新建道路下穿運(yùn)營高速鐵路橋梁的設(shè)計(jì)方案

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）.