李孝平，龐凌志

(中鐵四院集團(tuán)廣州設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510600)

1 鐵路小角度立交

近年來(lái)，隨著鐵路建設(shè)的高速發(fā)展，不僅新建鐵路日新月異，對(duì)既有鐵路的擴(kuò)能提速也同樣快速推進(jìn)。鐵路跨鐵路的立體交叉不可避免，特別是既有鐵路的改造，由于受現(xiàn)場(chǎng)條件、運(yùn)營(yíng)組織等諸多因素的限制，改建鐵路小角度立體交叉是工程實(shí)施中經(jīng)常遇到的問(wèn)題。

引江濟(jì)淮工程引起寧西下行線、滬蓉鐵路合武段局部改建[1]。其中滬蓉鐵路合武段為設(shè)計(jì)速度250 km/h 的雙線有砟軌道高速鐵路[2]，寧西下行線為設(shè)計(jì)速度160 km/h的單線鐵路。由于受場(chǎng)地條件、運(yùn)營(yíng)組織的制約，既有滬蓉的改建采用異位改線方案，在其投入運(yùn)營(yíng)后，再對(duì)寧西下行線跨江淮運(yùn)河橋梁進(jìn)行改造。寧西下行線采用先修建一條施工便線，再在原橋位改建橋梁的方案。寧西下行線施工便線按100 km/h標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，并滿足通過(guò)正式運(yùn)營(yíng)列車要求。新建的施工便線下穿改建的滬蓉鐵路，因此，滬蓉鐵路改線時(shí)必須為寧西鐵路下行線的施工便線預(yù)留通道，而這2條鐵路線的交角只有18°。

2 立交方案比選

改建滬蓉鐵路于里程CK491+980.84處上跨寧西鐵路下行線施工便線，兩條鐵路線的夾角只有18°，改建滬蓉鐵路此處路堤高度僅6 m左右。由于受建筑高度的限制，不能采用剛構(gòu)橋[3-5]或其他大跨度橋跨越寧西下行線施工便線，只能采用小孔徑的框架橋方案，且框架頂板至軌底按80 cm控制。

圖1 改建滬蓉鐵路新建1孔7 m斜交框架橋剖面(單位：cm)

2.1 方案1

直接在滬蓉鐵路改線設(shè)計(jì)時(shí)新建1孔7 m的斜交框架橋[6-7]作為寧西下行線施工便線的預(yù)留通道，框架橫剖面見(jiàn)圖1。該方案最大缺點(diǎn)：由于框架橋軸線與改線后的滬蓉鐵路線夾角只有18°，且框架橋頂板覆土厚度僅80 cm，框架橋兩側(cè)較長(zhǎng)范圍內(nèi)鐵路軌枕一頭置于框架橋上，另一頭置于路基中，由于兩者剛度差別過(guò)大造成的不均勻沉降會(huì)影響列車行車的平穩(wěn)性，在高速鐵路橋涵設(shè)計(jì)中應(yīng)該避免產(chǎn)生這種情況。初步設(shè)計(jì)審查意見(jiàn)也不同意該方案，而建議改建滬蓉鐵路上跨寧西下行線施工便線時(shí)，宜采用在滬蓉鐵路改線上設(shè)置上跨工點(diǎn)的方案。

2.2 方案2

在滬蓉鐵路改線設(shè)計(jì)時(shí)新建1孔7 m的異形框架橋作為寧西下行線施工便線的預(yù)留通道，平面布置見(jiàn)圖2。

本方案較方案1的改進(jìn)在于：補(bǔ)齊了框架橋與滬蓉鐵路改線間的“缺口”，使得異形框架橋的兩端邊線與滬蓉改線鐵路軸線垂直，從而避免了鐵路軌枕分別置于剛度差別過(guò)大的框架橋和路基上，而導(dǎo)致鐵路行車的不平順。但框架B和框架C異形結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，施工也比較困難。

圖2 改建滬蓉鐵路新建1孔7 m異形框架橋平面布置(單位：cm)

2.3 方案3

在滬蓉鐵路改線設(shè)計(jì)時(shí)沿滬蓉鐵路線新建如圖3和圖4所示的8孔框架橋，其中框架B、框架C、框架D錯(cuò)孔布置，預(yù)留通道給寧西下行線施工便線，框架A兩端加設(shè)封板，作為與兩端鐵路路基相接的過(guò)渡段(其作用相當(dāng)于鐵路“路基擋墻”)。

為了減少框架結(jié)構(gòu)頂板厚度，在滿足寧西下行線施工便線通行限界要求的前提下，盡可能采用小孔徑框架，因此將框架A、框架B、框架C、框架D分別設(shè)計(jì)成(5.8+5.8)m、(9.2+9.5)m、(5.8+9.5)m、(2.7+9.5)m的雙連孔小框架。錯(cuò)孔布置的框架B、框架C、框架D預(yù)留通道內(nèi)最小凈寬5.7 m，施工便線軌頂至框架頂板底之間的最小凈高為6.55 m，滿足160 km/h客貨共線鐵路隧道建筑限界(電力牽引區(qū)段)的要求。由于此處框架橋內(nèi)施工便線軌面標(biāo)高低于地面標(biāo)高，框架橋內(nèi)排水利用側(cè)溝引到框架橋外低洼處排出，改建的滬蓉鐵路線直接在8孔框架頂板上鋪軌。

圖3 改建滬蓉鐵路上跨寧西下行線施工便線框架橋結(jié)構(gòu)平面布置(單位：cm)

圖4 寧西下行施工便線下穿框架頂板平面

本方案主要優(yōu)點(diǎn)：①框架橋兩端邊線與滬蓉改線鐵路軸線垂直，避免了鐵路軌枕分別置于剛度差別過(guò)大的框架橋和路基上從而導(dǎo)致鐵路行車的不平順；②該框架橋結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單，受力明確，施工方便；③該方案符合初步設(shè)計(jì)審查意見(jiàn)“建議改建滬蓉鐵路上跨寧西下行線施工便線宜采用在滬蓉鐵路改線上設(shè)置上跨工點(diǎn)的方案”。

經(jīng)過(guò)比選，最終采用方案3，即改建滬蓉鐵路上跨寧西下行線施工便線采用8孔框架橋錯(cuò)孔布置來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中框架A實(shí)際上作為滬蓉鐵路的一段過(guò)渡路基,可明顯改善滬蓉鐵路合武段高鐵的行車條件。

3 結(jié)論

1)高速鐵路橋涵盡量避免斜交。當(dāng)斜交不可避免時(shí)，應(yīng)保證橋臺(tái)的臺(tái)尾邊線(或框架橋的外邊線)與鐵路線路中軸線垂直，避免鐵路軌枕置于剛度差別過(guò)大的不同區(qū)段導(dǎo)致鐵路行車的不平順，從而影響高速鐵路列車的運(yùn)行安全和旅客乘坐的舒適度。

2)高等級(jí)鐵路跨越低等級(jí)鐵路，若夾角較小，在結(jié)構(gòu)高度受限的條件下無(wú)法采用大跨度橋跨越時(shí)，采用小孔徑多孔框架橋錯(cuò)孔布置，是一個(gè)能滿足多方面要求的較好選擇。

[1]李孝平.新建運(yùn)河既有鐵路橋改建方案研究[J].世界橋梁,2017(1):61-65.

[2]國(guó)家鐵路局.TB 10621—2014 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2015.

[3]田芳.寧安鐵路小角度斜交橋異形剛架空間分析研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2016,60(10):72-75.

[4]曾云川.下穿鐵路編組場(chǎng)地道橋的橋式方案設(shè)計(jì)[J].鐵道建筑,2005,45(6):53-55.

[5]曹吉星.客運(yùn)專線無(wú)砟軌道道岔區(qū)剛架橋的設(shè)計(jì)[J].鐵道建筑,2015,55(3):27-29.

[6]國(guó)家鐵路局.TB 10002—2017 鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2017.

[7]國(guó)家鐵路局.TB 10092—2017 鐵路橋涵混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2017.