連鎮高鐵揚州地區橋群設計

陳 杰

（中鐵上海設計院集團有限公司，上海 200070）

0 概述

國內對鐵路橋群設計的研究論文較少，陳裕民對京滬高速鐵路上海段橋梁設計進行研究[1]，曹健等對京沈客運專線引入沈陽鐵路樞紐橋梁方案進行研究[2-3]，杜偉對蒙華鐵路老灌河特大橋橋群設計進行研究[4]，由于鐵路橋群一般要接入鐵路樞紐，跨越既有及新建鐵路、道路、河流、航道、管線等結構或地物，還受城區房屋、廠區等因素影響，橋群設計控制因素多、結構設計復雜、專業接口繁多。

連云港至鎮江鐵路在揚州地區與寧啟鐵路十字交叉，設淮揚聯絡線連通寧啟鐵路與連鎮鐵路南京方向與蘇北方向，設淮泰聯絡線連通寧啟鐵路與連鎮鐵路南通方向與蘇北方向，如圖1。在揚溧高速公路至寧啟鐵路段范圍內，連鎮鐵路共新建了5座特大橋，該文對此段范圍內橋群設計的特點進行介紹。

圖1 連鎮鐵路揚州地區線路平面示意圖

1 主要技術標準

主要技術標準如下。（1）設計速度：正線250km/h，聯絡線160km/h。（2）線路情況：有砟軌道，正線線間距4.6m。（3）設計使用年限100年。（4）設計洪水頻率：1/100。（5）地震動峰值加速度0.15g，7度區。

2 揚州地區橋梁特點

連鎮鐵路揚州地區橋梁跨越鐵路、公路、河流等節點多、平立面關系復雜、鄰近既有線施工安全風險大、橋梁特殊結構多，橋表如表1。

表1 連鎮鐵路揚州地區特大橋表

2.1 疏解區平立面關系復雜

連鎮鐵路跨過揚溧高速公路之后設置了邵伯線路所，淮揚左線、淮揚右線從正線上接出，左線采用24.95‰的縱坡上跨寧啟鐵路后，與右線平行寧啟鐵路，跨過邵仙河、高水河、金灣河，在金灣河與太平河之間盡快接入既有寧啟鐵路，新建泰安鎮站。淮泰左線、淮泰右線從淮揚左右線上接出，淮泰右線下穿正線和淮揚左線后上跨寧啟鐵路，與淮泰左線并行接入既有江都站。淮泰右線位于地面以上第1層、淮揚左線位于第2層、正線位于最上層。如圖2~圖4。

圖2 揚州地區橋群現場照片

圖4 揚州地區5座橋并行段通車照片

圖3 揚州地區橋群成橋鳥瞰圖

2.2 鄰近既有線施工安全風險大

連鎮鐵路新建工程淮揚淮泰聯絡線橋梁并行寧啟鐵路上下行線路30m范圍內長度合計4km，3次上跨寧啟鐵路，并行既有線3條河水中橋墩最高通航水位以下承臺底基坑深度9m~14m，鄰近既有線施工安全風險很大。

2.3 橋梁結構類型多設計復雜

揚溧高速公路至寧啟鐵路段范圍內上跨寧啟鐵路路基及橋梁共3次，上跨新建鐵路3次，上跨高速公路1次，省道3次。設計轉體橋梁2座，設計道岔梁及變寬梁6聯，異形連續梁1聯，鋼蓋梁門式墩6個，雙層混凝土門式墩4個，單層混凝土門式墩4個，連續梁7聯，大跨連續剛構1聯，簡支梁調跨橋墩6個。

3 特殊結構設計

3.1 轉體橋梁

淮揚左線單線（68+128+68）m連續梁跨越寧啟鐵路處[5]，受城區線路平面影響，橋梁位于圓曲線半徑700m的緩和曲線及圓曲線段，線路縱坡24.95‰，轉體前T構懸澆梁邊與寧啟鐵路線路中心最小距離僅3.6m，施工前把回流線及貫通線落地改移，掛籃外側采用防護棚防護施工 。轉體角度逆時針轉動19.5°，采用鋼盒合龍段代替掛籃施工[5]，成橋照片如圖5。

圖5 淮揚左線主跨128m轉體連續梁跨寧啟鐵路

正線雙線（40+72+40）m連續梁跨越寧啟鐵路處，橋梁位于圓曲線半徑3500m的曲線段，轉體角度逆時針轉動59°。采用鋼盒在寧啟鐵路上下行線之間合龍，由于雙線橋面較寬，兩鋼殼間相距40cm，采取不同速度進行轉體，確保施工過程安全。

3.2 道岔梁及異型連續梁

淮揚左線、淮揚右線從正線出岔采用42號道岔，淮泰左線從淮揚左線出岔采用42號道岔，淮泰右線從淮揚右線出岔采用42號道岔。淮揚右線外側設兩處安全線采用12號道岔。淮泰右線下穿正線門式墩后，再下穿淮揚左線。上層的淮揚左線及淮泰左線從道岔梁接出后平層等高，線間距由34號墩處5.4m逐步加大到38號墩處的18.8m，采用4孔33.5m異形連續梁上跨淮泰右線[6]，如圖6。道岔梁及變寬連續梁情況如表2，道岔梁布設原則及變形滿足無縫線路道岔設計規范要求。

圖6 淮揚左線4-33.5m異型連續梁上跨淮泰右線

表2 揚州道岔梁及變寬連續梁

3.3 門式墩

淮泰右線跨越寧啟鐵路處寧啟鐵路上下行線間距12.3m~13.1m，路基高3m~4m，經比較混凝土門式墩+施工便線與大跨度鋼蓋梁門式墩2種方案[7]，采用37.5m長的鋼蓋梁上跨鐵路，雖然橋梁結構設計更復雜，但可以取消寧啟鐵路施工便線1.3km，大大減少了對既有線的影響，縮短工期[7]，建成后現場照片如圖7。

圖7 淮泰右線上跨寧啟鐵路鋼蓋梁門式墩

正線跨越淮泰右線特大橋采用4個雙層門式墩，2個預應力混凝土門式墩，如圖8，正線跨越淮揚左線特大橋采用2個預應力混凝土門式墩。

圖8 正線上跨淮泰右線門式墩

3.4 跨河連續梁及連續剛構

淮揚聯絡線左右線并行寧啟鐵路上下行線跨越金灣河、高水河、邵仙河，金灣河是淮河入江水道的主要泄洪通道，高水河是南水北調東線抽引長江水的主體骨干河道，三級航道，金灣河與邵仙河是地方等外級航道。防洪評價和通航論證對新建聯絡線上跨河道提出了更高的要求，要求盡可能地加大鐵路橋梁跨度，減少對河道的影響并實施河道的規劃斷面。

高水河因聯絡線及既有寧啟共4座橋梁集中跨越航道，如圖9，橋之間距離較近，且中間既有寧啟鐵路橋梁跨度小于上下游橋梁的跨徑，防撞設計復雜，橋墩及水中按航道部門意見設置防撞設施和助航設施。

圖9 4條鐵路并行上跨高水河施工期間照片

根據洪評要求將淮河入江水道的河道補償集中到金灣河補償，按照河道規劃標高進行擴挖疏浚。由于既有寧啟鐵路上下行建橋時未考慮橋址處的河道規劃，為確保補償斷面能夠開挖到位，護坡護底質量有保證，同時不影響既有橋墩安全，施工期間通過上游金灣閘斷流，并在既有鐵路兩側筑島圍堰干地施工鐵路段補償工程，成橋后如圖10。

圖10 淮揚聯絡線跨金灣河現場照片

表3 高水河、金灣河航道上四座鐵路橋梁概況表

3.5 簡支梁調跨橋墩

鐵路橋簡支梁上部結構已實現預制化，常用標準跨度為32m、24m[8]，但遇到沿線道路、河流等控制節點較多的長橋，標準跨度簡支梁可能出現調跨十分困難，采用連續梁或現澆簡支梁調跨不經濟的情況。連鎮高鐵創新設計了簡支梁調跨橋墩，如圖11，在橋墩頂設置2m左右的梁段，外形輪廓與兩側簡支箱梁保持一致，并與箱梁內部對齊滿足貫通走行條件，方便24 m~32 m的孔跨搭配調節，消除非標跨度預制簡支箱梁，墩身尺寸注重景觀設計，盡量與鄰近橋墩協調，靈活有效地解決了長大橋梁復雜節點孔跨布置的難題。

雙線簡支梁調跨橋墩的主要尺寸：墩身縱橋向2.8m，橫橋向5.8m，標準橋墩墩身縱橫向尺寸為2m×5.8m；墩頂帽縱橋向5.1m，橫橋向9.6m，標準橋墩頂帽縱橫向尺寸為3m×7.6m。如圖11。

圖11 簡支梁調跨橋墩立面側面示意圖

4 結語

連鎮鐵路受高速公路、省道、河流、寧啟鐵路、江都城區等外部條件控制，揚州地區橋群是全線重難點工程。通過取得涉河涉路重要節點評估批復，理清立體交叉平縱關系，深入比較交叉點和小間距段方案，加強鄰近既有線安全防護設計，綜合考慮線路、站場、軌道、四電等專業接口對接等方面研究，形成如下關鍵技術成果：1）通過確定合理的橋跨布置、合龍段預留鋼盒減少既有線上方作業風險、轉體系統關鍵技術研究、曲線梁不平衡配重、加強鄰近既有線安全防護設計等措施，使2座轉體橋梁順利施工。淮揚左線特大橋是國內單線鐵路跨度最大、曲線半徑最小、距離既有線最近、坡度最大的轉體連續梁橋。2）淮揚左線、淮泰左線采用異型連續梁跨越淮泰右線，采用梁格法、實體模型、空間梁單元進行對比分析，解決了空間異型梁的設計難題。3）采用大跨度鋼蓋梁門式墩與臨時改移既有線施工便線對比分析研究，減少了對既有線的施工干擾、大跨度鋼蓋梁門式墩方案有利于加快施工進程和減少鄰營安全風險。4）結合防洪評價和通航論證要求，對跨越高水河、金灣河的橋梁結構、河道補償、水中橋墩防撞設計等進行深入研究，科學合理地完成了鄰營業線近距離不等跨四線鐵路河中橋梁的設計，寬約100m的金灣河采用斷流干法施工河道補償工程，有效確保了既有線的安全并滿足水利規劃要求。5）在高鐵橋梁設計中創新應用簡支梁調跨橋墩，靈活有效地解決了長大橋梁復雜節點孔跨布置的難題。連鎮鐵路于2020年12月11日全線通車運營，揚州地區橋群設計研究成果取得了良好的社會效益和經濟效益，豐富了橋群工程設計實踐經驗。