长春飞跃路下穿京哈铁路立交桥设计

长春飞跃路下穿京哈铁路立交桥设计

杨书昌

（吉林铁道勘察设计院有限公司，吉林，吉林，132001）

【摘要】长春飞跃路下穿京哈铁路立交桥主体全长886.17m，下穿京哈铁路等13股道。下穿京哈铁路处采用（6.7+13+13）m框架桥，单侧顶进就位，线路加固采用双层工字钢横抬梁法解决了两线轨面不等高难题；长度420m、宽30.4m、深14m的长大基坑采用双排桩等支护体系，既保证了周边建筑物及基坑安全，又避免了支撑体系与土方开挖、顶进施工的干扰问题。介绍该桥主体结构、线路加固设计及基坑围护措施。

【关键词】铁路框架桥；顶进；线路加固；双层工字钢横梁；基坑围护

1、工程概况

长春飞跃路下穿京哈铁路立交桥位于欧亚卖场旁，南起飞跃路与开运街交叉口，向北下穿京哈铁路等13股道及长沈路，下穿一汽61号线后出地面，在东风大街与北侧既有飞跃路相接，立交桥主体全长886.17m，建成后将打破京哈铁路的阻隔，成为贯穿城区南北的一条主干道。

立交工程平面布置见图1。

图1桥位平面示意图

2、工程地质及水文地质情况

桥址区主要为工业用地，企业厂房建筑众多。桥址区上覆第四系中更新统冲洪积层(Q2al+pl)，下伏白垩系下统(K1)泥岩。本桥基底主要位于强风化和弱风化泥岩层。

地下水为第四系孔隙潜水及基岩风化裂隙水，主要埋藏于第四系松散堆积层及白垩系地层的泥岩层中，勘测期间地下水埋深2.0～3.8m。地下水主要受大气降水补给。

3、主体结构设计

立交桥主体位于直线、R＝600m的曲线及缓和曲线上，当位于曲线上时采用曲线曲做。综合考虑顶进施工、结构受力、道路平纵断面、防水等因素，全桥共划分为40个节段，其中顶进8节，现浇32节，最长节35m，两节间设置3cm沉降缝[1]。顶进节采用平置，现浇节斜置以适应道路纵断，顶板顶最大覆土深度5.5m。

主体采用钢筋混凝土框架结构，孔径布置结合道路横断面确定，并在边、中墙处限界外预留10cm装修空间。第1～11节孔径为（6.7+13+13）m，顶板厚0.9m，底板厚1.0m，边、中墙厚均为0.8m。横断面布置见图2。

图2三孔框架横断面（单位：cm）

第12～38节孔径为（13+13）m，顶板厚0.9m，底板厚1.0m，边中墙厚除第20节为1.0m外均为0.8m。横断面布置见图3。

图3两孔框架横断面（单位：cm）

本桥采用自然通风，在第3、15、23～32、34～35节顶部设置通风孔，通风孔在地面处设置围护设施和阳光板。桥内每隔200～250m设置一处人行横通道，位于两孔中墙处，可通向另一孔；在全桥中间位置（K0+650）设有9m长的敞口段，不设顶板及中墙，并在此处设置人行疏散通道一处，可直通洞外至长沈路。

4、线路加固设计

4.1既有铁路概况

本工程共下穿13股铁路，其中既有铁路12股道，由北向南分别为京哈上、下行线，建二、建一线，专用线走行线，建三线，一汽50、53、54、40、41、61号线。京哈线为双线电气化铁路，桥址处上行线为直线及缓和曲线，下行线为R=1500m的曲线，60kg/m钢轨，无缝线路，两线线间距13.4m，上、下行线轨面高差0.55m；其余线路均为单线，普通线路，最小曲线半径R=300m。

4.2线路加固设计

根据各铁路线运输情况，除建三线、一汽50、53、54号线外，其余既有8股道处均采用预制顶进施工，因框构主体宽度分别为28.4m和35.9m，且部分线路为R=300m曲线，线路加固均采用工字钢纵横抬梁法，行车限速45km/h。

顶进期间8股铁路的线路加固是本工程的重点及难点之一，尤其京哈线为国铁Ⅰ级干线，运输十分繁忙，且两线间轨面高差0.55m，给线路加固设计带来了难度。下面主要介绍京哈铁路处的线路加固设计。

立交桥下穿京哈铁路位置位于京哈线K992+556.4处，框架主体孔径为（6.7+13+13）m，全宽35.9m，全长29m，全高9.5m，交叉角度85°。因京哈上、下行线线间距为13.4m，设计曾考虑两侧对顶方案，并在线间设置现浇节及支撑线路加固横抬梁的防护桩，后经论证比选，为减少对既有线干扰时间及有利于结构防水，最终采用自上行线侧单侧一次顶进就位方案。

线路加固纵梁架设在线路两侧，采用3片组I55c型钢拼接，共设置5道纵梁，纵梁两端支撑在混凝土支墩上[1]。

横梁采用I55c型钢组成，因框构顶面距上行线轨底1.05m，距下行线轨底1.6m，故上行线侧横梁采用单层I55c工字钢，下行线侧横梁采用双层I55c工字钢以解决两线高差问题，横梁中心距采用0.8m。上、下行线处纵、横梁布置见图4、图5。

图6双层工字钢横梁连接详图（单位：mm）

为保证整体稳定性，下行线处双层I55c工字钢横梁上、下层间采用标准焊及高强螺栓紧密连接，并采用加长U型卡子分别与工字钢纵梁及吊轨梁连接，同时在横梁间设置Φ48mm钢管斜撑（两线间设置两道，线路外侧设置一道），对横梁进行横向支撑[2]。双层工字钢连接见图6。

吊轨梁采用3-5-3形式，钢轨接头应错开1m以上，两端延伸至纵梁外3~5m。

为防止顶进期间线路横移，在顶进前端设置抗移桩支顶横梁[3-4]。为保证施工期间路基安全，在框构顶进就位前后端路基两侧各设置6根Φ1.2m防护桩，桩顶设通长冠梁，以增强其整体稳定性。

5、基坑围护设计

本工程长沈路~一汽61号线范围内基坑长420m、宽30.4m、深14m，周围建筑物众多，地下管线密布，且该段需顶进下穿3股铁路，无放坡开挖条件，需采用围护开挖。因基坑土方量较大，且存在顶进施工段，围护结构尽量采用可提供宽敞的施工场地、方便大型机械开挖，且不影响顶进施工及结构防水的支撑体系，围护结构设计如下：

（1）两侧建筑物距离基坑顶较远段落，基坑顶部放坡开挖5m后设φ1.2m@1.5m挖孔桩，桩顶设冠梁，桩后设锚桩及锚梁。

（2）两侧建筑物距离基坑顶较近且无设置后锚桩条件段落，采用φ1.0m@1.5m钻孔桩，桩顶设1.0m×1.0m冠梁，设2道横撑，竖撑采用40c槽钢焊接成形。

（3）顶进工作坑段落，为利于顶进施工，采用双排φ1.2m@1.0m咬合桩，桩内径1.2m，外设15cm厚护壁，咬合厚度20cm，前后排桩中心距3.0m，桩间设置钢筋混凝土连梁。

6、结束语

本工程目前已建成通车，通车后有效缓解了欧亚卖场周边的交通拥堵状况，成为连接高新开发区和汽车产业开发区的一条快捷通道。本工程线路加固采用双层工字钢横梁较好的解决了两线不等高的问题，围护结构设计在有效保护既有建筑物的同时，通过优化支撑体系设计，最大限度的避免了支撑体系与顶进施工、土方开挖等的干扰问题，取得了良好的效果。本工程的成功实践对今后类似的工程有一定的借鉴、参考意义。

参考文献：

[1]王立辉.既有站场下穿框构桥设计[J].铁道标准设计，2007（9）：37~39.

[2]侯爱臣，侯洪才.框架桥顶进中超常高度线路加固方案[J].铁道建筑技术，2004（5）：52~53.

[3]邓学光.框构桥顶进纵横抬架空线路施工技术[J].铁道标准设计，2009（11）：90~92.

[4]梁红燕.大型车站内顶进框架桥的设计[J].铁道标准设计，2011（2）：76~79.