310国道跨陇海铁路立交桥的设计

310国道跨陇海铁路立交桥的设计

王 景 山

(郑州铁路局郑州勘测设计院)

提要 介绍公路跨铁路立交桥的桥跨结构的选择,阐述在平原地区修建立交桥需要考虑降低梁高、少占农田等问题。

关键词 桥梁设计 跨线桥 悬臂梁 设计构思

1 设计条件和技术标准

310国道开封段,原来自东向西贯穿开封市区。随着车流量的增加,它不仅给市区造成振动噪声和大气污染,还危及行人和非机动车辆的安全,同时制约了古城开封旅游业的发展。为此,开封市政府决定将310国道改线。

新建310国道自北向南通过开封市区东侧,与陇海铁路交叉,铁路里程为K487+804,立交桥中心的法线与陇海铁路下行正线之间的夹角为5度,桥下2股陇海正线,线间距5m,线路南侧有郑(州)徐(州)通讯光缆。该处地形平坦,两侧均为良田,铁路轨面高出两侧地面约2 3m,地下水位较高,不宜修建下穿式结构物,经过充分的方案比选,决定修建公路跨铁路立交桥。

立交桥设计行车速度:60km/h;

设计荷载:汽车 超20级,挂车 120,人群 3 5kN/m2;

桥宽:15m(双向四车道);

桥下净空高度:轨面以上不小于7 5m;

最大纵坡:2 5%;

地震烈度:按7度设防。

2 主桥跨径和桥跨结构的选定

2 1 主桥跨径的选定

鉴于下列情况:主桥跨越2股正线、线间距为5m;铁路线上方预留27 5kV的电气化接触网;铁路两侧有通信、信号电缆及郑(州)至徐(州)通讯光缆;要考虑东陇海线提速后线路路基质量的提高。经过反复综合比较,决定跨越陇海铁路的主桥采用30m跨径。

2 2 桥跨结构的选定

修建跨铁路立交桥,首先要满足铁路限界的要求;同时还要选择合适的桥跨结构,使方案经济实用,便于快速施工;在设计中要尽量采用新结构、新技术、新设备、新工艺、新材料;还应适当照顾美观。为此,我们提出了两个方案。

(1) 普通简支梁方案

主跨采用30m的预应力混凝土空心板梁,边跨采用20m预应力混凝土空心板梁。设计有标准图可以利用,施工单位预制、架设、安装也没有困难,但主跨上部建筑高度1 2m,增加了两侧引道长度和土方量,且多占良田,降低了社会效益。

(2) 箱形悬臂梁挂20m板梁方案

主跨采用两侧悬伸各5m的单箱三室混凝土箱形悬臂梁,中间挂20m预应力混凝土空心板梁,箱梁长25m,宽15m,高度从1 3m至1 8m不等,挂孔梁高0 75m。边跨采用20m预应力混凝土空心板梁,见图1。同简支梁相比,压缩了主跨结构高度,使之降低0 45m,缩短了引道长度、减少了土方量。同时,该结构形式在桥下形成了 梯形净空 ,满足了铁路的限界。

通过认真的分析筛选,经设计院推荐,获得建设单位开封市交通局认可,决定采用第二方案。

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铁道建筑 2000年第8期

图1 全桥布置图

3 体会

虽然悬臂梁加挂孔方案的立交主体造价较简支梁方案略高,但从综合效益考虑,还是悬臂梁加挂孔方案较好。突出地反映在以下几点:

(1)考虑铁路电气化的要求

随着电气化铁路的发展,上跨铁路的立交桥必然要受铁路电气化净空要求的制约。目前,在郑州局铁路营业里程范围内,对桥下净空(轨面至梁底)的要求不小于7 5m 。因此,在桥梁设计时应力求降低铁路上方跨线桥梁部的建筑高度,以争取桥下空间,同时还应满足铁路两侧限界的要求,消除对行车望的阻碍。这就要求设计人员在选取主跨结构时进行多方案比选,必要时做一些特殊设计。

(2)尽量少占农田

平原地区,铁路两侧均为高产良田,可谓寸土寸金,取土亦较为困难。基于我国人均土地低于世界平均水平,土建工程应尽量少占土地。上跨铁路的立交桥梁部结构的高低,对引道的长短和土方量的多少有明显影响。以本立交桥为例,悬臂梁加挂孔方案比简支梁方案节约用地3 7亩,减少土方15860m 3。

(3)兼顾周边乡村道路

平原地区用于农业生产的乡村道路较多,

而立交桥的修建或多或少会与其平面交叉,形

成填方以至中断乡村道路的贯通,使本造福于民的工程影响了正常的农业生产。这就要求设计人员采用必要的措施避免影响农业生产和群众生活,使立交的修建切实为人民群众服务。

(4)考虑远期社会和经济效益

梁部结构高度的降低,缩短了全桥长度,减少了机动车爬坡的长度和高度,节约了燃油,减少了机动车的磨耗,同时也减小了车辆对路面的磨损和破坏,延长了路面的维修周期,其远期的社会和经济效益是非常可观的。

4 结语

随着国民经济的发展,公路交通量不断增加,行车密度逐渐增大以及公路等级的提高,下穿式立交结构物已不能满足社会发展的需要。上跨铁路的立交桥将会越来越多。然而上跨铁路的立交桥由于受铁路净空、两侧土地和既有构筑物的影响,小跨度立交桥常不能满足各方面的要求,而大跨度立交桥由于结构高度较大、引道长、多占地、增加土方等会影响农业生产,这就要求设计人员不断优化设计,寻求更加合理、经济的结构形式。

改回日期:2000-06-05

(责任审编 孟庆伶

)

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