公路涉鐵路段設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

遼寧省交通廳公路管理局 遼寧沈陽(yáng) 110005

摘要：公路涉鐵路段的建設(shè)不僅要滿足一般公路的標(biāo)準(zhǔn)要求，更要考慮公路與鐵路之間的相互影響。總結(jié)以往涉鐵公路設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析，可以使得新的涉鐵公路項(xiàng)目的設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)、合理，并確保鐵路的安全。

關(guān)鍵詞：公路；涉鐵路段；設(shè)計(jì)

公路涉鐵路段主要指公路下穿、上跨或者與鐵路伴行的路段，公路的施工、運(yùn)營(yíng)可能影響鐵路或鐵路施工、運(yùn)營(yíng)可能影響道公路的路段。公路上跨鐵路一般是指公路以橋梁的形式跨越鐵路；公路下穿鐵路是指公路從鐵路橋下以路基或框構(gòu)形式穿過鐵路；公鐵并行路段，按鐵路相關(guān)規(guī)定，是指鐵路路塹上的公路路段或位于鐵路線路安全保護(hù)區(qū)內(nèi)，公路路肩標(biāo)高高于鐵路路肩或與鐵路路肩等高，或低于鐵路路肩1.0m以內(nèi)的公路路段。鐵路線路安全保護(hù)區(qū)的范圍依照現(xiàn)行《鐵路安全管理?xiàng)l例》的標(biāo)準(zhǔn)。

近年來，鐵路建設(shè)快速發(fā)展，新建、改建、擴(kuò)建項(xiàng)目越來越多。隨著鐵路等級(jí)提高、運(yùn)營(yíng)速度提高及路網(wǎng)的加密，公路建設(shè)涉鐵路段的情況越來越多，涉鐵公路的設(shè)計(jì)要求也越來越高。公路涉鐵路段成為公路建設(shè)項(xiàng)目中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，經(jīng)常會(huì)影響到整條公路的建設(shè)實(shí)施。為了更好的完成涉鐵段公路的建設(shè)，需要對(duì)公路涉鐵路段的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié)，為以后涉鐵公路項(xiàng)目的建設(shè)提供好的借鑒。

公路涉鐵路段的設(shè)計(jì)涉及多個(gè)方面，下面針對(duì)不同方面進(jìn)行分析：

1 對(duì)鐵路的考慮

涉鐵公路的設(shè)計(jì)，應(yīng)保證該段鐵路的資料完整、準(zhǔn)確：

（1）鐵路的平面坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)是否與公路一致，不一致的應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

（2）對(duì)既有鐵路調(diào)查，實(shí)測(cè)既有鐵路的區(qū)間、里程樁號(hào)、軌面高程、梁底高程（橋梁段）、鐵路四電設(shè)施（電力、電氣化、通信、信號(hào)）等，搜集該段鐵路竣工資料；明確鐵路在設(shè)計(jì)時(shí)是否考慮了公路穿越的條件等情況。

同時(shí)，搜集區(qū)域內(nèi)最新的、詳細(xì)的鐵路的規(guī)劃，明確鐵路是否有改擴(kuò)建、新建的規(guī)劃；有規(guī)劃的，應(yīng)根據(jù)規(guī)劃資料考慮預(yù)留鐵路的條件。

（3）明確鐵路等級(jí)、線形等，公路上跨鐵路的，必須明確鐵路凈空要求。

2 平面、縱斷面及橫斷面

2.1平面、縱斷面

（1）公路穿（越）鐵路

公路上跨或下穿鐵路時(shí)，路線線形宜為直線，或采用較高指標(biāo)的平、縱線形技術(shù)指標(biāo)。交叉角度宜為正交；必須斜交時(shí)，交叉角度應(yīng)大于45°。這樣設(shè)計(jì)一方面是保證公路的視距，提高公路及鐵路的安全性；另一方面可以減短公路穿越鐵路構(gòu)造物的長(zhǎng)度，避免大跨度橋梁、大斜角度框構(gòu)等不利的設(shè)計(jì)條件。

縱斷面設(shè)計(jì)可考慮采用整個(gè)項(xiàng)目的最大縱坡限值，在滿足要求的條件下，以減短穿越鐵路段的長(zhǎng)度，降低工程造價(jià)。

公路下穿鐵路需設(shè)置U型槽且設(shè)有非機(jī)動(dòng)車道時(shí)，機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道最大坡度、坡長(zhǎng)要求不同，為減小工程數(shù)量，在滿足各自凈空的條件下，可采用不等高的縱斷面設(shè)計(jì)形式。

機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道不等高設(shè)計(jì)

（2）公路伴行鐵路

公路與鐵路并行時(shí)，一般考慮將公路平面設(shè)置于鐵路的安全保護(hù)區(qū)外，避免公路施工、運(yùn)營(yíng)對(duì)鐵路造成影響。對(duì)于公路、鐵路距離不滿足保護(hù)區(qū)要求的，公路縱斷面設(shè)計(jì)可按低于鐵路路肩1.0m以上考慮，以有效保證鐵路的安全。對(duì)以上條件都不能保證的，需在路側(cè)考慮安全防護(hù)措施。

2.2橫斷面

涉鐵路段的公路橫斷面應(yīng)與整個(gè)項(xiàng)目保持一致，但對(duì)于路基寬度較大的公路下穿鐵路時(shí)，可以靈活的分幅設(shè)置，以保證項(xiàng)目合理。

公路分幅下穿鐵路橋梁

公路穿越鐵路的公鐵立交設(shè)置方案，應(yīng)經(jīng)受影響的鐵路主管部門同意，并出具書面意見，審查程序執(zhí)行鐵路總公司、交通運(yùn)輸部的有關(guān)規(guī)定。提交鐵路主管部門審查的立體交叉方案，一般兩個(gè)以上，盡量上跨、下穿方案都要有考慮，對(duì)比每個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于新建的公路與既有鐵路交叉時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用鐵路上跨公路的通過方式；既有公鐵立交，公路改、擴(kuò)建原則上不改變?cè)薪徊娣绞健?/p>

3 排水

3.1公路上跨

公路上跨鐵路時(shí)，道路的橋梁基礎(chǔ)、墩臺(tái)應(yīng)避讓鐵路的排水系統(tǒng)。若橋梁基礎(chǔ)施工過程中對(duì)鐵路排水系統(tǒng)造成破壞，應(yīng)予以修復(fù)。公路自身的排水避免排入鐵路排水系統(tǒng)，應(yīng)自成排水系統(tǒng)并排出鐵路范圍以外。

3.2公路下穿

（1）公路排水

公路以下挖路塹下穿鐵路時(shí)，自然排水存在困難時(shí)，應(yīng)考慮機(jī)械排水。為減小開挖深度、控制工程造價(jià)，一般縱斷面最低點(diǎn)設(shè)置于臨近鐵路，匯集雨水，然后由泵站排出。

下穿鐵路縱坡度一般采用整個(gè)項(xiàng)目的最大限值，以減小匯水路段的長(zhǎng)度；同時(shí)，為減小匯水面積，下穿公路接地面段縱坡一般采用反坡設(shè)計(jì)，避免一般路段的匯水流入下穿路段。

（2）鐵路排水

公路下穿鐵路路基時(shí)，公路的下挖將切斷鐵路路基兩側(cè)的排水邊溝，所以不僅要考慮公路自身的排水，還要考慮鐵路的排水系統(tǒng)。需要對(duì)鐵路邊溝進(jìn)行排水設(shè)計(jì)，使鐵路邊溝水可以排出鐵路范圍以外，避免流入下穿的公路，影響公路運(yùn)營(yíng)安全。

4 安全防護(hù)

公路涉鐵路段的防護(hù)設(shè)施關(guān)系到公路、鐵路兩方面的安全，應(yīng)給予足夠的重視。目前，涉鐵公路的防護(hù)設(shè)施主要包括防撞護(hù)欄、、限高門架、防拋網(wǎng)、標(biāo)志標(biāo)線、鐵路護(hù)欄板等。

4.1防撞護(hù)欄

公路上快速行駛的車輛發(fā)生事故時(shí)，存在沖出道路、墜入鐵路建筑限界或沖撞鐵路橋墩等可能，對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)是嚴(yán)重的安全隱患，因此防撞護(hù)欄的作用尤為重要，設(shè)計(jì)中應(yīng)給予高度重視。

對(duì)于鐵路與公路相鄰段的護(hù)欄設(shè)置，原鐵道部、交通運(yùn)輸部聯(lián)合下發(fā)的文件《關(guān)于公鐵立交和公鐵并行路段護(hù)欄建設(shè)與維護(hù)管理相關(guān)問題的通知》（鐵運(yùn)〔2012〕139號(hào)）進(jìn)行了專門規(guī)定：涉鐵公路的護(hù)欄設(shè)計(jì)應(yīng)符合《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD81）等公路相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求，其防撞等級(jí)應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)速度，按照《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD81）中“車輛駛出路外有可能造成二次特大事故”確定護(hù)欄防撞等級(jí)。新建跨越高速鐵路的立交橋，其護(hù)欄按不低于最高防撞等級(jí)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。

上跨鐵路的公路橋跨及兩側(cè)相鄰橋跨應(yīng)設(shè)置高于正常段一個(gè)等級(jí)的護(hù)欄；下穿鐵路的公路路基，一般考慮鐵路兩側(cè)各50m范圍設(shè)置防撞護(hù)欄。

4.2限高標(biāo)志

下穿鐵路橋梁、涵洞的道路應(yīng)當(dāng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置車輛通過限高、限寬標(biāo)志和限高防護(hù)架。

為保證鐵路橋梁安全，防止公路車輛因超高而撞擊鐵路橋梁梁體，造成梁體損壞，橋下凈空5.0m以下的必須設(shè)置限高架；對(duì)于凈空5.0m以上的，可根據(jù)鐵路部門的審查意見確定是否設(shè)置限高架。

限高架的設(shè)計(jì)圖紙可參照《鐵路橋限高防護(hù)架》通用圖。

4.3防拋網(wǎng)

公路上跨鐵路時(shí)，公路上汽車乘員的拋物會(huì)對(duì)影響鐵路運(yùn)營(yíng)安全，所以要求公路橋梁兩側(cè)設(shè)置防拋網(wǎng)。

4.4 標(biāo)志標(biāo)線

公路上跨、下穿鐵路時(shí)，應(yīng)設(shè)置必要的交通標(biāo)志、標(biāo)線。

公路橋上跨鐵路應(yīng)設(shè)置限速、限重標(biāo)志，特別是涉鐵段線形受限，不能滿足整條道路的設(shè)計(jì)速度時(shí)，必須設(shè)置限速、解除限速標(biāo)志，以保證涉鐵段的安全。

4.5鐵路防護(hù)板

公路以框構(gòu)形式下穿一般鐵路路基段時(shí)，鐵路道砟落入公路限界內(nèi)會(huì)對(duì)運(yùn)行車輛造成危害。一般要求鐵路框構(gòu)兩側(cè)設(shè)置防護(hù)板，防止道砟落入公路范圍。

5工期安排

公路涉鐵路段需要鐵路部門進(jìn)行安全評(píng)估、審查，鐵路部門涉及的專業(yè)多、管理文件多，管理模式與公路不同，造成公路設(shè)計(jì)的評(píng)估、審查時(shí)間長(zhǎng)。同時(shí)，涉鐵路段的施工需要鐵路的“施工天窗”，整個(gè)公路項(xiàng)目的工期受涉鐵段落的影響，為避免造成工期不足，應(yīng)在整個(gè)公路項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃時(shí)對(duì)涉鐵路段重點(diǎn)考慮。

6總結(jié)

公路涉鐵路段的設(shè)計(jì)不同于一般路段，要充分考慮公路、鐵路的相互影響，保證公路、鐵路各自的安全；公路涉鐵路段的設(shè)計(jì)需要鐵路部門進(jìn)行審查，也就要求設(shè)計(jì)中要考慮鐵路部門的習(xí)慣程序和做法，使得項(xiàng)目進(jìn)展順利。以上分析的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，是鐵路部門關(guān)注的重點(diǎn)，在涉鐵公路設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮全面，避免遺漏。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐵路安全管理?xiàng)l例（中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院令第639號(hào)）；

[2]《關(guān)于公鐵立交和公鐵并行路段護(hù)欄建設(shè)與維護(hù)管理相關(guān)問題的通知》（鐵運(yùn)〔2012〕139號(hào)）

[3]《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD81-2006

[4]《關(guān)于公鐵立交和公鐵并行路段護(hù)欄建設(shè)與維護(hù)管理相關(guān)問題的通知》（鐵運(yùn)〔2012〕139號(hào)）

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圖10、弦桿最大內(nèi)力398.24kn<560kn

圖11、豎桿最大內(nèi)力188.6kn<210kn

圖12、貝雷梁變形：32.1mm<[f]=37.5mm

圖13、工字鋼最大應(yīng)力133.3Mpa<[σ]=170 Mpa

圖14、立柱受力圖

圖15、立柱應(yīng)力云圖

表1 立柱計(jì)算參數(shù)

項(xiàng) 目K1K2長(zhǎng)度系數(shù)計(jì)算長(zhǎng)度回轉(zhuǎn)半徑長(zhǎng)細(xì)比穩(wěn)定系數(shù)

底節(jié)邊柱0.015101.913.60.36190.973

立柱穩(wěn)定應(yīng)力為：

，

，

N=1260.9kN M=206.8*3.6=744.48

=71.99+25.6

鋼管支架的穩(wěn)定性滿足要求。

4、支撐結(jié)構(gòu)預(yù)壓

為了檢驗(yàn)滿堂支架碗扣支架+貝雷梁支撐體系受力狀況，各部位的強(qiáng)度與剛度和測(cè)量支架在箱梁施工全過程的彈性變形與非彈性變形量，控制模板的預(yù)拱度，確保箱梁澆筑過程安全與質(zhì)量，支架組裝后進(jìn)行模擬箱梁施工過程的加載預(yù)壓。

預(yù)壓重量按支架在箱梁施工過程中最不利狀況進(jìn)行考慮，荷載重量估算：

梁體合計(jì)：5242.83t。預(yù)壓加載按最大施工荷載的60%、90%、120%分三次加載，每級(jí)加載完畢后，應(yīng)先停止下一級(jí)加載，宜每12h測(cè)量一次變形值，當(dāng)支架頂部監(jiān)測(cè)點(diǎn)連續(xù)兩次的沉降差平均值小于2mm時(shí)，即可進(jìn)行下一級(jí)加載。卸載時(shí)注意要按加載順序反向行之，即先卸載到最大施工荷載的100%，觀測(cè)穩(wěn)定后繼續(xù)卸載到60%、0%，分別記錄好觀測(cè)數(shù)據(jù)以備后用。

圖16、預(yù)壓點(diǎn)布置圖

表2、實(shí)際測(cè)定沉降值

從檢測(cè)結(jié)果來看，最大撓度值為18mm，經(jīng)與理論數(shù)據(jù)相比較，基本是吻合的。

5、結(jié)語(yǔ)

由于受到外部環(huán)境的影響，在大跨度橋梁施工中往往會(huì)產(chǎn)生成橋結(jié)構(gòu)線行和起初的設(shè)計(jì)不相負(fù)荷，從而使得橋梁構(gòu)件內(nèi)力發(fā)生變化，局部變形明顯。進(jìn)行施工控制，在施工過程中進(jìn)行有效監(jiān)控，采集有利的數(shù)據(jù)信息，能更好的保證施工的順利進(jìn)行。通過有效的施工控制，能更好的滿足設(shè)計(jì)的需求，同時(shí)更提高了施工的精度，保證更好的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李宜遠(yuǎn)，黃箭.連續(xù)梁橋預(yù)應(yīng)力混凝土施工控制因素及分析 J.廣東科技，2009，（6）