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    新建道路下穿運(yùn)營高速鐵路橋梁的設(shè)計(jì)方案

    2016-05-12 01:11:05王瑩
    科學(xué)與財(cái)富 2016年8期
    關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)方案市政道路

    王瑩

    摘 要:高鐵憑借著自身一系列的優(yōu)點(diǎn)正成為當(dāng)今中國最受歡迎的交通工具,我國在該項(xiàng)目中投入了大量的人力物力,新的高速鐵路不斷建成,給人們的工作生活帶來了極大的便利。在高鐵線路穿行過城市時(shí),必然會(huì)遇到市政道路往往需要橫穿過高鐵線路的狀況,給整個(gè)工程的設(shè)計(jì)帶來不小的挑戰(zhàn)。本文將結(jié)合具體的施工案例,簡單介紹新建道路下穿運(yùn)營高速鐵路橋梁的幾種設(shè)計(jì)方案,希望能夠?yàn)橐院蟮母哞F設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。

    關(guān)鍵詞:市政道路;下穿高鐵;設(shè)計(jì)方案

    隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展,高鐵正逐漸成為人們出行必不可少的交通工具,主要是由于高鐵具有載客量高、輸送能力達(dá)、速度快、安全性好、準(zhǔn)點(diǎn)率高、舒適方便和能源消耗低等優(yōu)點(diǎn),在我國的未來規(guī)劃中,高鐵處于重要的戰(zhàn)略地位,將要發(fā)揮更加重要的作用。

    高鐵的建設(shè)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的過程,尤其是當(dāng)高鐵線路穿過城市中心時(shí),會(huì)涉及到許多城市公共建筑,市政道路就是其中之一,如果不能夠很好的對市政道路進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì),就會(huì)造成公路與高鐵相互干擾,彼此都無法發(fā)揮作用,因此對新建道路下穿高鐵橋梁的設(shè)計(jì)問題受到了行業(yè)內(nèi)外的普遍關(guān)注。

    1 工程概況

    某市大學(xué)城是市政府重點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)的園區(qū),是該市推行教育產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要根據(jù)地,位于該市西部,規(guī)劃面積達(dá)到20平方千米,同時(shí)周邊新建多個(gè)生活小區(qū),是該市未來的高速成長的規(guī)劃新區(qū)。在該區(qū)的正中央有一條已建成高速鐵路橫穿而過,因此該區(qū)域的多條市政道路必須交叉穿過該高速鐵路。

    新建道路橫穿高鐵主要方式有上跨和下穿兩種方式,由于高鐵速度快對安全性要求比較高,而上跨這種方式會(huì)導(dǎo)致道路對高鐵運(yùn)行產(chǎn)生安全隱患,因此國家已經(jīng)嚴(yán)格限制了上跨這種修建方式,因此,該區(qū)的多條道路將采用下穿的設(shè)計(jì)方案。

    2 合理選擇新建道路下穿高鐵位置

    由于高鐵自身的特性,對于路基的穩(wěn)定要求十分高,因此新建道路下穿高鐵的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分嚴(yán)峻的工作,首先新建道路下穿高鐵位置的選擇是十分重要的,必須遵守一定的規(guī)則,防止出現(xiàn)安全隱患。

    首先應(yīng)該新建道路下穿運(yùn)營高鐵橋梁時(shí)應(yīng)該盡量選擇從橋墩較高、橋梁大跨徑處下穿,這樣不僅可以保證市政道路和高鐵能夠彼此不受影響,還可以為市政道路的建設(shè)提供較大的施工作業(yè)空間,從而保證施工的順利進(jìn)行;其次市政道路應(yīng)盡量與高鐵線路垂直交叉,從而保證道路與高鐵橋梁的橋墩保持較大的安全距離;最后對地形也要有充分的考慮,盡量選擇地形平緩、路面高低起伏嬌小和地質(zhì)條件好的地段進(jìn)行施工。

    3 確定道路下穿高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)方案

    新建市政道路下穿高速鐵路的設(shè)計(jì)方案需要考慮到各種影響因素,如地形條件、地質(zhì)條件等,經(jīng)過對該區(qū)域周圍環(huán)境的綜合勘察考量,主要的施工方案有以下兩種。

    3.1 “U”形槽下穿高鐵的設(shè)計(jì)方案

    穿越區(qū)域工程地質(zhì)狀況較好,路基填土在2m以下,地基持力層能滿足“U”形槽的地基承載力要求時(shí),首選“U”形槽下穿高速鐵路設(shè)計(jì)方案?!癠”形槽采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),分為3到4節(jié),每節(jié)15到20m,共長60m。“U”形槽具有以下作用:首先可避免采用一般路基設(shè)計(jì)時(shí),大型機(jī)械平整場地、路基填筑和壓實(shí)施工過程中,引起臨近高鐵橋樁產(chǎn)生負(fù)摩阻及相應(yīng)的擾動(dòng)影響,對高速鐵路橋梁基礎(chǔ)產(chǎn)生不良影響;其次道路建成后,路基自重和過往的車輛荷載直接作用在“U”形槽上,通過“U”形槽傳遞到地基上,可使地基均勻受力;最后“U”形槽內(nèi)可填筑輕型材料,減小對地基承載力的要求。

    3.2 橋梁方式穿越高速鐵路的設(shè)計(jì)方案

    當(dāng)穿越區(qū)域地質(zhì)狀況差,尤其是地基存在軟弱下臥層,且路基填土較高在2m以上時(shí),應(yīng)選用橋梁方式穿越高速鐵路的設(shè)計(jì)方案。由于高速鐵路對橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)工后沉降值要求較高,墩臺(tái)均勻沉降不大于20mm,相鄰墩臺(tái)沉降差不大于5mm。在這種情況下,首選橋梁方式穿越高速鐵路的設(shè)計(jì)方案。橋梁可一跨穿越,跨徑應(yīng)不小于30m,上部結(jié)構(gòu)可采用預(yù)應(yīng)力T梁或小箱梁,下部結(jié)構(gòu)采用樁柱式橋臺(tái)。橋梁具有以下作用:首先能確保下穿工程在建設(shè)期間不影響既有鐵路的安全;其次建成后結(jié)構(gòu)自重和車輛荷載均通過新建橋梁樁基作用在遠(yuǎn)離既有高鐵橋梁樁基的位置,因此對高鐵橋梁產(chǎn)生的影響均較小。

    4 市政道路下穿高鐵具體設(shè)計(jì)方案

    根據(jù)“U”形槽和橋梁方式的對比,結(jié)合著該市市政道路建設(shè)的周圍實(shí)際情況,決定采用橋梁方式穿越高速鐵路的設(shè)計(jì)方案。

    4.1該區(qū)域工程概括

    東環(huán)快速路是該市直達(dá)隔壁市區(qū)機(jī)場的快速通道,也是兩條高速公路的連接線。道路全長27.75km,設(shè)計(jì)速度80km/h,道路規(guī)劃紅線70m,雙向六車道,按城市快速路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。穿越處高鐵大橋上部結(jié)構(gòu)為跨度32m的簡支箱梁,橋下凈高10.5m,各墩之間的凈寬均為29.0m。大橋下部為矩形空心橋墩,每墩均設(shè)有8根直徑1.25m樁基礎(chǔ)。

    4.2 橋梁方式穿越高速鐵路的設(shè)計(jì)方案

    東環(huán)快速路在K11+140處以分幅方式穿越高鐵大橋的62#~63#及63#64#孔,兩線交角90度。由于穿越區(qū)域工程地質(zhì)條件差,地基有5.5m淤泥質(zhì)土軟弱層,經(jīng)運(yùn)用有限元軟件Madi、進(jìn)行模擬分析,若采用“U”形槽對高鐵大橋63#墩樁基產(chǎn)生附加沉降≧6mm,對高鐵運(yùn)行安全影響較大,所以采用橋梁分幅穿越高鐵大橋。新建橋樁基距離高鐵橋墩樁基最近距離為16.95m,根據(jù)穿越區(qū)的地質(zhì)資料,運(yùn)用有限元軟件Madi、對這種穿越方案進(jìn)行模擬分析,采用1X40m橋梁穿越高鐵橋梁,產(chǎn)生的附加沉降及樁軸力均滿足設(shè)計(jì)要求,能確保既有大橋的安全。

    梁橋采用1X40m分左、右幅穿越高鐵大橋,單幅橋?qū)挒?6.5m,橋梁距地而高3m,距大橋梁底高7.5m。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用小箱梁,下部結(jié)構(gòu)采用樁柱式臺(tái),樁長26.5m,橋梁靠近大燕河特大橋63#墩側(cè)設(shè)置一道SS級(jí)防撞護(hù)欄,靠近62#墩及64#墩側(cè)人行道上設(shè)置欄桿。橋而鋪裝與道路一致采用瀝青混凝土。

    4.3 橋梁施工措施

    橋梁施工過程中,首先要保證高鐵橋梁墩的安全,因此在進(jìn)行市政道路橋梁樁基施工過程中,一定要事先在高鐵四周采取有效的保護(hù)措施,防止橋墩受到損害,然后才可以使用回旋鉆機(jī)進(jìn)行施工。同時(shí)市政道路橋梁的主梁架設(shè)時(shí),要考慮到高鐵橋墩和主梁的安全,盡量避免發(fā)生碰撞、摩擦。最后整個(gè)工程的施工過程必須在相關(guān)部門的檢測和監(jiān)管之下進(jìn)行,同時(shí)一定要制定有效的應(yīng)急方案,當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)能夠第一時(shí)間解決。

    結(jié)束語

    市政道路和高速鐵路都是我國目前大力發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施,對人們的工作生活和國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要作用,因此在市政道路和高速鐵路需要交叉建造和運(yùn)行時(shí),一定要按照國家的相關(guān)規(guī)范,科學(xué)合理的進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì),避免出現(xiàn)相互干擾的情況,為我國交通業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

    參考文獻(xiàn)

    [1]尚順邦,陳豐蘭.中國高速鐵路橋梁建設(shè)的發(fā)展[J].價(jià)值工程,2013(19).

    [2]甘軍華.高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].山西建筑,2011(6).

    [3]張文斌.某新建軌道交通工程下穿既有高速鐵路橋梁方案研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2015(5).

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