線隧道洞口。若采用簡支箱梁的孔跨形式，需在陡坎上設置橋墩，由于山體非常陡峭，基礎施工時挖基數量很大，基坑刷坡過高，破壞山體平衡，有可能會導致塌方、滑坡等病害，同時會對右側既有沈丹線及沈丹高速公路的運營安全造成影響。針對這種情況，跨越此處陡坎采用70m+70m T形剛構的孔跨形式，一跨將陡坎跨越，同時將起橋處橋臺基礎及梁的一部分伸入路塹地段，以保證橋臺基礎的穩定性(如圖1)。

圖1 70m+70m T型剛構孔跨布置立面

客運專線跨越陡坎時，兩跨T形剛構往往會成為較佳的橋式橋跨。當有其他因素控制時，可考慮采用大跨度連續剛構及大跨度連續梁等孔跨形式。孔跨布置時應從多方面考慮，避免陡坎設墩，減少對山體的破壞，保證墩臺基礎的穩定性。

2.5 跨越公路和鐵路的橋梁孔跨布置

跨越高速公路、主要公(道)路、鐵路，如標準跨度不能滿足要求時，可采用大跨度預應力混凝土連續箱梁跨越。當跨越處控制工點較多，采用常規大跨連續梁無法滿足立交要求時，可考慮采用其他特殊橋式橋跨，孔跨布置時應多方面考慮，合理確定橋式橋跨。

沈丹客運專線跨沈丹高速3號特大橋，在道扎子村莊附近跨越沈丹高速公路，沈丹高速公路在此處為分幅公路橋，公路橋面寬12m，跨點處公路橋橋高分別為30m 和20m，交叉角度分別為25°12'和36°33'。由于此處地勢陡峭，橋高約50m，高速公路分幅通過，上下行距離較近，且與客運專線交叉角度較小，對線路跨越沈丹高速造成一定的困難。

在前期勘測設計過程中，考慮采用兩聯大跨預應力混凝土連續梁分別跨越沈丹高速上下行公路橋，由于橋墩及基礎距離公路橋較近，施工較困難，且對高速公路運營造成一定影響。考慮多方面的控制影響，經研究采用44m+3×88m+44m剛構連續梁的孔跨形式跨越分幅公路橋，滿足了高速公路立交要求(如圖2)。

圖2 44m+3×88m+44m剛構連續梁孔跨布置立面

跨越公、鐵路立交，線路縱斷面高程較低，由于某些原因無法抬高，采用大跨度預應力混凝土連續梁無法滿足凈空要求時，可考慮采用簡支鋼桁梁、簡支系桿拱橋等梁高相對較低的橋式橋跨，以滿足公、鐵路立交要求。沈丹客運專線的改沈丹乙線太子河特大橋跨越太子河邊上的濱河南路時，由于跨越點位于本溪站附近，縱斷面高程受站內控制，采用大跨度混凝土連續梁不能滿足立交凈空要求，最終采用96m簡支系桿拱橋的橋式橋跨(如圖3)。

圖3 96m簡支系桿拱孔跨布置立面

新建客運專線跨越既有鐵路時，當線位與立交工點交叉角度較小，采用大跨度預應力混凝土連續梁等橋式橋跨無法跨越時，可采用框架墩等孔跨布置方案。

2.6 車站內橋梁孔跨布置

沈丹客運專線的部分車站位于山坡上，需建站內多線橋梁。站內多線橋跨越公路、鐵路等控制工點時，若斜交很大，可調整各線梁跨橋墩錯開布置。

站內橋梁范圍內存在道岔時，需考慮各方面要求，合理確定道岔連續梁長度，結合其他控制因素進行橋梁孔跨布置。沈丹客運專線存在道岔連續梁橋梁工點共計4處，采用的道岔連續梁特殊孔跨形式如表1所示。

表1 沈丹客運專線道岔連續梁統計

2.7 橋隧相連時的橋梁孔跨布置

山區客運專線橋隧相接地段，橋臺尾多緊接隧道洞門，甚至橋臺或梁的一部分伸入洞內，以確保位于陡峭山體上的橋臺及其基礎的穩定性。

沈丹客運專線全線存在多處橋隧相連的情況，橋梁孔跨布置時，在考慮跨越控制工點以及其他因素影響的同時，橋梁與隧道缺口里程之間需保持3 cm的縫隙。橋隧之間的排水系統應注意良好的銜接，所留縫隙間需采取有效的防水措施。

3 結束語

橋梁孔跨布置在客運專線橋梁設計中具有重要作用，對降低工程造價起著關鍵性作用。設計時需考慮公鐵立交、河流、地形地貌、地質、施工條件等情況，結合具體橋梁工點合理確定孔跨布置形式，在保證鐵路橋梁安全的同時，有效的控制工程投資。

［1］TB10002.1—2005 鐵路橋涵設計基本規范［S］

［2］TB10621—2009 高速鐵路設計規范(試行)［S］

［3］《鐵路工程設計技術手冊》編委會．鐵路工程設計技術手冊(橋渡水文)［M］．北京:中國鐵道出版社，1999

［4］孫樹禮．高速鐵路橋梁設計與實踐［M］．北京:中國鐵道出版社，2011

［5］成昆鐵路技術總結委員會．成昆鐵路:第四冊橋梁［M］．北京:人民鐵道出版社，1980