陳 堃

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，西安 710043)

西安至寶雞客運(yùn)專線橋梁設(shè)計(jì)

陳 堃

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，西安 710043)

西安至寶雞客運(yùn)專線地處關(guān)中平原，正線全長約138.107km，其中橋梁設(shè)計(jì)里程達(dá)120.89km，橋梁占全線總里程的87.5%。通過全面介紹西寶客運(yùn)專線橋梁設(shè)計(jì)概況、重點(diǎn)橋梁橋式設(shè)計(jì)方案，為西北平原地區(qū)客運(yùn)專線橋梁設(shè)計(jì)提供參考。

西寶客運(yùn)專線；橋梁；設(shè)計(jì)

1 工程概況

西安至寶雞客運(yùn)專線是鐵路中長期路網(wǎng)規(guī)劃中“四縱四橫”快速客運(yùn)網(wǎng)徐蘭客運(yùn)專線的組成部分，本線建成后與鄭西、徐鄭客運(yùn)專線及擬建寶雞至蘭州客運(yùn)專線相連，形成隴?？瓦\(yùn)專線，向西繼續(xù)與蘭州至烏魯木齊第二雙線相連，形成貫穿我國東西的高速客運(yùn)走廊，與既有隴海線、蘭新線共同構(gòu)成高標(biāo)準(zhǔn)、大能力的陸橋通道。

西安至寶雞客運(yùn)專線位于陜西省關(guān)中平原西部，正線全長約138.107 km。線路東起西安，向西經(jīng)咸陽市、楊凌示范區(qū)至寶雞，所經(jīng)之地是陜西省重要的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶。

1.1 地形地貌

西寶客運(yùn)專線走行于渭河斷陷盆地中西部的渭河沖積平原區(qū)，南倚秦嶺，北臨黃土臺(tái)塬，總體地勢(shì)由南北兩側(cè)向渭河河谷呈階梯狀降低，西高東低?？傮w上呈東西向延伸，南北向交替、條帶狀展布。

1.2 沿線水系

西寶客運(yùn)專線沿線主要位于渭河流域，而渭河是黃河上游一級(jí)支流。渭河南岸靠近秦嶺山脈，支流發(fā)育，一般多呈南北流向；渭河北岸支流較少，一般多呈西北-東南流向匯入渭河。線路跨越諸多渭河的兩岸支流，沿線由東向西主要河流有漆水河、石頭河、麥梨河、通峪溝、高橋溝、伐魚河、蟠溪河、馬尾河、清水河、沙河溝、朱峪溝等，以上河流多有常年流水，主要接受大氣降水的補(bǔ)給，水位隨季節(jié)性漲落，雨季時(shí)常有山洪爆發(fā)。

1.3 工程地質(zhì)

沿線所經(jīng)地區(qū)地層均為第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)、中更新統(tǒng)地層，厚度大于300 m。全新統(tǒng)(Q4)主要出露在現(xiàn)代河床、溝谷及山前斜坡部位，主要有沖、洪積黏性土、黃土、砂類土、碎石類土，局部有滑體堆積黏質(zhì)黃土等；上更新統(tǒng)(Q3)主要有風(fēng)積、沖積黏(砂)質(zhì)黃土，沖、洪積黏性土、砂類土、碎石類土；中更新統(tǒng)(Q2)主要有風(fēng)積黏質(zhì)黃土夾古土壤(黏質(zhì)黃土)主要分布于渭河二、三級(jí)階地、黃土梁中下部，沖積黏性土、砂類土、碎石類土主要分布于一、二級(jí)階地下部。全線黏質(zhì)黃土大部分具濕陷性，厚度達(dá)10～20 m。

1.4 沿線氣象

本區(qū)屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候。四季分明，春秋適宜，夏熱多雨，冬寒干燥。

1.5 地震動(dòng)參數(shù)

根據(jù)地震安全評(píng)估報(bào)告，線路經(jīng)過地區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.15～0.167g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期設(shè)計(jì)采用0.35 s或0.40 s。

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(1)鐵路等級(jí)：客運(yùn)專線。

(2)正線數(shù)目：雙線。

(3)速度目標(biāo)值：350 km/h。

(4)最小曲線半徑：7000 m。

(5)正線線間距：5 m。

(6)最大坡度：20‰。

(7)設(shè)計(jì)荷載：ZK活載。

3 橋涵工程概況

沿線橋涵主要工程見表1。

4 橋梁設(shè)計(jì)

4.1 橋梁概況

西寶客運(yùn)專線沿線村鎮(zhèn)密集，農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，道路交錯(cuò)，渠道遍布，地貌多為良田，大多數(shù)地段均以橋梁通過。沿線跨越的公路主要有西安～咸陽～寶雞高速公路(雙向八車道)、G312、G310、S104等，相鄰各縣、市、鄉(xiāng)均有公路相通；沿線跨越的鐵路主要有既有隴海鐵路、西安樞紐北環(huán)線、西安平?jīng)鼍€；經(jīng)過的主要河流有渭河、漆水河、石頭河、麥梨河、通峪溝、高橋溝、伐魚河、蟠溪河、馬尾河、清水河等；需要跨越的水利設(shè)施主要：寶雞峽塬下總干渠、渭惠渠、板橋退水渠、四支渠、咸陽市石頭河輸水管道工程等。

4.2 橋梁類型

全線橋梁類型詳見表2。

4.3 橋梁設(shè)計(jì)

(1)上部結(jié)構(gòu)

橋梁優(yōu)先采用“通橋(2008)2322A”系列部頒標(biāo)準(zhǔn)梁32、24 m跨簡(jiǎn)支梁；當(dāng)采用簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)跨越公路、鐵路、河流或灌渠困難時(shí)，可采用大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)或其他組合結(jié)構(gòu)；當(dāng)結(jié)構(gòu)高度控制時(shí)可采用連續(xù)剛構(gòu)或箱形橋。

表2 西寶客運(yùn)專線橋梁類型統(tǒng)計(jì)

(2)下部結(jié)構(gòu)

當(dāng)橋墩全高H≤20 m時(shí)，橋梁24、32 m跨橋墩一般采用“通橋(2009)4301”部頒圓端形實(shí)體橋墩；當(dāng)橋墩全高H>20 m時(shí)，采用圓端形空心橋墩；連續(xù)梁橋墩采用與標(biāo)準(zhǔn)墩外形相似的圓端形橋墩；橋臺(tái)均采用矩形空心橋臺(tái)。

(3)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

本線位于渭河斷陷盆地中西部的渭河河谷區(qū)及渭河沖積平原區(qū)，地質(zhì)條件相對(duì)較差，根據(jù)地層條件，墩臺(tái)基礎(chǔ)類型均采用樁基礎(chǔ)(以φ1.0 m、φ1.25 m、φ1.5 m鉆孔樁為主)。通常情況下，24 m、32 m跨簡(jiǎn)支箱梁采用φ1.00 m或φ1.25 m樁基；較大跨度時(shí)采用φ1.5 m、φ1.8 m樁基。

4.4 特殊巖土地區(qū)橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

沿線所經(jīng)地區(qū)地層均為第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)、中更新統(tǒng)地層，厚度大于300 m，其中橋梁基礎(chǔ)多位于第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)地層中，地層主要有沖、洪積黏性土、黃土、砂類土、碎石類土。全線黏質(zhì)黃土大部分具濕陷性，厚度達(dá)10～20 m，部分段落還有膨脹土。西寶客運(yùn)專線橋梁設(shè)計(jì)充分參考鄭西客運(yùn)專線《濕陷性黃土樁基試驗(yàn)》的相關(guān)成果，形成本線特殊巖土地區(qū)橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則。

(1)濕陷性黃土地區(qū)

位于各級(jí)濕陷性黃土地區(qū)的橋梁，其墩臺(tái)樁基礎(chǔ)應(yīng)穿透濕陷性黃土層，將樁底置于穩(wěn)定可靠的非濕陷性土層中；樁基礎(chǔ)的負(fù)摩阻力按《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB50025—2004)取值，Ⅰ、Ⅱ級(jí)自重濕陷摩阻力取-10 kPa，Ⅲ、Ⅳ級(jí)自重濕陷摩阻力取-15 kPa。考慮到土層黃土濕陷性現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生幾率較小，負(fù)摩阻力計(jì)算范圍按地質(zhì)報(bào)告提供的濕陷厚度的60%～80%考慮，剩余土層部分不計(jì)入樁周摩阻力；樁基礎(chǔ)計(jì)算時(shí)，對(duì)于非自重濕陷的土層偏安全不計(jì)樁側(cè)摩阻力；濕陷性土層范圍地基土比例系數(shù)m按飽和狀態(tài)下濕陷性黃土取值，范圍在2 500～6 000 kPa/m2之間，其中一般非自重濕陷性土層取6 000 kPa/m2，Ⅰ、Ⅱ級(jí)自重濕陷性土層取4 500 kPa/m2，Ⅲ、Ⅳ級(jí)自重濕陷土層取2 500 kPa/m2。

(2)膨脹土區(qū)

橋梁基礎(chǔ)位于弱膨脹土層，原則上橋梁地基不做處理；橋梁基礎(chǔ)位于中等膨脹土，橋梁須用樁基礎(chǔ)；當(dāng)基礎(chǔ)穿過膨脹土層置于下部的非膨脹土層時(shí)，對(duì)于弱膨脹土按常規(guī)計(jì)算處理；對(duì)于中等膨脹土在大氣影響深度即2 m范圍的m及f值按0.5倍折減，以下均按常規(guī)處理；當(dāng)基底置于膨脹土層時(shí)，對(duì)于弱膨脹土按常規(guī)計(jì)算處理；對(duì)于中等膨脹土在大氣影響深度+2 m范圍內(nèi)的m及f值亦按0.5倍折減。

5 重點(diǎn)橋梁設(shè)計(jì)

5.1 咸陽西立交特大橋

咸陽西立交特大橋位于咸陽市秦都區(qū)、興平市境內(nèi)，為西寶客運(yùn)專線跨越眾多道路和鐵路而設(shè)，全長18.794 km。橋址所經(jīng)之地交通發(fā)達(dá)，各種鐵路、道路、水利設(shè)施縱橫交錯(cuò)，是西寶客運(yùn)專線全線設(shè)計(jì)難度最大，技術(shù)含量最高的橋梁。本橋先后跨越西寶客運(yùn)專線聯(lián)絡(luò)線、貨運(yùn)北環(huán)線、西平鐵路、隴海線等鐵路7處；跨越西寶高速公路、咸平路等城市道路或等級(jí)以上公路8處；跨越渭惠渠、咸陽市石頭河輸水管道等水利工程2處。其中“跨越西寶高速公路”、“小角度跨越咸陽西上行聯(lián)絡(luò)線”、“小角度跨越咸陽石頭河輸水管道”、“西寶客運(yùn)專線與咸陽西聯(lián)絡(luò)線橋上接軌”為本橋設(shè)計(jì)難點(diǎn)。

(1)采用(63.4+136+63.4)m連續(xù)梁-拱組合結(jié)構(gòu)跨越西寶高速公路

西寶高速公路是全國“兩縱兩橫”公路主骨架G30連云港至霍爾果斯國道主干線的重要組成部分，橋址處西安至寶雞高速公路設(shè)計(jì)之初為雙向4車道，路面寬度28 m，公路與鐵路夾角37°。當(dāng)西寶客運(yùn)專線建設(shè)時(shí)，該高速公路正進(jìn)行改擴(kuò)建工程，由雙向4車道擴(kuò)建為8車道，且高鐵橋位處剛好為興平至西安匝道接入主線雙向八車道變寬段落，公路總寬度約56 m。根據(jù)高速管理部門要求，須一跨跨越高速公路的主線和匝道。另外，西寶高速公路地處陜西最為發(fā)達(dá)的關(guān)中地區(qū)，鐵路橋梁結(jié)構(gòu)跨越西寶高速公路，需考慮其特殊的景觀需求。綜合以上因素，設(shè)計(jì)采用(63.4+136+63.4) m連續(xù)梁-拱組合結(jié)構(gòu)跨越西寶高速公路。見圖1～圖2。

圖1 跨西安寶雞高速公路橋梁主跨布置(單位：cm)

圖2 136 m連續(xù)梁-拱斷面(單位：cm)

(63.4+136+63.4) m連續(xù)梁-拱組合結(jié)構(gòu)主梁全長264.3 m。其中鋼管拱軸線采用二次拋物線，計(jì)算跨徑L=136 m，計(jì)算矢高f=27.2 m，矢跨比1/5。拱軸線方程:Y=-1/170X2+0.8X。橫橋向設(shè)置兩道拱肋，拱肋中心間距12.9 m。梁體采用單箱雙室變高度箱形截面，全長264.3 m，邊跨及中跨直線段梁高3.5 m，中支點(diǎn)處梁高7.5 m，梁高按1.6次拋物線變化，梁底拋物線方程為：Y=0.006 568 704X1.6。梁頂寬14.1 m，中支點(diǎn)附近局部頂寬16.5 m，邊支點(diǎn)處為與鄰跨32 m銜接采用12.2 m；箱底寬12.2 m，中支點(diǎn)附近局部底寬14.6 m；箱梁頂板厚0.4 m，底板厚度由0.35 m漸變至1.0 m，腹板采用直腹板，厚度由0.40 m漸變至1.0 m，中支點(diǎn)附近局部加厚至1.20 m，對(duì)應(yīng)拱腳處局部向外加厚1.2 m。箱梁于支點(diǎn)處共設(shè)置4道橫梁，邊支點(diǎn)橫梁厚1.5 m，中支點(diǎn)橫梁厚4.0 m。箱梁于各吊桿處及中跨跨中共設(shè)15道橫隔墻，隔墻厚0.35 m。

(63.4+136+63.4) m連續(xù)梁-拱組合結(jié)構(gòu)均位于緩和曲線上，梁拱結(jié)合部0號(hào)梁段長17 m，邊、中孔合龍段長2.0 m，邊孔直線段長6.15 m，其余梁段長分別為2.5、3.5、4.0、4.5 m 4種。主梁除0號(hào)梁段、邊孔直線段在支架上現(xiàn)澆外，其余梁段均采用掛籃懸臂澆筑。

本結(jié)構(gòu)拱座及箱梁梁體均采用C55混凝土；拱肋鋼管及綴板內(nèi)灌注C55補(bǔ)償收縮混凝土；箱梁縱向及端、中橫隔梁中預(yù)應(yīng)力鋼束采用φs15.20高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線；豎向預(yù)應(yīng)力采用φ32 mm精軋螺紋鋼筋；吊桿采用109絲φ7 mm的低松弛環(huán)氧噴涂高強(qiáng)鋼絲成品吊桿，吊桿錨具采用配套LZM7-109型冷鑄鐓頭錨具。

本橋主墩采用矩形橋墩，基礎(chǔ)采用18根φ180 cm鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；邊墩采用流線型實(shí)體圓端形橋墩，基礎(chǔ)采用8根φ150 cm鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

咸陽西立交特大橋設(shè)計(jì)采用的(63.4+136+63.4) m連續(xù)梁-拱組合結(jié)構(gòu)跨越高速公路，滿足公路主管部門的各項(xiàng)技術(shù)要求；“先梁后拱”的施工方案，保證了施工期內(nèi)西寶高速公路的正常運(yùn)營；同時(shí)，連續(xù)梁-拱組合結(jié)構(gòu)梁體結(jié)構(gòu)富于變化，線條流暢，造型美觀，景觀效果好，與周邊環(huán)境完美融合，形成了一道靚麗的風(fēng)景。本橋建成后已成為西寶客運(yùn)專線標(biāo)志性工程。

(2)采用鋼筋混凝土門形薄壁剛構(gòu)橋方案小角度上跨咸陽西上行聯(lián)絡(luò)線

咸陽西上行聯(lián)絡(luò)線為西寶客運(yùn)專線與隴海鐵路跨線聯(lián)絡(luò)線工程，正線于DK501+666.6與之立交，夾角僅為10.6°。由于斜交角度小，設(shè)計(jì)若采用常規(guī)連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，須設(shè)置(48+80+48) m連續(xù)梁方可滿足要求，不僅造價(jià)高昂，而且施工困難。經(jīng)過技術(shù)方案比選，設(shè)計(jì)采用(15.26+22+22+15.26) m鋼筋混凝土門形薄壁剛構(gòu)橋方案，即設(shè)置3處門形薄壁剛構(gòu)橋墩，剛構(gòu)橋墩根據(jù)咸陽西上行聯(lián)絡(luò)線限界設(shè)置“門形”橋洞，聯(lián)絡(luò)線從剛構(gòu)薄壁墩中間穿過。如圖3～圖4所示。

圖3 (15.26+22+22+15.26) m門形薄壁剛構(gòu)橋平面示意(單位：cm)

圖4 (15.26+22+22+15.26) m門形薄壁剛構(gòu)橋?qū)嵕?/p>

(15.26+22+22+15.26) m鋼筋混凝土門形薄壁剛構(gòu)橋方案主梁采用等截面實(shí)體板梁，梁頂寬12.0 m，梁兩側(cè)懸臂寬度為2 m，在兩中跨一側(cè)變寬?？缰辛焊?.35 m，中間剛臂墩根部梁高2.05 m。主梁全長74.42 m。剛臂墩順橋向?qū)?.0 m，與主梁正交，剛臂墩按跨越的咸陽西聯(lián)絡(luò)線限界要求開設(shè)寬5.8 m、高11 m“門洞”。全橋梁部及門形剛構(gòu)墩部分均采用C40混凝土。

設(shè)計(jì)通過這種方式跨越咸陽西上行聯(lián)絡(luò)線，橋式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、美觀，可滿足客運(yùn)專線高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)各項(xiàng)技術(shù)要求，同時(shí)可大幅降低工程投資。據(jù)測(cè)算，門形薄壁剛構(gòu)橋方案與(48+80+48) m連續(xù)梁方案相比，可節(jié)省投資約330萬元。

(3)采用雙腿剛構(gòu)橋方案小角度跨越咸陽市石頭河輸水管道

咸陽市石頭河供水管道，是解決咸陽市區(qū)、興平市區(qū)、武功縣城區(qū)生活供水的重要管道，全長59.65 km(圖5)。西寶客運(yùn)專線共5次跨越該管道，其中DK514+972.26處線路與管道交角最小，為19°39′28″。橋址處輸水管道外徑2.1 m，管道基礎(chǔ)橫寬2.6 m。根據(jù)管道管理部門要求，“客運(yùn)專線設(shè)計(jì)樁基外沿至供水管線混凝土基礎(chǔ)外沿保證3 m安全距離”的技術(shù)要求，橋梁需小角度跨越1條8.6 m的“保護(hù)帶”。

圖5 咸陽市石頭河輸水管道實(shí)景及斷面(單位：cm)

為跨越“8.6 m”帶寬，若采用常規(guī)連續(xù)梁結(jié)構(gòu)形式，跨水管橋梁須采用(48+80+48) m連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，不僅造價(jià)高昂，且水管為地下設(shè)施，地表并無明顯構(gòu)筑物，而客運(yùn)專線鐵路采用大跨連續(xù)梁，不僅對(duì)周遭景觀沖擊大，而且客觀上顯得客運(yùn)專線橋梁建設(shè)特別不合理。

經(jīng)過技術(shù)方案比選，設(shè)計(jì)采用雙腿剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)跨越水管，即在客運(yùn)專線與輸水管道立交正上方設(shè)置雙腿橋墩及相互獨(dú)立的樁基基礎(chǔ)，緊鄰管道兩側(cè)橋梁基礎(chǔ)均順管道走向設(shè)置。設(shè)計(jì)通過這種方式采用(21.38+2×28+17.24) m 4孔一聯(lián)雙腿剛構(gòu)橋跨越了輸水管道。見圖6。

圖6 (21.38+2×28+17.24) m雙腿剛構(gòu)橋平面及斷面示意(單位：cm)

(21.38+2×28+17.24) m剛構(gòu)橋主梁采用等高度普通鋼筋混凝土實(shí)體板梁，梁頂寬1 200 cm、梁底寬1 000 cm;跨中梁高150 cm，剛臂墩根部梁高300 cm，主梁全長95.62 m。本結(jié)構(gòu)所有剛臂橋墩順橋向?qū)捑鶠?00 cm，其中跨水管正上方之“雙腿剛臂墩”頂寬10 m、底寬16 m，橋墩墩底3 m處根據(jù)輸水管道技術(shù)要求，設(shè)置13.5 m柱距“雙腿”；相鄰2個(gè)邊墩采用10 m寬鋼筋混凝土板式橋墩。墩梁相接處，設(shè)150 cm×400 cm的梗斜。

采用雙腿剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)后，不僅橋梁建設(shè)規(guī)模下降，而且橋式方案便于施工，可大幅節(jié)省工程投資，經(jīng)測(cè)算采用(21.38+2×28+17.24) m與采用(48+80+48) m連續(xù)梁方案相比(比較橋長均為185.91 m，雙腿剛構(gòu)方案其余部分采用標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu))，可節(jié)省投資642萬；雙腿剛構(gòu)方案大幅降低了橋梁結(jié)構(gòu)高度，橋梁外立面更為簡(jiǎn)潔明快，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，減輕了對(duì)周邊景觀環(huán)境的沖擊，有效降低了社會(huì)負(fù)面影響。雙腿剛構(gòu)橋?qū)嵕叭鐖D7所示。

圖7 (21.38+2×28+17.24) m雙腿剛構(gòu)橋?qū)嵕?/p>

(4)跨越其他重要構(gòu)筑物時(shí)孔跨的選擇

咸陽西立交特大橋所經(jīng)之地交通發(fā)達(dá)，各種鐵路、道路、水利設(shè)施縱橫交錯(cuò)，是西寶客運(yùn)專線全線設(shè)計(jì)難度最大，技術(shù)含量最高的橋梁。除上述工點(diǎn)外，其他跨越特殊構(gòu)筑物采用的特殊設(shè)計(jì)具體見表3。

表3 咸陽西立交特大橋特殊結(jié)構(gòu)

綜上，咸陽西立交特大橋設(shè)計(jì)采用(63.4+136+63.4) m鋼筋混凝土連續(xù)梁-拱結(jié)構(gòu)跨越西寶高速公路，連續(xù)梁加拱有效降低了主梁建筑高度，優(yōu)美的拱弧線與周邊環(huán)境完美融合，成為西寶客運(yùn)專線標(biāo)志性工程；設(shè)計(jì)采用(15.26+22+22+15.26) m門形薄壁剛構(gòu)橋小角度上跨咸陽西上行聯(lián)絡(luò)線，采用(21.38+2×28+17.24) m雙腿剛構(gòu)橋小角度跨越咸陽市石頭河輸水管道以及其他一些列特殊結(jié)構(gòu)，節(jié)省了工程投資，降低了施工難度，提高了施工工效。

5.2 常興渭河特大橋

常興渭河特大橋位于陜西省寶雞市扶風(fēng)縣、眉縣，區(qū)間多為農(nóng)田，交通較為便利，全長27.956 km。本橋?yàn)榕藕椤⒘⒔欢O(shè)，先后跨越法湯高速、西寶高速、S209、G310等公路，跨越寶雞峽塬下總干渠等水利設(shè)施，并于DK581+721.40～ DK582+663.89跨越全線最大河流渭河。

(1)采用19-48 m雙腿剛構(gòu)橋方案跨越這兩處輸水管道

渭河為黃河最大的支流，本橋于陜西省寶雞市眉縣跨越渭河，屬于渭河中游段。橋址處渭河河道順直，河槽明面，砂卵石河槽，土質(zhì)岸坎。大里程側(cè)岸坎為土質(zhì)，陡峭，小里程側(cè)為渭河大堤，堤頂設(shè)有4 m寬防洪通道。橋址處渭河100年一遇流量8 980 m3/s。橋位處地層主要為第四系全新統(tǒng)沖積黏質(zhì)黃土、粗砂、礫砂、圓礫土、卵石土等；部分段落地下水水質(zhì)對(duì)混凝土具有硫酸鹽侵蝕性，環(huán)境作用等級(jí)為H1。

設(shè)計(jì)根據(jù)橋址處地形地貌，充分考慮渭河防洪要求，依據(jù)陜西省水利廳批復(fù)的防洪評(píng)價(jià)報(bào)告，設(shè)計(jì)采用19孔48 m分段拼裝簡(jiǎn)支箱梁跨越渭河及渭河大堤。19-48 m分段拼裝簡(jiǎn)支箱梁方案橋式簡(jiǎn)潔明快、便于施工、造價(jià)便宜，既滿足河道管理部門行洪和防洪要求，又大幅節(jié)省了工程造價(jià)；由于采用的節(jié)段預(yù)制拼裝工法為空中作業(yè)，所以施工期內(nèi)對(duì)河流行洪影響較小，將施工環(huán)境污染降至最低，取得了明顯的社會(huì)效益。

48 m分段拼裝簡(jiǎn)支箱梁采用單箱、單室、等高度預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁截面，箱梁梁高4.6 m，頂寬12.0 m，底寬5.5 m，頂板厚30 cm(中心處頂板厚38.4 cm)，底板厚30 cm，腹板厚50 cm。全梁計(jì)算跨度48 m，梁端設(shè)置全長25 cm懸臂段，梁體全長49.5 m。根據(jù)梁段最大自重控制在1 500 kN以內(nèi)及減少梁段種類的原則，全橋共劃分3種類型共11個(gè)預(yù)制梁段和10個(gè)濕接梁段，其中預(yù)制梁段1號(hào)段長2.7 m、2號(hào)梁段長4.0 m、其余梁段長4.0 m，濕接段0.6 m。48 m跨中截面詳見圖8，梁段預(yù)制及架設(shè)見圖9。

圖8 48 m節(jié)段拼裝簡(jiǎn)支箱梁跨中斷面(單位：cm)

圖9 48 m節(jié)段拼裝簡(jiǎn)支梁梁場(chǎng)、移動(dòng)造橋機(jī)

跨渭河橋梁主墩墩高在20～30 m，故橋墩采用圓端形空心橋墩；橋墩基礎(chǔ)采用13根φ150 cm鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

(2)跨越其他重要構(gòu)筑物時(shí)孔跨的選擇

常興渭河特大橋除跨越渭河外，所經(jīng)之地沿線道路交錯(cuò)，渠道遍布，其他跨越特殊構(gòu)筑物采用的特殊設(shè)計(jì)具體見表4。

表4 常興渭河特大橋特殊結(jié)構(gòu)

綜上，常興渭河特大橋設(shè)計(jì)采用48 m節(jié)段預(yù)制拼裝簡(jiǎn)支梁，是時(shí)速350 km客運(yùn)專線鐵路當(dāng)時(shí)采用的同類型最大跨度簡(jiǎn)支箱梁，為客運(yùn)專線簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)向更大跨度發(fā)展邁出重要一步；常興渭河特大橋橋梁規(guī)模大，跨越構(gòu)筑物眾多，設(shè)計(jì)因地制宜，選用標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)支梁或連續(xù)梁結(jié)構(gòu)以及適宜的施工工法，提高施工工效，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。該橋竣工后，橋梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔明快，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，成為渭河上一道靚麗的風(fēng)景線。

6 結(jié)語

西安至寶雞客運(yùn)專線地處關(guān)中平原，沿線土地肥沃、水網(wǎng)縱橫、交通發(fā)達(dá)，其中橋梁設(shè)計(jì)累計(jì)里程達(dá)120.89 km，橋梁占全線總里程的87.5%。全線大段落采用橋梁結(jié)構(gòu)，在節(jié)省用地的同時(shí)，有效減少鐵路建設(shè)對(duì)關(guān)中地區(qū)長遠(yuǎn)發(fā)展的影響，取得了可觀的社會(huì)效益。本文對(duì)西安至寶雞客運(yùn)專線橋梁設(shè)計(jì)情況進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納和總結(jié)，對(duì)重點(diǎn)橋梁橋式設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了全面介紹，為今后我國西北平原地區(qū)客運(yùn)專線橋梁設(shè)計(jì)提供了有益的借鑒。

[1] 中華人民共和國鐵道部.TB10002.1—2005鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005．

[2] 中華人民共和國鐵道部.TB10002.5—2005鐵路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005．

[3] 中華人民共和國鐵道部.TB10002.3—2005鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005．

[4] 中華人民共和國鐵道部.TB10005—2010 J1167—2011鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2010．

[5] 中華人民共和國鐵道部.TB10020—2010J971—2009高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2010．

[6] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50111—2006鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2009年版)[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2009．

[7] 中華人民共和國鐵道部.TB10017—99鐵路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，1999．

[8] 中華人民共和國建設(shè)部.GB50025—2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004．

[9] 中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.新建鐵路西安至寶雞客運(yùn)專線初步設(shè)計(jì)[Z].西安：中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2009．

[10]唐英.包西鐵路通道大保當(dāng)至張橋段橋梁設(shè)計(jì)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2013(6)：44-49．

[11]張多平.鄭西客運(yùn)專線陜西境內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2005(11)：4-8．

[12]機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院.新建鐵路鄭州至西安客運(yùn)專線DK354工點(diǎn)濕陷性黃土補(bǔ)充樁基試驗(yàn)研究大綱[Z].西安：機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院，2006．

The Design of Bridges on Xi’an-Baoji Dedicated Passenger Railway Line

CHEN Kun

(China Railway First Survey and Design Institute Group Co. Ltd.， Xi’an 710043)

Xi’an-Baoji dedicated passenger line of 138.107 km in total is located in the Guanzhong plain， with 120.89 km of designed bridges， covering 87.5% of the total mileage. This paper comprehensively introduces the general conditions of the bridge design and design schemes for some key bridges， providing

for design of bridges on dedicated passenger lines in Northwest plain areas.

Xi’an-Baoji passenger dedicated line; Bridges; Design

2014-11-03；

2014-12-18

陳堃(1978—)，男，高級(jí)工程師，2000年畢業(yè)于蘭州鐵道學(xué)院橋梁工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，E-mail：qsck@fsdi.com.cn。

1004-2954(2015)07-0089-06

U238； U442.5+3

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2015.07.020