新建道路下穿運營高速鐵路橋梁的設計方案

王瑩

摘 要：高鐵憑借著自身一系列的優點正成為當今中國最受歡迎的交通工具，我國在該項目中投入了大量的人力物力，新的高速鐵路不斷建成，給人們的工作生活帶來了極大的便利。在高鐵線路穿行過城市時，必然會遇到市政道路往往需要橫穿過高鐵線路的狀況，給整個工程的設計帶來不小的挑戰。本文將結合具體的施工案例，簡單介紹新建道路下穿運營高速鐵路橋梁的幾種設計方案，希望能夠為以后的高鐵設計提供借鑒和參考。

關鍵詞：市政道路；下穿高鐵；設計方案

隨著社會的進步和科技的發展，高鐵正逐漸成為人們出行必不可少的交通工具，主要是由于高鐵具有載客量高、輸送能力達、速度快、安全性好、準點率高、舒適方便和能源消耗低等優點，在我國的未來規劃中，高鐵處于重要的戰略地位，將要發揮更加重要的作用。

高鐵的建設是一項十分復雜的過程，尤其是當高鐵線路穿過城市中心時，會涉及到許多城市公共建筑，市政道路就是其中之一，如果不能夠很好的對市政道路進行規劃設計，就會造成公路與高鐵相互干擾，彼此都無法發揮作用，因此對新建道路下穿高鐵橋梁的設計問題受到了行業內外的普遍關注。

1 工程概況

某市大學城是市政府重點規劃建設的園區，是該市推行教育產業發展的重要根據地，位于該市西部，規劃面積達到20平方千米，同時周邊新建多個生活小區，是該市未來的高速成長的規劃新區。在該區的正中央有一條已建成高速鐵路橫穿而過，因此該區域的多條市政道路必須交叉穿過該高速鐵路。

新建道路橫穿高鐵主要方式有上跨和下穿兩種方式，由于高鐵速度快對安全性要求比較高，而上跨這種方式會導致道路對高鐵運行產生安全隱患，因此國家已經嚴格限制了上跨這種修建方式，因此，該區的多條道路將采用下穿的設計方案。

2 合理選擇新建道路下穿高鐵位置

由于高鐵自身的特性，對于路基的穩定要求十分高，因此新建道路下穿高鐵的設計是一項十分嚴峻的工作，首先新建道路下穿高鐵位置的選擇是十分重要的，必須遵守一定的規則，防止出現安全隱患。

首先應該新建道路下穿運營高鐵橋梁時應該盡量選擇從橋墩較高、橋梁大跨徑處下穿，這樣不僅可以保證市政道路和高鐵能夠彼此不受影響，還可以為市政道路的建設提供較大的施工作業空間，從而保證施工的順利進行；其次市政道路應盡量與高鐵線路垂直交叉，從而保證道路與高鐵橋梁的橋墩保持較大的安全距離；最后對地形也要有充分的考慮，盡量選擇地形平緩、路面高低起伏嬌小和地質條件好的地段進行施工。

3 確定道路下穿高速鐵路橋梁設計方案

新建市政道路下穿高速鐵路的設計方案需要考慮到各種影響因素，如地形條件、地質條件等，經過對該區域周圍環境的綜合勘察考量，主要的施工方案有以下兩種。

3.1 “U”形槽下穿高鐵的設計方案

穿越區域工程地質狀況較好，路基填土在2m以下，地基持力層能滿足“U”形槽的地基承載力要求時，首選“U”形槽下穿高速鐵路設計方案。“U”形槽采用鋼筋混凝土結構，分為3到4節，每節15到20m，共長60m。“U”形槽具有以下作用：首先可避免采用一般路基設計時，大型機械平整場地、路基填筑和壓實施工過程中，引起臨近高鐵橋樁產生負摩阻及相應的擾動影響，對高速鐵路橋梁基礎產生不良影響；其次道路建成后，路基自重和過往的車輛荷載直接作用在“U”形槽上，通過“U”形槽傳遞到地基上，可使地基均勻受力；最后“U”形槽內可填筑輕型材料，減小對地基承載力的要求。

3.2 橋梁方式穿越高速鐵路的設計方案

當穿越區域地質狀況差，尤其是地基存在軟弱下臥層，且路基填土較高在2m以上時，應選用橋梁方式穿越高速鐵路的設計方案。由于高速鐵路對橋梁墩臺基礎工后沉降值要求較高，墩臺均勻沉降不大于20mm，相鄰墩臺沉降差不大于5mm。在這種情況下，首選橋梁方式穿越高速鐵路的設計方案。橋梁可一跨穿越，跨徑應不小于30m，上部結構可采用預應力T梁或小箱梁，下部結構采用樁柱式橋臺。橋梁具有以下作用：首先能確保下穿工程在建設期間不影響既有鐵路的安全；其次建成后結構自重和車輛荷載均通過新建橋梁樁基作用在遠離既有高鐵橋梁樁基的位置，因此對高鐵橋梁產生的影響均較小。

4 市政道路下穿高鐵具體設計方案

根據“U”形槽和橋梁方式的對比，結合著該市市政道路建設的周圍實際情況，決定采用橋梁方式穿越高速鐵路的設計方案。

4.1該區域工程概括

東環快速路是該市直達隔壁市區機場的快速通道，也是兩條高速公路的連接線。道路全長27.75km，設計速度80km/h，道路規劃紅線70m，雙向六車道，按城市快速路標準設計。穿越處高鐵大橋上部結構為跨度32m的簡支箱梁，橋下凈高10.5m，各墩之間的凈寬均為29.0m。大橋下部為矩形空心橋墩，每墩均設有8根直徑1.25m樁基礎。

4.2 橋梁方式穿越高速鐵路的設計方案

東環快速路在K11+140處以分幅方式穿越高鐵大橋的62#～63#及63#64#孔，兩線交角90度。由于穿越區域工程地質條件差，地基有5.5m淤泥質土軟弱層，經運用有限元軟件Madi、進行模擬分析，若采用“U”形槽對高鐵大橋63#墩樁基產生附加沉降≧6mm，對高鐵運行安全影響較大，所以采用橋梁分幅穿越高鐵大橋。新建橋樁基距離高鐵橋墩樁基最近距離為16.95m，根據穿越區的地質資料，運用有限元軟件Madi、對這種穿越方案進行模擬分析，采用1X40m橋梁穿越高鐵橋梁，產生的附加沉降及樁軸力均滿足設計要求，能確保既有大橋的安全。

梁橋采用1X40m分左、右幅穿越高鐵大橋，單幅橋寬為16.5m，橋梁距地而高3m，距大橋梁底高7.5m。橋梁上部結構采用小箱梁，下部結構采用樁柱式臺，樁長26.5m，橋梁靠近大燕河特大橋63#墩側設置一道SS級防撞護欄，靠近62#墩及64#墩側人行道上設置欄桿。橋而鋪裝與道路一致采用瀝青混凝土。

4.3 橋梁施工措施

橋梁施工過程中，首先要保證高鐵橋梁墩的安全，因此在進行市政道路橋梁樁基施工過程中，一定要事先在高鐵四周采取有效的保護措施，防止橋墩受到損害，然后才可以使用回旋鉆機進行施工。同時市政道路橋梁的主梁架設時，要考慮到高鐵橋墩和主梁的安全，盡量避免發生碰撞、摩擦。最后整個工程的施工過程必須在相關部門的檢測和監管之下進行，同時一定要制定有效的應急方案，當出現問題時能夠第一時間解決。

結束語

市政道路和高速鐵路都是我國目前大力發展的基礎設施，對人們的工作生活和國家的經濟發展起著重要作用，因此在市政道路和高速鐵路需要交叉建造和運行時，一定要按照國家的相關規范，科學合理的進行規劃設計，避免出現相互干擾的情況，為我國交通業的發展做出貢獻。

參考文獻

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