新伊大街跨洛陽東站主橋橋式方案研究

中鐵工程設計咨詢集團有限公司鄭州設計院，河南 鄭州 450000

1 工程概況

洛陽市新伊大街作為南北向貫穿的重要主干通道，主線設計速度為60km/h，雙向八車道，設計長度為9801.042m。跨洛陽東站大橋作為新伊大街快速化改造工程重點控制工程，為跨越洛陽東火車站、洛陽機務段而設，北接瀍澗大道立交，南接玄武門大街。

2 工程地質

橋址區屬海島丘陵區，地勢起伏變化大。場地地層為第四系全新統人工堆積層填筑土、雜填土，第四系全新統沖洪積層黃土狀粉質黏土，第四系上更新統沖洪積層粉質黏土、卵石，下伏上第三系洛陽組泥巖。場地黃土狀粉質黏土具Ⅰ級非自重濕陷性，濕陷厚度4.0～8.0m。

根椐《中國地震動參數區劃圖》（GB 18306－2015），場地基本地震動峰值加速度值為0.1g，建筑場地類別為Ⅱ類。設計地震分組第二組，設計地震動加速度反應譜特征周期值為0.4s。

3 鄰近建筑物

（1）洛陽東站。洛陽東站從北向南依次為檢修庫線2股道、隴海三線、隴海上行線、隴海下行線、東三線。既有一座站臺在隴海三線和隴海上行線之間，另一座位于東三線南側。

（2）洛陽東八貨場。洛陽東站西南側為東八貨場，東八貨場內既有兩股道貨場線。貨場股道南側辦公、值班房，股道北側為簡易倉庫。貨場線股道為60軌，鋼筋混凝土Ⅲ型枕，非電氣化鐵路。

（3）洛陽機務段。洛陽東站北側為洛陽機務段，沿道路中線位置機務段房屋及股道由南向北依次為不落輪鏇庫及材料房、車間線3條、檢修庫、辦公樓及其他辦公用房等。

4 既有道路條件

既有新伊大街為南北向道路，南接九龍臺街，北接新安街。北側由于鐵路阻隔在東八貨場處為“丁”字路口。既有新伊大街寬度約41.5m，中間為雙向六車道，兩側非機動車道及人行道由綠化帶分隔。

5 線路條件

根據道路規劃，在鐵路以北約280m瀍澗大道交叉口，鐵路以南約320m玄武門大街交叉口處各規劃一座互通立交，如圖1所示。新建橋梁以直線跨越隴海鐵路，橋梁中心線與隴海鐵路下行線交叉角度為85.4°。線路豎曲線縱坡為0.495%，豎曲線半徑為3000m，主線跨越鐵路最小凈空為18.67m。

圖1 線路平面示意圖

6 橋式方案

6.1 下穿方案

新伊大街北延采用下穿方式通過洛陽東火車站，南側互通區主線標高153.17m，既有地面標高144.5m，引道長度最大為272m，縱坡5.317%＞5%，不滿足規范要求。北側出鐵路范圍以外280m就進入了互通區，北側互通區主線標高162m，且北側地勢較南側更高，道路縱坡超過8%，因此新伊大街采用下穿方式穿越隴海鐵路方案不可行。

6.2 上跨方案

由于新伊大街穿越隴海鐵路處位于站場內，為減少施工對鐵路的影響，按照鐵路相關規定，橋梁上跨方案應優先采用轉體施工。

（1）機務段不設橋墩。洛陽機務段不落輪鏇庫、材料房、檢修庫、辦公樓及其他辦公用房等在道路紅線范圍內，考慮拆除還建。正對機務段大門的東西向主路需要保留，布跨時應予以避讓。若機務段內不設橋墩，采用一跨跨越鐵路范圍，考慮避讓機務段東西向主路后跨度達到245m。①單側跨越。單側轉體，橋梁轉體長度采用(245+245)m。根據道路平面設計方案，北側瀍澗大道互通區已進入機務段，若轉體主墩設置在北側，會導致北側有280m長的橋面在變寬段內（寬度由39.3m變化至51.2m），考慮到鐵路上方轉體施工的特殊性，不平衡轉體風險很大，難度大。若轉體主墩設在南側，南側建筑物密集，拆遷量太大，而且橋梁采用混凝土梁，(245+245)m跨徑轉體重量超過10萬t，施工難度大、風險高、投資高，故一跨跨越方案優勢不明顯。②南北兩側對稱轉體。采用南北兩側對稱轉體，跨中合攏，南北兩側轉體長度均為(115+115)m，成橋后跨徑為(120+245+120)m。南側轉體主墩位于東八貨場南側約10m處，北側為避讓機務段東西向主路，轉體主墩位于機務段辦公大樓處。受北側瀍澗大道互通區影響，北側有120m長的橋面在變寬段內（寬度由39.3m變化至51.2m），考慮到鐵路上方轉體施工的特殊性，不平衡轉體風險大。

（2）機務段設立橋墩。由于一跨跨越及南北雙轉方案均不可行，為保證項目可實施性，考慮在機務段內設立橋墩。由于材料房、檢修庫位于道路中心正下方，需要拆除，且車間線3股道及電動機車小輔修庫3股道均用于車輛停放，具備施工所需的臨時道口設置條件，因此在材料房位置可設置橋墩。設置橋墩后，橋梁跨徑最大為173m。北側互通區變寬段，車間線3股道及電動機車小輔修庫3股道上方橋梁凈空滿足鋼箱梁維護條件，為減少施工對機務段的影響，北側采用鋼箱梁頂推，完成線上施工。

（3）橋跨方案比選。根據鐵路現狀及規劃條件，在盡量減小對鐵路運營影響的前提條件下，對各橋型方案進行比選，如表1所示。

表1 橋型方案比選

經綜合比選，斜拉橋橋型跨度較大，技術較為成熟，造型優美，與周圍景觀相協調且轉體施工對鐵路影響較小，故采用斜拉橋橋型方案。

7 橋型選擇

根據橋位處特點，可供比選的橋式方案有鋼-混結合梁斜拉橋、混凝土梁斜拉橋。對以上兩種橋型進行比較分析。

7.1 混凝土梁斜拉橋方案

方案1主橋為(173+173)m混凝土梁獨塔斜拉橋，轉體長度為(168+168)m，如圖2所示。主塔為矩形鋼筋混凝土結構，塔高96m，下部為實心斷面，上部錨固區為空心斷面。塔截面縱向總長8m，橫向總寬4m。斜拉索在主梁上的標準索距為6m，基礎為鉆孔灌注樁。

圖2 方案1橋型布置圖（單位：m）

7.2 鋼-混結合梁斜拉橋方案

混合梁斜拉橋具有良好的力學特性，優美的造型。方案2主橋為(173+173)m鋼箱混合梁斜拉橋，轉體長度為(168+168)m，如圖3所示。主塔采用鉆石形塔身，包括上塔柱、中塔柱、下塔柱和下橫梁，塔高82m，主梁為鋼箱混合梁，斜拉索在主梁上的標準索距為10m，基礎為鉆孔灌注樁。

圖3 方案2橋型布置圖（單位：m）

7.3 方案比選

橋式方案比選如表2所示。兩種方案均較好地適應了復雜的建橋條件，均具有可行性。考慮減少后期養護對鐵路安全的影響，采用混凝土梁斜拉橋能更好地適應建橋條件，節省工程投資，故混凝土梁斜拉橋為推薦方案。

表2 橋式方案比選

8 結束語

新伊大街跨洛陽東大橋建橋條件復雜，線路、孔跨、塔高布置等方面受限條件較多，混凝土梁斜拉橋滿足各方面限制要求，且混凝土梁斜拉橋方案橋式布置合理、結構受力明確、橋型簡潔美觀，施工安全性高，具有突出的工點適應性和經濟性。斜拉橋主梁采用混凝土截面，該橋轉體施工重量超過7萬t，為國內轉體重量最大的橋梁。