市政道路和公路上跨鐵路轉體橋應用綜述

孫超 魏慶輝

摘要 市政道路和公路上跨鐵路橋梁項目采用轉體橋梁結構形式逐漸增多，文章針對公路或市政項目上跨鐵路轉體橋梁的橋梁形式，結合鐵路相關規范及文件的要求，參考近年已經完成的轉體橋項目，進行多方面比選，對轉體橋梁結構形式給出適用性建議，并針對鄰營轉體橋涉鐵安全給出建議性措施。

關鍵詞 鄰營鐵路;轉體橋;涉鐵安全

中圖分類號 U445.4 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）05-0111-03

0 概述

隨著高速鐵路建設的增多，高速鐵路網越來越密集，市政或公路與鐵路交叉項目日益增多，此類項目建設對高鐵鐵路運輸安全影響受到越來越多的重視，《國鐵集團工電部關于加強穿（跨）越鐵路營業線和鄰近營業線工程方案等審查和施工安全管理的通知》（工電橋房函〔2020〕48號）要求公路、城市軌道交通和道路上跨高速鐵路及其相關聯絡線和動車走行線的路基、橋涵地段，以及上跨開行客車的普速鐵路的路基、橋涵地段，橋梁施工應優先采用轉體施工方案。上跨鐵路轉體橋主要分為轉體剛構橋、轉體斜拉橋，按照上部結構材料類型分為混凝土箱梁和鋼結構箱梁。轉體噸位從數千噸至數萬噸不等。轉體橋梁具體設計需要考慮多方面的因素，權衡評判，綜合考慮后才能推出最優的方案。

1 涉鐵轉體橋受控因素

市政或公路上跨高速鐵路項目，按照國鐵集團48號文的規定，優先選用轉體施工方案，轉體橋方案的確定主要考慮以下因素：

1.1 項目技術標準

涉鐵項目按照道路項目建設性質分為市政項目和公路項目，按照建設先后分為新建項目和改擴建項目。涉鐵項目定位為整體項目的一個重要節點，首先要滿足道路的平、縱、橫指標要求，轉體橋梁的設計要在此前提下開展。各項目具體情況不同，道路指標是橋梁設計必須考慮的因素。圖1某新建國道項目，須先下穿一座橋梁后再上跨滬寧城際高鐵，為滿足道路縱坡要求，對轉體橋結構高度提出限制性要求。

1.2 周邊環境及地質條件

周邊環境主要指影響項目建設的周邊控制性因素，主要包括鐵路線路、河道水系、既有構筑物等內容。

地質條件是涉鐵項目需要重點考慮的因素，一方面轉體橋梁噸位受地質條件控制，地質條件越差，所能允許的轉體噸位越小;另一方面鄰近高速鐵路轉體橋墩基坑開挖對高鐵的影響同樣受地質條件的控制，地質條件越差，需要的支護設置越強，距高鐵距離相應越遠。具體情況要結合安評綜合考慮。

1.3 鐵路相關要求

（1）鐵路相關要求在《鐵路橋涵設計規范》第3.7節明確規定：對上跨鐵路橋的安全等級采用一級，結構重要系數1.1;汽車設計荷載采用相應標準設計荷載的1.3倍;抗震設防類別應按不低于相應抗震設計標準的B（乙）類采用;高速鐵路安全防護范圍內的橋面應采用兩道防護，橋梁護欄應按最高防撞等級設計。通常兩道防撞護欄凈距1.5 m，作為檢修通道使用。上跨高速鐵路橋梁橋下凈空應不小于7.25 m。

（2）《關于印發高速鐵路防災安全監控系統—公跨鐵立交橋異物侵限監測方案的通知》（運技基礎〔2020〕739號）規定，對鐵路線路允許速度大于160 km/h區段內的公跨鐵立交橋需設置異物侵限監測裝置，并針對異物侵限監測裝置的設置范圍給出了計算公式。

（3）《中國鐵路上海局集團有限公司鐵路營業線施工管理實施細則的通知》（上鐵施工〔2021〕301號）對鐵路線路V形天窗、垂直天窗時間給出了明確規定，《高速鐵路橋涵工程施工技術指南》第13.5節 規定牽引力安全儲備系數要求為2，對轉體橋梁轉動角速度規定不宜大于0.02 rad/min且橋梁懸臂端線速度不大于1.5 m/min。

（4）按照轉體橋設計及施工經驗，考慮鄰近鐵路運輸安全，一般轉體橋懸澆施工時最外緣到鄰近鐵路中心線的距離按不小于20 m控制，到普速鐵路中心線的距離按不小于15 m控制。同時轉體橋懸澆施工前要做好鐵路安全防護措施，所有可能影響到鐵路運營的施工分項都應該在封鎖點內施工。當轉體橋梁就位后，落于既有鐵路接觸網立柱上方時，為便于更換接觸網立柱，轉體橋梁底距立柱桿頂的距離對于金屬立柱不宜小于0.5 m，對于混凝土立柱，不宜小于2 m。

2 轉體橋橋型介紹

上跨運營鐵路轉體橋梁可以分為轉體剛構橋和轉體斜拉橋，其中按照上部結構材料不同又分為鋼箱梁橋和混凝土箱梁橋。

轉體剛構橋是墩梁固結體系，分為轉體T構橋和轉體V構橋，通常施工工序如下：首先轉體前平行鐵路線位懸澆，為降低鄰營鐵路施工風險，不設后澆段，轉體至交接墩位置;其次轉體完成后落于邊墩支座，可通過設置測力支座的方式完成結構體系轉換;最后施工橋面鋪裝及附屬工程，完成全橋施工。

轉體T構橋跨度受懸臂長度控制，轉體前跨度越大，梁端撓度越大，成橋線形控制難度越高，施工風險相對越高[1]。同時跨度越大，對應轉體墩墩頂處箱梁負彎矩越大，需要配置的預應力鋼束越多，造價指標經濟性越差。

轉體V構橋是轉體剛構橋的另一種形式，通過增設V形支腿，有效改善箱梁受力，進而降低上部箱梁結構高度。但V形支腿施工控制要求較高，施工難度隨之增大，適用于箱梁高度受限的情況。

近年轉體剛構橋主要完工項目見表1。

某高速公路上跨鐵路轉體T構橋如圖2所示。

轉體斜拉橋可以充分利用斜拉橋的結構優勢，比剛構橋有更好的跨越能力，轉體斜拉橋采用塔梁墩固結體系或半漂浮體系，施工順序通用采用懸澆施工方法，轉體到位后需要對索力重新調整。轉體斜拉橋又分平衡轉體和不平衡轉體[2]。

近年轉體斜拉橋完工項目見表2。

3 轉體橋橋型比選

轉體剛構橋和轉體斜拉橋應用均較多，從跨越能力、梁高、材料、轉體施工、后期養護、轉體噸位、工程造價、景觀效果等幾方面進行比選，見表3。

從以上比選可以看出：跨徑較小時可采用轉體剛構橋，施工工藝成熟，造價和養護成本均較低;跨徑較大時可采用轉體斜拉橋，跨越能力大、梁高小、造型美觀。

4 鄰營鐵路注意事項

鄰營鐵路轉體橋梁除常規轉動體系[4]（轉體上盤、轉體下盤、轉動鋼球鉸、撐腳、滑道和轉動牽引體系）重難點外，還要特別注重轉體橋墩承臺基坑對鄰近高鐵線路運輸安全的影響，常規通過控制基坑到鄰近鐵路線路距離、抬高承臺標高減少基坑深度等原則進行方案整體性控制，轉體橋墩基坑外緣距鄰近鐵路中心線外緣不小于20 m，距離普速鐵路線路中線按不小于15 m控制;同時采用數值分析軟件對基坑開挖、轉體施工過程進行模擬分析，對施工引起鐵路運輸安全的影響作出評價，確保方案合理可行性。

另一方面還要注意轉體過程中對鐵路設備（接觸網線、接觸網立柱）的影響，轉體完成后橋梁梁底距軌頂的凈空滿足接觸網立柱更換的需求。

5 結束語

上跨鐵路橋梁多采用轉體施工方法，應結合具體項目的道路平、縱指標，跨越鐵路情況（鐵路限界、股道數）等內容綜合選擇合適的橋梁形式。常規市政道路、公路跨越鐵路推薦采用轉體T構橋，施工工藝成熟、施工安全風險可控，對于與鐵路夾角較小或跨越站場的項目，由于所需跨徑較大，可采用轉體斜拉橋方案。同時鄰營鐵路項目應把確保鐵路運輸安全放在第一位，在設計、施工及管養全過程中加強安全防護措施，切實保證鐵路運輸安全。

參考文獻

[1]王礪文. 大跨度雙幅T構鋼箱連續梁同步轉體跨越既有鐵路設計[J]. 鐵道標準設計， 2022（2）： 1-6.

[2]曾甲華. 不對稱轉體施工鋼箱梁獨塔斜拉橋合理轉體平衡狀態構思與實現[J]. 交通科技， 2015（3）： 7-10.

[3]王子文. 非對稱獨塔混合梁斜拉橋轉體施工關鍵技術[J]. 橋梁建設， 2019（2）： 108-112.

[4]徐春東， 胡洲， 關俊鋒， 等. 跨線鐵路轉體橋施工技術發展綜述[J]. 華東交通大學學報， 2021（6）： 55-60.