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摘要:在我国,尤其是一线城市的生活节奏不断加快,出行方式变得尤为重要,高铁最引人注目,而我国也在该项目上投入巨大。在繁华的城市中,道路错综复杂,市政道路难免会与高铁路线交叉,所以如何设计完美就是很大的挑战。在此结合具体案例,简单介绍下针对该问题的集中设计思路,也希望能对高铁设计做点贡献。
关键词:市政道路;下穿高铁;设计方案
国民出行的目的可能有旅游、上班等等,科技的发展满足了国民的这些需求,具有载客量高、输送能力达、速度快、安全性好、准点率高、舒适方便和能源消耗低等优点的高铁就是时代发展的产物,我国也在未来的计划中,将高铁作为重点,让它能够物尽其用。
和谐是我国一直以来贯彻的思维,高铁的建设也不例外,如此高难度的建设,如果不能和城市中的公共建筑(例如市政道路)和谐共处,不能够进行合理的规划设计,双方的作用和意义就会受到很大影响,关于新建道路下穿高铁桥梁的设计方案也受到了行业内外的普遍关注。
一、工程概况
在某市的西部,规划面积达20平方千米的大学城肩负着市政府和教育产业发展的重担,而且周围新建多个生活配套建筑,该市未来的发展规划中具有重要意义,一条已建成的高速铁路横穿了该区,那么就面临高速铁路和市政道路交叉的现状。要想新建道路和高铁和谐共处,主要方式有两种,但由于上跨这种方式可能会对高速行驶的高铁造成严重的安全隐患,国家已经明令禁止该种修建方式,所以将考虑用多条道路下穿的方式来修建。
二、合理选择新建道路下穿高铁位置
高铁行驶速度快,路基不稳会直接破坏高铁的安全性能,在新建道路下穿高铁的设计中,新建道路下穿高铁位置的选择极为重要,而防止出现安全隐患也要作为基本原则来遵守。
新建道路下穿运营高铁桥梁的位置选择可以依次分为3点,第一应该尽量选择从桥墩较高、桥梁大跨径处下穿,这样不仅可以保证市政道路和高铁能够彼此正常运行,还可以为市政道路的建设提供较大的施工作业空间,让施工顺利进行;第二是市政道路应尽量与高铁线路垂直交叉,两者之间可以留出较大的安全距离;最后是避开路况差(比如起伏较大、坡度较大)的位置进行施工。
三、确定道路下穿高速铁路桥梁设计方案
如此高难度的新建市政道路下穿高速铁路桥梁设计方案肯定会受到很多因素的影响,例如:地形条件、地质条件等,对周围环境进行一番勘察之后,具体施工方案如下
1、“U”形槽下穿高铁的设计方案
“U”形槽下穿高速铁路是设计方案的一种,“U”形槽采用钢筋混凝土结构,分为3到4节,每节15到20m,共长60m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种方案更适合于穿越区域工程地质状况较好,路基填土在2m以下,而且地基持力层能满足“U”形槽的地基承载力要求,“U”形槽的作用可以分为几点:第一可避免一般路基设计时,平整场地以及压实施工过程中可能会引起的对高速铁路桥产生的负摩阻,对桥梁的安全性能起到了很好的保障作用;第二就是它的过渡作用,道路建成之后,他可以将收到的载荷均分,让地基可以受力均匀;最后就是可以减少对地基承载力的要求,轻型材料的填充发挥了作用。
2、桥梁方式穿越高速铁路的设计方案
与地质状况和“U”形槽所对应的地质状况相反的情况是地基存在松软的下卧层,路基填土高于两米,再加上高速铁路对桥梁墩台基础工后沉降值的特殊要求,墩台均匀沉降小于等于20mm,相邻墩台沉降差小于等于5mm,此时选用桥梁方式穿越高速铁路的设计方案。桥梁一跨穿越的跨径应大于等于30m,上下结构可分别采用预应力T梁或小箱梁和桩柱式桥台,这样才能保证方案的安全可靠性。桥梁方式的作用如下:第一是保证下穿工程在建设期间不影响既有铁路的安全;第二就是通过新建桥梁桩基将所有载荷作用在既有高铁桥梁桩基的位置,可以保证高铁桥梁的安全稳定性。
四、市政道路下穿高铁具体设计方案
“U”形槽和桥梁方式的明显差异,再加上该市市政道路的实际情况,桥梁方式穿越高速铁路的设计方案成为此次建设的首选。
1、该区域工程概括
道路全长27.75km,设计速度80km/h,道路规划红线70m,双向六车道的东环快速路可以说是该市和隔壁市区的捷径,两端还有两条高速公路,穿越处高铁大桥上部结构为跨度32m的简支箱梁,桥下净高10.5m大桥下部为矩形空心桥墩之间的净宽均为29.0m,每墩均设有8根直径1.25m桩基础。
2、桥梁方式穿越高速铁路的设计方案
利用分幅方式,东环快速路在K11+140处穿越高铁大桥的62#~63#及63#64#孔,两线垂直交叉。之所以不用“U”形槽,原因在于地基下有5.5m淤泥质土软弱层,再通过高科技有限元软件Madi的模拟分析,采用“U”形槽对高铁大桥63#墩桩基产生附加沉降的大于等于6mm,将直接影响高铁正常运行。利用已有的数据资料再加上有限元软件Madi的模拟分析,要想确保大桥的安全,须采用1X40m桥梁穿越高铁桥梁,此时产生的附加沉降及桩轴力完全满足设计要求,完全能够保证大桥的安全。
分幅方式分为左右幅,,此次桥梁采用1X40m以分幅方式穿越盖高铁大桥,单幅桥款16.5m,地面和桥梁、桥梁和大桥梁之间的距离分别为3m、7.5m,上下结构可分别采用小箱梁和桩柱式桥台,柱长26.5m,桥梁靠近大燕河特大桥63#墩侧、62#墩及64#墩侧分别设置一道SS级防撞护栏、栏杆,桥面铺装也是标配沥青混凝土
3、桥梁施工措施
高铁桥墩在整个施工过程中都是至关重要的,保证高铁桥墩的安全是施工过程中的重中之重,市政道路不论是在桥梁桩基还是主梁的施工过程中,必须提前在高铁周围做好安全防护措施,还要在相关部门的监测和监管之下,提前制定有效的应急方案,确保万无一失,才可以使用设备经行施工
结束语
道路是一个国家的命脉,我国耗费极大精力于市政道路和高速铁路,证明这些基础设施对国民的生活还要国家的发展至关重要,所以在两者需要交叉建造运行时,一定要严格遵循国家的相关规定,科学合理规划,保证两者正常运行,让我国的交通业更快更好地发展。
参考文献
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[3]城市道路下穿高速铁路桥梁设计施工关键技术研究[J].马士让.北方交通. 2018(07).
论文作者:朱桂鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/16
标签:桥梁论文; 高铁论文; 设计方案论文; 道路论文; 方式论文; 高速铁路论文; 市政道路论文; 《防护工程》2018年第36期论文;