合蚌客運(yùn)專線橋梁設(shè)計(jì)主要技術(shù)特點(diǎn)

桂 婞,蘇竹松,劉信斌,喬晉姿

(中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,上海 200070)

1 工程概況

新建合肥至蚌埠鐵路客運(yùn)專線位于安徽省中部，北連京滬高速鐵路，南接合肥樞紐與合寧、合武鐵路相銜接，是京滬高速鐵路與滬漢蓉快速客運(yùn)通道間的快速連通線，也是京福鐵路客運(yùn)專線的重要組成部分。

合蚌客專線路全長129.861 km，其中新建正線128.1 km，正線特大中橋32座，累計(jì)長度86.745 km，占線路全長的67.1%。主要設(shè)計(jì)有時(shí)速350 km客運(yùn)專線單線無砟軌道預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁及配套橋墩、九龍崗(76+160+76) m連續(xù)梁拱、雙線小跨剛構(gòu)-連續(xù)梁、主跨84 m變寬梁和2×80 m連續(xù)梁、新建五湖大道上跨合蚌客運(yùn)專線立交橋等。限于篇幅，本文主要介紹單線簡支箱梁、公路上跨高速鐵路立交橋的設(shè)計(jì)。

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 設(shè)計(jì)活載

鐵路：采用ZK標(biāo)準(zhǔn)荷載圖式。

公路：采用《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60—2004)相應(yīng)公路等級的汽車荷載。

2.2 橋面布置形式

2.2.1 單線簡支箱梁橋面布置

單線簡支箱梁采用CRTS-Ⅱ型板式無砟軌道，橋面布置：橋面寬7.4 m，線路中心至防護(hù)墻內(nèi)側(cè)寬2.1 m，橋面布置如圖1所示。

圖1 單線簡支箱梁橋面布置(單位：mm)

2.2.2 上跨橋五湖大道立交橋面布置

跨高速鐵路部分橫斷面布置為：100 cm(監(jiān)測電網(wǎng)及檢修通道)+50 cm(SS級防撞墻)+550 cm(人行或非機(jī)動車道)+75 cm(加強(qiáng)型SS級防撞墻)+1 600 cm(機(jī)動車道)+50/2 cm(中央分隔墩)，如圖2所示。

圖2 五湖大道立交橋梁橫斷面布置(單位：cm)

3 主要設(shè)計(jì)成果

3.1 合蚌客運(yùn)專線單線簡支箱梁

合蚌客運(yùn)專線共有472孔單線簡支箱梁，我院自行編制時(shí)速350 km單線無砟軌道簡支箱梁及配套橋墩設(shè)計(jì)參考圖。試制梁于2009年11月21日進(jìn)行加載試驗(yàn)并一次取得成功。箱梁梁高3 m，頂板寬7.4 m，底板寬3.4 m，腹板斜率1∶11.3。單線簡支箱梁截面如圖3所示，現(xiàn)場實(shí)景照片見圖4。

圖3 半跨中-半支點(diǎn)截面(單位：mm)

圖4 成橋后照片

3.2 鐵道部單線簡支箱梁及配套橋墩通用圖

鐵道部時(shí)速350 km高速鐵路單線簡支箱梁及配套橋墩通用參考圖(圖號：通橋(2011)2311、通橋(2011)4311)是在總結(jié)合蚌客運(yùn)專線單線簡支梁設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、施工的基礎(chǔ)上，充分吸收了以往通用圖設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)，主要技術(shù)特點(diǎn)如下。

3.2.1 適用條件

(1)適用于鋪設(shè)CRTSⅠ型板式、雙塊式和CRTSⅡ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)類型的高速鐵路。

(2)按旅客列車設(shè)計(jì)最高行車速度350 km/h設(shè)計(jì)，但從受力、構(gòu)造上滿足最小曲線半徑1 200 m對應(yīng)的線路標(biāo)準(zhǔn)要求，廣泛適應(yīng)線路條件。

(3)計(jì)算跨度31.5、23.5 m簡支箱梁采用等高設(shè)置，梁端過渡段及其預(yù)應(yīng)力角度布置完全相同，兩種跨度端模可通用。

(4)通橋(2011)4311橋墩2種結(jié)構(gòu)尺寸，適用于3種跨度組合、4種動峰加速度值地區(qū)、多級墩高變化的直、曲橋梁。2種結(jié)構(gòu)尺寸：一種是墩身縱向?qū)? m、橫向?qū)? m的直坡墩(圖5(a))，可用于墩高H≤10 m、半徑R≥3 500 m橋梁；另一種是墩身縱向?qū)?.2 m、橫向?qū)?.2 m、變坡坡率35∶1變坡墩(圖5(b))，可用于半徑R≥3 500 m、墩高10 m

圖5 部頒通用圖橋墩結(jié)構(gòu)(單位：cm)

3.2.2構(gòu)造細(xì)節(jié)

(1)梁端伸縮縫裝置橫向通長設(shè)置，避免梁體及其支座遭受雨水侵蝕。

(2)箱梁頂板內(nèi)倒角采用多折角，不但便于施工脫模，而且保證了保護(hù)層厚度的均勻性，避免保護(hù)層局部偏厚吊梁、移梁產(chǎn)生大量縱向通長裂縫。

(3)為避免處于曲線半徑1 200 m的梁縫線路左右兩側(cè)偏差過大現(xiàn)象，本通用圖通過梁端頂板楔形塊進(jìn)行構(gòu)造調(diào)整，箱梁其他均可保持不變，只需在梁端頂板處加設(shè)高度200 mm、寬度最大80 mm的“L”擋塊即可解決，調(diào)整動作很小，簡化了施工，節(jié)省了模板投入。

(4)在橋墩凹槽處增設(shè)帶直線段的圓弧形鋼筋，直線段與最外側(cè)箍筋焊接連接，對凹槽處混凝土形成約束，降低了施工難度，合理解決了凹槽處易開裂的質(zhì)量問題。

(5)合理確定二期恒載分級，減少設(shè)計(jì)和施工出錯(cuò)機(jī)會。因本圖集適用的二期恒載60～120 kN/m，按15 kN/m一級共4級進(jìn)行預(yù)應(yīng)力索的布置與張拉控制。

(6)充分考慮運(yùn)梁、架橋機(jī)的走行寬度及平穩(wěn)性要求，確保施工安全。

(7)配套景觀效果好。單線箱梁的斜腹板、圓端形的實(shí)體橋墩，與雙線梁及配套墩相協(xié)調(diào)，特別是單線箱梁與其配套橋墩，上下通達(dá)，渾然一體，景觀效果好。

3.3 上跨高速鐵路立交橋

規(guī)劃五湖大道橫穿合肥北城站咽喉區(qū)，與淮南線，蚌福、合蚌上下行共6股道及多組高速道岔交叉，主橋采用(25+35+25) m連續(xù)梁跨越客運(yùn)專線，如圖6所示。

圖6 五湖大道立交橋安全防護(hù)措施

結(jié)合該項(xiàng)目開展了新建公路、城市橋梁上跨高速鐵路橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究。研究內(nèi)容：設(shè)計(jì)荷載、結(jié)構(gòu)形式、護(hù)欄、護(hù)網(wǎng)、附屬設(shè)施等方面的安全防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及安全防護(hù)措施，集中反映國內(nèi)、外相關(guān)領(lǐng)域最新研究成果，主要研究成果及結(jié)論如下。

(1)按持久狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，上跨高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級均應(yīng)采用一級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.1。

(2)上跨高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)的汽車活載，采用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載的1.3倍。

(3)上跨高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)宜采用整體箱梁，不宜采用空心板梁。當(dāng)采用其他結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用必要措施加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性。

(4)上跨高速鐵路的公路(城市)橋梁應(yīng)按照公路(城市)橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則(規(guī)范)的要求，抗震設(shè)防類別分別不低于B(乙)類，并應(yīng)滿足《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)要求。

(5)防護(hù)范圍內(nèi)橋梁防撞護(hù)欄不低于《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的最高防撞等級。宜采用兩道防護(hù)，也可采用一道加強(qiáng)型防護(hù)(碰撞能量不低于630kJ)

(6)上跨高速鐵路橋梁應(yīng)設(shè)置安全警示標(biāo)志、接地系統(tǒng)和異物侵限監(jiān)測裝置。異物侵限監(jiān)測裝置應(yīng)立于橋面上，并留0.75 m檢查通道。

(7)跨越鐵路的橋孔應(yīng)采用集中排水方式，引出鐵路范圍以外。

(8)主孔橋上不宜設(shè)置照明燈桿，防止其傾覆墜落于鐵路上。

4 結(jié)語

在缺乏工程先例的情況下，結(jié)合合蚌客運(yùn)專線項(xiàng)目特點(diǎn)，編制了單線簡支箱梁及橋墩參考圖，通過試制、靜載試驗(yàn)及運(yùn)架工藝的研究，掌握了單線梁墩設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步優(yōu)化、完善，于2011年完成了鐵道部高速鐵路單線簡支箱梁和橋墩通用圖的編制工作，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。結(jié)合五湖大道上跨合蚌客運(yùn)專線立交橋的設(shè)計(jì)，開展了上跨高速鐵路立交橋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的科研工作，給出了相關(guān)結(jié)論和建議，補(bǔ)充了規(guī)范條款。

[1] 中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司. 鐵路工程建設(shè)通用參考圖-時(shí)速350公里高速鐵路預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁設(shè)計(jì)意見書[R].上海：中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2010．

[2] 中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司. 鐵路工程建設(shè)通用參考圖-時(shí)速350公里高速鐵路單線簡支箱梁圓端形實(shí)體橋墩設(shè)計(jì)意見書[R].上海：中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2010．

[3] 中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司. 鐵路工程建設(shè)通用參考圖-時(shí)速350公里高速鐵路預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁 [Z].上海：中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2011．

[4] 中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司. 鐵路工程建設(shè)通用參考圖-時(shí)速350公里高速鐵路單線簡支箱梁圓端形實(shí)體橋墩設(shè)計(jì)意見書[Z].上海：中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2011．

[5] 中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司. 新建公路橋梁上跨高速鐵路安全防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究報(bào)告[R].上海：中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2012．

[6] 甄津津.客運(yùn)專線鐵路常用跨度橋梁橋墩設(shè)計(jì)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2007(2)：32-35．

[7] 徐升橋.客運(yùn)專線常用跨度橋梁的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與發(fā)展方向[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2005(11)：8-11．