新建道路下穿运营高速铁路桥梁的设计方案

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摘 要：高铁凭借着自身一系列的优点正成为当今中国最受欢迎的交通工具，我国在该项目中投入了大量的人力物力，新的高速铁路不断建成，给人们的工作生活带来了极大的便利。在高铁线路穿行过城市时，必然会遇到市政道路往往需要横穿过高铁线路的状况，给整个工程的设计带来不小的挑战。本文将结合具体的施工案例，简单介绍新建道路下穿运营高速铁路桥梁的几种设计方案，希望能够为以后的高铁设计提供借鉴和参考。

关键词：市政道路；下穿高铁；设计方案

随着社会的进步和科技的发展，高铁正逐渐成为人们出行必不可少的交通工具，主要是由于高铁具有载客量高、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，在我国的未来规划中，高铁处于重要的战略地位，将要发挥更加重要的作用。

高铁的建设是一项十分复杂的过程，尤其是当高铁线路穿过城市中心时，会涉及到许多城市公共建筑，市政道路就是其中之一，如果不能够很好的对市政道路进行规划设计，就会造成公路与高铁相互干扰，彼此都无法发挥作用，因此对新建道路下穿高铁桥梁的设计问题受到了行业内外的普遍关注。

1 工程概况

某市大学城是市政府重点规划建设的园区，是该市推行教育产业发展的重要根据地，位于该市西部，规划面积达到20平方千米，同时周边新建多个生活小区，是该市未来的高速成长的规划新区。在该区的正中央有一条已建成高速铁路横穿而过，因此该区域的多条市政道路必须交叉穿过该高速铁路。

新建道路横穿高铁主要方式有上跨和下穿两种方式，由于高铁速度快对安全性要求比较高，而上跨这种方式会导致道路对高铁运行产生安全隐患，因此国家已经严格限制了上跨这种修建方式，因此，该区的多条道路将采用下穿的设计方案。

2 合理选择新建道路下穿高铁位置

由于高铁自身的特性，对于路基的稳定要求十分高，因此新建道路下穿高铁的设计是一项十分严峻的工作，首先新建道路下穿高铁位置的选择是十分重要的，必须遵守一定的规则，防止出现安全隐患。

首先应该新建道路下穿运营高铁桥梁时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不受影响，还可以为市政道路的建设提供较大的施工作业空间，从而保证施工的顺利进行；其次市政道路应尽量与高铁线路垂直交叉，从而保证道路与高铁桥梁的桥墩保持较大的安全距离；最后对地形也要有充分的考虑，尽量选择地形平缓、路面高低起伏娇小和地质条件好的地段进行施工。

3 确定道路下穿高速铁路桥梁设计方案

新建市政道路下穿高速铁路的设计方案需要考虑到各种影响因素，如地形条件、地质条件等，经过对该区域周围环境的综合勘察考量，主要的施工方案有以下两种。

3.1 “U”形槽下穿高铁的设计方案

穿越区域工程地质状况较好，路基填土在2m以下，地基持力层能满足“U”形槽的地基承载力要求时，首选“U”形槽下穿高速铁路设计方案。“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。“U”形槽具有以下作用：首先可避免采用一般路基设计时，大型机械平整场地、路基填筑和压实施工过程中，引起临近高铁桥桩产生负摩阻及相应的扰动影响，对高速铁路桥梁基础产生不良影响；其次道路建成后，路基自重和过往的车辆荷载直接作用在“U”形槽上，通过“U”形槽传递到地基上，可使地基均匀受力；最后“U”形槽内可填筑轻型材料，减小对地基承载力的要求。

3.2 桥梁方式穿越高速铁路的设计方案

当穿越区域地质状况差，尤其是地基存在软弱下卧层，且路基填土较高在2m以上时，应选用桥梁方式穿越高速铁路的设计方案。由于高速铁路对桥梁墩台基础工后沉降值要求较高，墩台均匀沉降不大于20mm，相邻墩台沉降差不大于5mm。在这种情况下，首选桥梁方式穿越高速铁路的设计方案。桥梁可一跨穿越，跨径应不小于30m，上部结构可采用预应力T梁或小箱梁，下部结构采用桩柱式桥台。桥梁具有以下作用：首先能确保下穿工程在建设期间不影响既有铁路的安全；其次建成后结构自重和车辆荷载均通过新建桥梁桩基作用在远离既有高铁桥梁桩基的位置，因此对高铁桥梁产生的影响均较小。

4 市政道路下穿高铁具体设计方案

根据“U”形槽和桥梁方式的对比，结合着该市市政道路建设的周围实际情况，决定采用桥梁方式穿越高速铁路的设计方案。

4.1该区域工程概括

东环快速路是该市直达隔壁市区机场的快速通道，也是两条高速公路的连接线。道路全长27.75km，设计速度80km/h，道路规划红线70m，双向六车道，按城市快速路标准设计。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，各墩之间的净宽均为29.0m。大桥下部为矩形空心桥墩，每墩均设有8根直径1.25m桩基础。

4.2 桥梁方式穿越高速铁路的设计方案

东环快速路在K11+140处以分幅方式穿越高铁大桥的62#～63#及63#64#孔，两线交角90度。由于穿越区域工程地质条件差，地基有5.5m淤泥质土软弱层，经运用有限元软件Madi、进行模拟分析，若采用“U”形槽对高铁大桥63#墩桩基产生附加沉降R6mm，对高铁运行安全影响较大，所以采用桥梁分幅穿越高铁大桥。新建桥桩基距离高铁桥墩桩基最近距离为16.95m，根据穿越区的地质资料，运用有限元软件Madi、对这种穿越方案进行模拟分析，采用1X40m桥梁穿越高铁桥梁，产生的附加沉降及桩轴力均满足设计要求，能确保既有大桥的安全。

梁桥采用1X40m分左、右幅穿越高铁大桥，单幅桥宽为16.5m，桥梁距地而高3m，距大桥梁底高7.5m。桥梁上部结构采用小箱梁，下部结构采用桩柱式台，桩长26.5m，桥梁靠近大燕河特大桥63#墩侧设置一道SS级防撞护栏，靠近62#墩及64#墩侧人行道上设置栏杆。桥而铺装与道路一致采用沥青混凝土。

4.3 桥梁施工措施

桥梁施工过程中，首先要保证高铁桥梁墩的安全，因此在进行市政道路桥梁桩基施工过程中，一定要事先在高铁四周采取有效的保护措施，防止桥墩受到损害，然后才可以使用回旋钻机进行施工。同时市政道路桥梁的主梁架设时，要考虑到高铁桥墩和主梁的安全，尽量避免发生碰撞、摩擦。最后整个工程的施工过程必须在相关部门的检测和监管之下进行，同时一定要制定有效的应急方案，当出现问题时能够第一时间解决。

结束语

市政道路和高速铁路都是我国目前大力发展的基础设施，对人们的工作生活和国家的经济发展起着重要作用，因此在市政道路和高速铁路需要交叉建造和运行时，一定要按照国家的相关规范，科学合理的进行规划设计，避免出现相互干扰的情况，为我国交通业的发展做出贡献。

参考文献

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[2]甘军华.高速铁路桥梁设计关键技术综述[J].山西建筑，2011（6）.

[3]张文斌.某新建轨道交通工程下穿既有高速铁路桥梁方案研究[J].铁道标准设计，2015（5）.