阜阳市颍州南路与铁路立交方案探讨
2015-03-17江学全
江学全
(安徽上铁地方铁路开发有限公司，安徽合肥 230088)
Discussion on Design of Fuyang City Yingzhou South Road and railway Grade Separation Bridge
JIANG Xue-quan
阜阳市颍州南路与铁路立交方案探讨
江学全
(安徽上铁地方铁路开发有限公司，安徽合肥230088)
Discussion on Design of Fuyang City Yingzhou South Road and railway Grade Separation Bridge
JIANG Xue-quan
摘要阜阳市颍州南路与京九铁路立交桥工程位于颖南站南端咽喉区，规划颍州南路、润河路在此处均与铁路立交。重点探讨立交方案比较情况，并着重阐述下穿框架设计中的关键问题及解决措施，通过合理布孔、线路加固、基坑止水支护等，把对铁路运营的干扰和对周围建筑物的影响降到最低。
关键词营业线下穿上跨线路加固
1工程概况
该工程位于阜阳市城南新区，项目的实施可以打通城南新区与经济技术开发区的快速通道，分解和减轻现有道路穿越铁路的交通压力，使阜阳城市路网更加健全、更加完善。该工程与铁路交叉处位于京九铁路颖南站南端，距离站中心约1.6 km；京九铁路上下行线间距为4.2 m。
颍州南路道路红线宽度为60 m，道路等级为城市主干道，设计速度为60 km/h。
润河路道路红线宽度为70 m，道路等级为城市主干道，设计速度为80 km/h。
2方案比选
2.1 设计方案
根据道路规划，铁路北侧需与既有京九路交叉，铁路南侧规划路网多，穿越位置除了站内铁路，还有一条机场专用线，线间距较大。结合周边地形地貌及铁路情况，设计院提出了两个方案进行研究。
(1)上跨+下穿方案(方案一)
①由于先期实施城南新区与经济开发区的联系通道，且后期预留润河路穿越铁路的条件。结合施工要求，颍州南路采用下穿方案，后期润河路采用上跨方案，可有效节约成本。
②原规划线位颍州南路与铁路交角46°，京九铁路上下行线间距为4.2 m，下穿框架桥采用便梁顶进施工，单孔顶进采用D16型便梁，最大布孔为8.0 m。
③原规划线位距离9道车档较近，通过对原规划线位进行略微调整，有效避开了站内9道车档，最大限度减小了对铁路的干扰。
④润河路上跨桥墩与下穿框架桥平面位置相互影响，通过对润河路线位的略微调整，并通过颍州南路两侧引道U形槽的合理布置，最大限度地降低下跨桥与下穿框架桥的相互影响。
方案一采用(8.5+8.5+8.5+8.5+8.5+8.5) m框架桥下穿铁路，中间四个8.5 m中孔布置八个车道，车道宽度为3.5 m，具体布置为0.75 m+2×3.5 m+0.75 m， 8.5 m边孔布置人行道(4.5 m )+非机动车道(4.0 m )，采用顶进法施工。
润河路上跨桥采用半径1 985 m的曲线，由于润河路上跨桥两侧接地点较近，转体桥梁高较大，满足铁路限界的前提下两侧接地困难。顶推过程中结构体系转换较多，受力较复杂，施工临时预应力筋增多，梁体截面构造尺寸比其他施工方法要大。经综合考虑，跨铁路主跨采用预制架设方案(如图1)。
润河路上跨桥采用主跨(37+40+37) m小箱梁，预制架设，全桥长828.0 m，两侧引道长240.0 m，桥梁宽26.0 m。
图1 方案一效果
方案一优缺点：
整个路网调整小，通过上跨和下穿实现两条路各自的功能，交通组织明确，互不干扰。
铁路设备拆改量小，对铁路影响小。
后期实施润河路上跨有干扰，但通过合理的引道设计，预留了上跨桥桥墩位置。
(2)下穿方案(方案二)
①京九铁路位于站内，共计5股道，轴向较长。
②对规划路网进行大幅调整，铁路北侧为交叉口，后期交通疏解压力大。
③通过一个下穿通道解决铁路交叉问题，对铁路干扰相对较小。
该方案为一个下穿框架桥，解决润河路、颍州南路与京九铁路交叉问题。考虑到框架穿越铁路股道较多，框架轴向较长，采用从两侧同时顶进。
综上所述，颍州南路采用(8.5+8.5+8.5+8.5+8.5+8.5) m框架桥下穿铁路，中间四个8.5 m中孔布置八个车道，车道宽度为3.5 m，具体布置为0.75 m+2×3.5 m+0.75 m，8.5 m边孔布置人行道(4.5 m)+非机动车道(4.0 m)，采用顶进法施工(如图2)。
图2 方案二效果
方案二优缺点：
采用纯下穿框架桥解决两条路穿越铁路问题，避免多次跨越铁路。道路与铁路正交，便于顶进框架桥施工。
规划路网需大幅度调整，交叉口处交通量大，距铁路近，容易拥堵。
该处铁路设备多，穿越5股道，框架桥轴向长，对铁路干扰大。
2.2 方案比选
方案一与整个阜阳市路网规划协调一致，方案二需大幅度调整路网规划。方案二通过下穿框架解决与铁路交叉问题，但后期交通运行压力大，不能从根本上解决城南新区与经济技术开发区的快速有效连接。从铁路安全角度，方案二位于站内，铁路设备较多，且穿越股道多，造价最高；从节约投资角度，先期实施颍州南路工程，预留润河路上跨条件。从工期来看，虽然方案一总工期较长，但可以平行施工，实际工期比方案二要短。所以，无论在功能方面，还是在经济、工期方面，方案一都优于方案二，应择优选择方案一。
3下穿框架设计中的关键问题及解决措施
3.1 优化道路平面
设计道路中心线位于直线上，颍州南路与铁路交角46°。考虑到顶进要求，需对规划中线进行略微调整，南北侧引道平面采用半径500 m的曲线，并对京广路交叉口进行调整。
规划润河路中线位于咽喉区，且需跨越既有机场专用线，共计3股道，跨度较大。润河路上跨桥采用半径1 985 m的曲线，可有效避开站内咽喉区，润河路跨铁路主跨桥墩布置在两侧U形槽中墙位置，可避免侵占车道，为后期实施预留条件(如图3)。
图3 道路平面布置
3.2 合理的纵断面设计
考虑到既有京九铁路交叉口，铁路北侧引道纵坡不宜过大。机动车道使用净高为4.5 m，故机动车道和非机动车道采用统一的纵坡，最大纵坡为2.0%，设置反向坡，凸形竖曲线半径为2 000 m，凹形竖曲线半径为3 000 m。
引道最低点设在京九铁路南侧，距离框架桥端部10.0 m处。为了避免泵站提升后二次穿越铁路， 将泵站位置设置在铁路南侧道路东侧。
图4 引道U形槽纵断面布置
由于桥位处地下水位较高，两侧引道采用封闭式U形槽，且考虑到U形槽挖深不大，两侧地形开阔，U形槽边墙采用直立式。平面上U形槽与道路线形一致，采用曲线现浇(如图4)。
图5 基坑支护
3.3 合理的布孔
道路采用双向八车道断面，路基宽为60 m，具体布置为60/2=11.5 m(车行道)+6.0 m(两侧绿化带)+7.5 m(辅路)+5.0 m(人行道)。在满足道路双向八车道的前提下，道路下穿京九铁路处顶进框架桥横断面布置尽可能与道路标准横断面保持一致。
考虑线路加固要求，顶进框架桥采用6个单孔8.5 m并列分离式框架，
中间四个8.5 m中孔布置八个车道，车道宽度为3.5 m，具体布置为0.75 m+2×3.5 m+0.75 m， 8.5 m边孔布置人行道(4.5 m )+非机动车道(4.0 m )。
框架桥两端均设一段U形框架(开口箱)，与主体同时预制、同时顶进。
3.4 线路加固重点措施
新建顶进框架桥为分体式结构，单箱体单独预制、顶进，线路加固采用D型施工便梁、高压旋喷桩墙及条形基础等，组成线路加固系统，满足列车慢行速度45 km/h的要求。
考虑到规划道路中线与铁路交角只有46°，且铁路线间距为4.2 m，只能采用D16型便梁。按照常规，单孔依次顶进8.5 m框架，该角度不满足施工要求，需对既有道路中线进行调整，将道路中线与铁路交角调整至65°，可满足单孔顶进8.5 m框架的要求。
3.5 有效的工作坑止水降水
降水采用管井井点的形式，降水井布置在坑内四周，井管直径0.4 m，间距5 m，同时在坑内四周设置排水沟和集水井，将地下水、坑内雨水和生产用水经排水沟汇集到集水井内，用水泵抽走，工作坑内水位应降至底板底以下1.0 m处。
为保证工作坑降水期间不引起铁路路基沉降，沿工作坑四周设置高压旋喷桩作为止水帷幕，形成全封闭止水，止水帷幕采用双头φ60 cm深层搅拌桩，桩中心间距0.40 m。
为保证框架桥顶进时不带水顶进施工，沿铁路方向，在线路两侧5.0 m处设置直径0.4 m降水井，间距5 m，井底高程19.0 m，降水后，水位应降至底板底以下1.0 m处。
为满足施工时的顶力要求，工作坑后背采用钻孔灌注后背桩加后背梁的形式，后背桩直径1.25 m，间距1.5 m，桩长12 m(含1 m厚冠梁)(如图5)。
参考文献
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[2]中华人民共和国铁道部.TB10002.5—2005铁路桥涵地基和基础设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2010
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[8]王胜祖.既有线下穿箱涵顶进施工技术[J].石家庄铁道大学学报：自然科学版，2011(1)
中图分类号：U412.35+2
文献标识码：B
文章编号：1672-7479(2015)01-0101-03
作者简介：江学全(1969—)，男，1991年毕业于上海铁道学院工业与民用建筑专业，高级工程师。
收稿日期：2014-11-12
