维普资讯 http://www.cqvip.com 桥梁· 北京市东五环路与铁路东北环线立交桥的设计研究 李 伟 （北京铁路局北京勘测设计院北京 ｌ００８６０） 摘要：北京市五环路下穿东北环线立交桥，桥位处地下水位高，框架桥结构高度超高，斜交角仅为３２．８ｌ。，在这种 特殊条件下．做好立交桥的结构分析，并将方案细化、优化，解决项进立交桥中一系列新的问题。 关键词：框架桥；结构分析；防水设计 中图分类号：Ｕ４４８．１７；Ｕ４４９．５２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—２９５４（２００３）１０—００２２—０３ １ 概述 北京市机场高速公路至京津塘高速公路段的东五 环为五环路３期工程，下穿北京铁路枢纽的东北环线。 环路纵坡受到较大的影响，铁路设施拆改较多。 ７７０００ ． 桥址处东北环线铁路为单线，铁路两侧有铁路电力及 通信电缆，电气化区间，路基高出两侧地面１．３～１．８ ｍ，西侧有２条水渠，汇合后通过圆涵穿过铁路。在既 图１ 连缨梁桥方粟立面（单位：ｍｍ） 有线右侧，有建设东北环线的复线方案，复线距既有线 ５．０ ｍ。 桥址处东五环路为半径６ ０００ ｍ的圆曲线，交点 切线与东北环线交角为３２．８ｌ。。东五环路规划为城市 快速路的设计标准，路基顶宽３５ ０ ｍ，穿越铁路处的 ２．２框架桥方案 方案一：修建铁路临时便线，现浇２座单孔１７．０ ｍ 的框架桥方案。 道路纵坡为２．８％，要求铁路箱体内最不利控制点净 空不小于５．０ ｍ。 ２桥式方案的选择 ２，１连续梁桥方案 在线路右侧修建铁路临时便线，桥位处现浇２座 单孔１７，０ ｍ的框架桥，框架桥中心线与铁路交角为 ３２．８ｌ。。 从箱体结构设计及公路道路使用要求，２个箱体 相错布置，每个箱体结构净高为８．２ ｍ，满足使用净高 ５．０ ｍ的需要，东北环线轨底距板顶最小距离为０．８０ ｍ，本方案为修建铁路临时便线，现浇连续梁桥方案。 在线路右侧修建铁路临时便线，桥位处采用整体 支架整体现浇连续梁桥，桥轴线与铁路交角为３２．８ｌ。。 从桥梁结构设计及公路道路使用要求，连续梁梁体为 等截面单箱单室结构，梁高２．４ ｍ，宽４．０ ｍ，箱梁顶宽 为７．０ ｍ，顶板厚０．３ ｍ，底板厚０．３ ｍ，腹板厚０．３ ｍ， 每座桥体长３０．２８ ｍ。 优点：投资较少，桥下通视性好。 缺点：整体美观性略差；铁路设施拆改较多，难以 满足建设工期要求。 方案二：预制框架桥箱体，顶进施工方案。 在线路左侧预制箱体，施工时箱体轴线与东五环 路中心线的切线为准由左向右顶进。从箱体结构设计 及公路道路使用要求，结构净高为７．８ ｍ，箱体总高 ９．９５ ｍ，东北环线轨底距板顶最小距离为０．８０ Ｉｎ，顶进 框架桥长５２．０９ ｍ（图２）。 梁体全长７７．０ ｍ。桥墩采用圆柱形桥墩，墩高８．０ ｍ， Ｔ形桥台，墩台均采用钻孔桩基础。梁体在支座处可 设为实体截面，并在梁端段设横隔板，横隔板中部设有 孔洞，以利检查人员通过（图１）。 优点：桥式新颖，桥下通视性好。 缺点：施工周期长，难以满足建设工期的要求；五 收稿日期：２００３—０８一ｌ８ 作者简介：李伟（１９７ｌ一），男，工程师，１９９３年毕业于石家庄铁道学院 桥梁工程专业．工学学士。 优点：工期短，整体性好。 缺点：桥体较大，顶力大，斜交角度大，设计难度大。 五环路３期工程为北京市２００２年的重点工程，要 求工期比较紧，此处地质条件比较差，根据现场实际情 铁道标准设计 ＪＬｔ／Ａ ＳＴＡＩＣＤＡ肋Ｉｌ雎ｌｓ柏缸 镩Ｄ３（ｔ．０１ 维普资讯 http://www.cqvip.com 桥集· 沿处铁路中心距箱体主体 ｌｌ ｌＩＩｌＩｌｌＩｌｌｌｌｌｌＩｌｌｌｌｌｌＩｌＩＩｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌＩｌｌｌＩｌｌ ｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌＩＩｌＩｌｌｌｌｌｌｌｌＩｌＩｌＩｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌＪＩｌｌＩｌｌ ｌｌ 外边缘３．０ ｍ．的要求，箱体 南边墙外沿处预留复线铁 ／－ ＼ ／、＼ ２４０１． １ ７５０ ５５ ５５ １ ７５ｏ Ｉ１０ ｌｌ０ 路中心距箱体主体外边缘 ３．０ ｍ的要求。根据顶力、 土路肩 ５ ７５ 行车道＋硬路肩３Ｘ ３７５＋３２５ ２％ 路缘带 路缘带 行车道＋硬路肩３Ｘ３７５＋３２５ 土路肩 ７．５ ５５ ５ ９５ １ ０ ９５２５ 。Ｌ－ —Ｊ １］ 中央ｊ 子隔带 ２％ １ ９１５ １ １ 顶程、桥高，综合分析后确 定前后节箱体的长度分配， Ｌ １ ９１５ 其中前节箱体主体长（轴线 长度，后同）２１．８２ ｍ，刃角长 ６．０８ ｍ，后节长ｌ６．９７ ｍ，尾 图２框架桥方案二立面（单位：ｃｍ） 况以及技术经济分析，桥梁与周围环境的协调等方面 的综合评定，最后决定采用顶进２—１７．５ ｍ框架桥为 设计方案。 ３框架桥设计中重点解决的技术问题 墙长７．１８ ｍ，２节箱体间设４ ｃｍ的沉降缝。 合理进行顶进中继间的布置，在考虑顶进的抬头、 扎头、纠偏等因素后，进行计算，确定搭接剪力为 ２０ ０００ ｋＮ，接缝处的箱体边墙外、底板底均围钢板，前 节锚固，后节滑动。箱体底板在顶进过程中，需要穿过 不同的土层，为防止前节箱体的扎头，设计中考虑了滑 板接长地基梁的方法，并在中继问的设计中，采用后节 ３．１ 合理分节。解决桥体过长的问题 因为铁路线路与公路中心线的切线交角过小，设计 中按框架桥的横截面与公路中心线交角４５。布置箱体， 的底板压住前节的底板，相互搭接，缩短每一镐的顶 程，达到互相咬合，控制顶进扎头的目的（图３）。 满足设计规范的限制要求。就位后，满足箱体北边墙外 图３立交框架桥平面（单位：ｃｍ） ３．２超高箱体断面分析及控制环裂的施工方法 框架内力按框架计算软件进行分析计算，计算箱 体中、边墙及顶、底板各截面的内力，并考虑到大体积 混凝土框架的环裂问题，在边墙、顶板计算中反复进行 检算，局部特殊配筋。桥体单跨斜长在钢筋混凝土框 架结构中也属超长，对结构的影响大。为了解决这个 问题，将边、中墙水平温度筋配筋率由一般的０．３％加 大到０．６％。 时立墙及顶板混凝土宜用无收缩混凝土。由于结构底 板与中墙、边墙的分次施工所产生的与底板混凝土的 温度差、收缩差所形成的拉应力，是形成裂缝的主要原 因。为了防止结构中墙、边墙裂缝，应以降低混凝土内 部温度为主要措施，要求施工时“低温入模，中温养 护”，控制混凝土的入模温度。 ３．３保证铁路运营安全。防止 坍的措施 箱体与铁路交角仅为３２．８ｌ。，箱体高度接近１０ ｍ， 顶进过程中及箱体就位后的挡墙施工时，箱体锐角侧 的线路防护尤为重要，对铁路的运营以及施工安全有 ∞ 作为大体积混凝土施工项目，设计要求先施工底 板混凝土，而后进行立墙及顶板混凝土浇筑，按此施工 铁道标准设计ＲＡＩＬＷＡ Ｙ ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳＩＧＮ ２００３｛１０１ 维普资讯 http://www.cqvip.com 桥梁· 办理。 着很大的影响。而且，箱体基底位于粉砂层，开挖时极 易塌方。基于这些原因，设计中在箱体的两侧和铁路 框架桥分节后，中继间处由于布设磺镐，对结构局 部将会有一定影响，顶进就位后，对局部裂缝应采用环 氧树脂压浆封堵，由于布镐截断的钢筋应在局部加强 钢板上焊接，并按设计沉降缝的形状，二次浇筑微膨胀 混凝土。 线路的两侧，布置了多根挖孔桩防护线路，形成一种既 挡土又防渗的简易连续墙。挖孔桩采用沉管法或人工 挖孔法，根据现场实际情况采用。桩后均设置拉锚，采 用钻机钻孔，锚杆插入锚孔内再灌筑水泥砂浆，但由于 土层与锚杆间的握固能力较差，必须加压灌浆以提高 其抗拔能力。在桩排顶部设帽梁，使之连为一体，更好 地发挥其作用。桩排的设置，使顶进时减少了纠偏扭 矩，并保证线路不侧坍，保证了行车安全。 ３．４全封闭防水设计技术 中继间处的止水带按螺栓安装式设置。沉降缝预 埋止水带的固定螺栓可与钢筋焊接定位，边墙、顶板的 遇水膨胀橡胶棒处设丁字形预埋钢板，以利就位后的 调整（图４，图５）。刃角侧底板补块施工时，应在主体 侧预埋丁字形钢板，浇筑混凝土前，先焊接钢板，然后 浇筑。 因为桥址处地下水位高于基底面７ ｍ，引道设计 为全封闭止水，使得箱体与引道ｕ形槽的连接成为设 计中的一个课题。 引道设计时，为了平衡水浮力，在Ｕ形槽底板上 设计了不同厚度的级配钢渣配重层，所以箱体刃角侧 的Ｕ形槽底板与箱体底板不在一个平面上；另外，尾 墙侧的箱体底板三角块与引道底板的连接，也需要特 殊设计。 刃角端设计，引道设计在其Ｌ形槽底板上另外设 计了混凝土墙，箱体设计则考虑在顶进就位后，将框架 桥底板前端（不含底板三角补快）部分的混凝土凿毛， 图４箱体底板间防水处理示意（单位：ｍｍ） ２０ 底板顶、底的纵筋凿出，长度满足搭接焊的条件。凿毛 的混凝土表面刷上界面剂，并埋人止水腻子条，钢筋焊 接接长４０ ｃｍ，补打微膨胀混凝土４０ ｃｍ。在补打混凝 土前端中部预埋止水带（与底板三角补块止水带连为 体），与公路ｕ型槽底板顺接，保证整体的防水需 图５镐窝加强钢板设计（单位：ｍｍ） 要。补墙施工时，预埋止水带，待引道侧挡墙施工时， 直接浇筑在一起。 ４结语 尾墙端的设计，箱体底板顶进三角块和边墙上预 埋止水带，Ｕ形槽底板设计为与三角块对应的形式，待 箱体就位后，再浇筑Ｕ形槽，达到可靠封水的目的。 框架桥刃角补墙的施工要考虑防水设计。刃角预 对于全封闭地下水条件下的大型斜交、超高框架 立交桥比常规情况下的设计要复杂得多，必须充分研 究特殊条件对框架桥的影响。通过东五环路下穿东北 埋止水带，补墙施工时，将接触面凿毛后，一并浇筑。 边墙第一次灌筑的混凝土做成外低内高的接触 面，施工缝宜设在底板顶１．０ ｍ以下，注意对底板模板 的逐步施压。接触面预埋钢板，二次灌筑混凝土时，将 钢板一并浇筑。施工中，必须按防水混凝土施工规范 环线立交框架桥的设计研究，框架结构可以达到地下 铁道区间结构防水等级，为框架桥设计积累了经验。 经过１年的运营，该桥在结构上、防水措施上均得到了 考验，证明了该桥在设计上的可靠性，也为类似的工程 提供了一个成功的范例。 北京首次向内外资推出５０项基础设施建设项目 北京日前首次向国内外大规模集中推出５０项城市基础设施建设项目，总投资金额达６ＯＯ多亿元人民币。这是从北京城市发展 重点项目招商推介会上获悉的。此次推出的５０项基础设施建设项目涉及城市垃圾处理、污水处理、地铁、高速公路等几个领域。 这些项目只是北京城市基础设施建设的最急需、筹备相对成熟的项目。２００８年之前，北京的城市环境、城市交通、城市水青潭供应 也将公开招商建设。 ２４ 据《中国拟在建项目网＞ 铁道标准设计Ｒ￣ＩＬＷＡ￣ｓ 』Ｉｆ 船ｉ 阳羝 噻潞停口，