多孔市政框架橋下穿小曲線半徑鐵路方案研究

鄭國富

（中鐵大橋勘測設計院集團有限公司華東分公司，江蘇 南京 210031）

1 項目概況

本項目位于南寧站以西約1.8km，市政路立交的南北主線、東西主線及匝道共5孔框架橋同時下穿既有鐵路。頂進框架長度按云桂雙線考慮，普速運營，計劃3個月后調(diào)試，按高鐵運營，須在云桂雙線調(diào)試前將下穿框架橋頂進就位，總工期僅有3個月。

2 方案研究

2.1 D型施工便梁方案

下穿工點位于區(qū)間正線，優(yōu)先選用D型施工便梁防護線路方案。線路曲線半徑325m，根據(jù)以往經(jīng)驗，D24施工便梁不能滿足限界，按D20施工便梁進行限界檢算：

1）縱梁位置按最低位，梁頂距軌面高差299mm＜350mm，接近限界值1725mm；

2） D20 便 梁 總 長 20.482m，求 得 中 矢 E=163mm；

3）外軌超高按100mm計算；

4）求得：

曲線內(nèi)側(cè)加寬W 內(nèi)=40500/325+299/1500×100=145mm；

曲線外側(cè)加寬W 外=40500/325=125mm；

5）縱梁寬度480mm，縱梁橫向中心距離4460mm，得：

考慮50mm 施工誤差：b+c+50=4413mm＜4460mm

滿足限界條件，可以采用。

受D型施工便梁跨度限制，需將南北主線、東西主線及匝道設計成5個分離式框架橋，分別頂進，施工期間列車限速45km/h運營，為縮短工期，頂進順序安排如下：

1）先分批施工便梁支墩，架設1至4號墩便梁及兩側(cè)D16托梁。同時頂進南北主線西側(cè)框架和東西主線西邊孔，并砼回填西側(cè)三角區(qū)。

2）前移并拆除多余便梁，同時頂進南北主線東側(cè)框架和東西主線中孔框架，砼回填兩主線框架間路基。

3）前移并拆除多余便梁，頂進東西主線東邊孔，砼回填東側(cè)路基三角區(qū)。

4）拆除所有便梁，恢復線路和正常速度運營。

此方案安全可靠，但工序較多，申請?zhí)齑坝媱澲芷陂L，經(jīng)測算，總工期需4個月，無法滿足工期要求。

2.2 縱橫梁體系方案

工點臨近南寧站，線路為小曲線半徑，正常運行速度不超過60km/h，所以進一步考慮采用縱橫梁體系防護線路，將框架橋設計成兩組連續(xù)框架，同時頂進。在頂進過程中，將縱橫梁體系的支撐點逐步由挖孔樁轉(zhuǎn)移到框架上，靜態(tài)支撐點逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)支撐點，事先考慮好軌道加固及縱橫梁體系限位措施，確保頂進及體系轉(zhuǎn)換過程中線路幾何形態(tài)穩(wěn)定。

縱梁采用I56b工字鋼，線外側(cè)縱梁3根一束，線間縱梁4根一束。橫梁采用雙拼I36b工字鋼，間距0.6m。

軌道加固按每股道采用3-3-3-3扣軌束梁進行加固。限位措施是在線路北側(cè)設限位樁，部分橫梁延長頂在限位樁上，平衡頂進時對縱橫梁體系的水平摩擦力。

工字鋼線路加固最大跨度7.2m，根據(jù)《鐵路工務安全規(guī)則》，容許最大跨度9.6m，因此不需檢算。

橫梁跨度6m，按中-活載檢算。

1）強度檢算：

列車軸重：P=147KN P/2=73.5KN

沖擊系數(shù)：1+μ=1+28/（40+7.2） ×0.75×45/60=1.33

最大彎矩：M=82.3×2.762=227.3KN*m

I36b工字鋼Wx=920.8cm3

2）擾度檢算：

I36b工字鋼Ix=16574cm4

小于L/400=6/400=0.015m

表明縱橫梁結構選型滿足受力要求，剛度滿足運營安全要求。

頂進順序如下：

1）施工工作坑，預制兩組連續(xù)框架橋，同時施工挖孔樁，并完成縱橫梁組裝。

2）同時頂進兩組連續(xù)框架橋，按每個頂程逐步破除框架正面鉆孔樁，將支點轉(zhuǎn)移到框架頂面滑板上。

3）兩組框架橋頂進到位，框架橋之間及兩側(cè)三角區(qū)回填混凝土，恢復線路和正常速度運營。

本方案通過采取有效的軌道加固和限位措施，確保施工期間運營安全。又可按多孔連續(xù)框架一次頂進到位，總工期僅為2.5個月。

3 結語

本工程方案研究為多幅市政道路下穿既有鐵路提供了多種切實可行的思路。正常情況區(qū)間正線應優(yōu)先采用D便梁方案。本項目特點是工期要求十分緊張，所以采用縱橫梁方案，一次頂進兩組連續(xù)框架。通過合理設置軌道加固和限位措施，確保了頂進過程中線路幾何形態(tài)的穩(wěn)定。同時有效的縮短了頂進工期，為工程節(jié)約了部分運營損失賠償費用。