郑焦城际铁路跨越南水北调中线工程交叉方案研究[权威资料]

郑焦城际铁路跨越南水北调中线工程交叉方案研究 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 摘要：郑焦城际铁路与南水北调中线工程在焦作市交叉，交叉处为南水北调中线工程下穿瓮涧河和改建新焦线倒虹吸工程，由于郑焦线的引入，原改建新焦线上跨桥式方案无法满足南水北调按时通水的工期要求。如何使郑焦城际铁路和改建新焦线上跨南水北调倒虹吸工程的桥式方案满足南水北调通水的工期要求，又避免桥梁结构对南水北调倒虹吸工程产生不利影响，是上跨桥式方案需要研究解决的关键问题。研究提 出采用（ 48+72+72+48） m 连续梁方案上跨南水北调倒虹吸工程，解决了上述关键技术问题，使得方案梳理通过技术审查并实施，取得了良好的设计效果。 关键词：城际铁路；南水北调；交叉；方案 F530 A 1、工程概述 郑焦城际铁路是河南省中原城市群城际铁路网的重要组成部分，线路全长 77km，双线，设计时速 200km/h（预留250km/h），从南向北连接郑州、焦作两地，其在焦作市区与南水北调中线工程交叉。 交叉处为南水北调中线工程下穿瓮涧河倒虹吸工程，倒虹吸 为南水北调中线工程下穿瓮涧河和既有新焦线而设，倒虹吸孔径分两幅布置为： 2-（ 6.56.8 ） m 钢筋混凝土框架结构 +16.3m（间隙） +2-（ 6.56.8 ） m 钢筋混凝土框架结构，倒虹吸覆土厚度约 6m。南水北调中线工程的实施引起了该段既有新焦线的改建，受线路方案控制，铁路与倒虹吸轴线夹角为 29 ，原改建工程为了减小跨越倒虹吸桥梁结构的跨度，改建新焦线设计方案为两单线桥梁，新焦上、下行线桥跨布置均为 4-32m 预应力混凝土简支 T 梁 +2-64m 预应力混凝土简支箱梁 +2-32m 预应力混凝土简支 T 梁，两线桥墩错位布置。 图 1 原改建新焦线跨南水北调工程立交方案平面示意图 郑焦城际铁路的线路方案需沿既有新焦铁路引入焦作站，部分利用既有新焦线线位，因此，结合郑焦线的实施对原新焦线改建工程进行了重新优化设计，充分利用了原设计通道，郑焦城际铁路与改建新焦线平行跨越南水北调中线工程。 图 2 郑焦线、改建新焦线跨南水北调工程平面示意图 2、主要控制因素 本桥与南水北调倒虹吸工程同步实施，是保证南水北调顺利通水的控制性重点工程，桥梁工程与南水北调倒虹吸的施工相互干扰，施工过程复杂，在设计过 程主要解决以下几方面的问题。 （ 1）本桥为客运专线桥梁，需具备良好的完整的使用功能，同时应充分考虑实施条件、耐久性能、运营维修、工程造价等因素。 （ 2）南水北调中线工程为国家重点工程，按国务院南水北调办公室确定的建设目标， 2013 年南水北调中线主体工程完工， 2014 年汛后通水，桥式方案应简结便于实施，减少两工程之间的施工干扰，满足南水北调按时通水的工期要求。 （ 3）由于倒虹吸施工设计方案已批复，桥式方案必须满足其孔径布置要求，同时应考虑桥梁基础对倒虹吸结构的影响。 （ 4）本工程在跨越南水北调中线工程的同时需跨越瓮涧河，瓮涧河设计流量 Q1%=710m3/s，设计应考虑其行洪要求。 （ 5）桥位位于焦作市城区内，在满足功能的基础上，应重视桥梁景观设计。 3、上跨南水北调交叉工程方案研究 利用原改建新焦线设计方案，采用 64m 简支梁结构跨越南水北调，由于铁路线与南水北调轴线夹角仅 29 ，为了减小简支梁跨度，需将桥梁设计为两座单线桥梁，桥墩错位布置，从而满足倒虹吸对桥梁的跨度要求。梁体采用移动支架拼架法施工，该工法需利用桥下地基施工，梁体完工前倒虹吸基 坑无法开挖，桥梁设置为单线桥增加了梁体孔数和桥墩个数，造成工期延长，该方案三项工程无法同步实施，直接影响了南水北调中线工程的按期通水。从经济角度分析，双线铁路分为两单线桥梁设计会增加投资，造成工程浪费，因此，原设计方案不合理。 为使结构经济合理，结合三项工程的平面位置关系特点，跨越倒虹吸桥式选择连续梁结构最为合理，结合桥梁功能要求，主孔拟采用以下两种桥式方案：（ 1）（ 90+180+90） m 连连续梁拱组合桥方案；（ 2）（ 48+72+72+48） m 连续梁方案。 3.1（ 90+180+90） m 连续梁拱组合桥方案 受工期影响，铁路桥梁工程需与南水北调倒虹吸工程同步实施，因倒虹吸埋深达 16m，需大开挖现浇施工，为了减少桥梁施工对倒虹吸施工的影响，采用（ 90+180+90） m 连续梁拱组合桥一跨跨越倒虹吸，从而减少了墩台布置，主跨采用 “ 先梁后拱 ” 的施工方法，在建成的桥面上进行钢管拱肋的架设，立体施工最大程度的减少了两工程之间的施工干扰。一跨跨越减少了桥墩基础对倒虹吸结构的影响。桥梁位于焦作市城区内，中跨由于拱的加劲，有效地降低了主梁的建筑高度，结构轻盈，造型美观。 图 3 连续梁拱组合桥 式方案布置图 3.2（ 48+72+72+48） m 连续梁方案 利用倒虹吸两幅间的间隙设置桥墩，上部采用（ 48+72+72+48） m 连续梁结构，降低了主跨跨度和结构高度，采用悬臂灌注的施工方法，减少了工程施工间的相互干扰，能够很好的保证各工程的工期要求。但是倒虹吸中间的桥墩基础对倒虹吸结构的使用安全存在在一定的影响，承台边缘距倒虹吸结构最近处仅 0.66m，根据新建铁路郑州至焦作线及新月改线跨南水北调中线总干渠对南水北调中线工程的影响评价报告要求，需优化加强受影响倒虹吸管身的钢筋配置，同时 对承台基坑回填进行了特殊设计，在承台和倒虹吸管身之间填（ 0.75m 砂层 +0.15m 厚泡沫塑料板 +黏土），以削弱桥墩水平震动荷载对倒虹吸管身结构的影响。 图 4 连续梁桥式方案布置图 3.3 施工方案研究 南水北调倒虹吸工程部分位于既有新焦线线下，在既有新焦线改建前，南水北调倒虹吸工程无法全部实施，因此，倒虹吸工程需分两期实施。南水北调倒虹吸基础埋深达16m，为了保证铁路桥梁基础的安全稳定，邻近倒虹吸桥梁承台底埋深与倒虹吸基底位于同一高程，因此 ，两工程均为深基坑开挖现浇施工，结合南水 北调基坑开挖要求，两工程需制定严格的施工顺序，合理完成开挖防护方案的设计，经研究，两桥式方案对开挖防护方案的要求基本相同，以（ 48+72+72+48） m 连续梁施工方案为例：桥址处基坑开挖范围内主要为承载力 100 150kpa 的粉土和粉质粘土层，地下埋深位于地表以下 1 2m 处，深基坑开挖需解决边坡稳定和降水问题，经与南水北调设计单位共同研究，决定采用地下连续墙加固结合放坡开挖的施工方案。受基坑开挖影响的桥墩为郑焦城际铁路的 4 号、 5 号、 6 号、 7 号桥墩，改建新焦铁路的 5 号、 6 号、 7 号桥墩。基坑开挖前先完成上述桥墩 的桩基施工，待南水北调一期基坑开挖到位后进行承台和墩身的施工，倒虹吸一期涵节的施工和连续梁的施工可立体交叉施工，待改建新焦铁路通车后，南水北调可开始二期涵节的施工。 图 5 施工方案平面布置图 3.3 方案比选 表 1 桥式方案优缺点分析比较 方案名称 优点 缺点 （ 48+72+72+48） m 连续梁方案 1.技术成熟，结构简洁，能够满足高速铁路技术性能要求； 2.具备良好完整的使用功能，造价低，经济性好； 3.采用悬臂现浇施工，六个施工面可同时施工 ，施工工期短； 4.建成后养护维修工作量小 1.中墩对倒虹吸结构造成一定的影响，需适当调整倒虹吸设计，通过技术措施消除隐患。 （ 90+180+90） m 连续梁拱组合桥方案 1. 能够满足高速铁路技术性能要求，造型优美； 2. 具备良好完整的使用功能，对倒虹吸结构影响较小； 3.一跨跨越倒虹吸，项目间施工干扰减少。 1.梁拱组合体系，结构复杂，施工难度大，施工工期长； 2.投资较连续梁方案高； 3.建成后养护工作量大。 经综合比较 ，（ 48+72+72+48） m 连续梁方案具有结构简洁、造价低、施工工期短、后期养护工作量小的优点，中墩对倒虹吸结构的影响可通过技术措施解决，交叉工程铁路桥设计方案推荐采用（ 48+72+72+48） m 连续梁设计方案。 4、结论 郑焦城际铁路充分利用了改建新焦铁路的通道，三个建设项目统筹考虑，优化了原改建新焦铁路工程的跨越方案，简化了施工，保证了南水北调工程主体工程的按期完工。该方案顺利通过南水北调中线干线工程建设管理局的技术审查并实施完成，达到预期的设计效果，为南水北调中线工程的按期通水创 造了条件。 参考文献： 1中铁工程设计咨询集团有限公司 .新建铁路郑州至焦作线初步设计 .北京：中铁工程设计咨询集团有限公司，2009. 2河南省水利勘测设计研究有限公司 .新建铁路郑州至焦作线及新月改线跨南水北调中线总干渠对南水北调中线工程的影响评价报告 .郑州：河南省水利勘测设计研究有限公司， 2011. 3中华人民共和国铁道部 .TB 10621-2009 高速铁路设计规范 .北京：中国铁道出版社， 2009. 4 中华人民共和国铁道部 .TBJ 10002-2005 铁路桥涵设计规基本范 .北京：中国铁道出版社， 2005. 5罗世东 .铁路桥梁大跨度组合桥式结构的应用研究 .铁道标准设计， 2005（ 11）： 1-11. 文档资料：郑焦城际铁路跨越南水北调中线工程交叉方案研究 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅读及下载 阅读相关文档 :原子荧光光谱法测定地下水中的汞分析 探讨工程招标存在的问题及对策 体外预应力技术在桥梁加固中应用的思考 探讨工商管理信息化发展对策 我国道路桥梁建设的施工管理 天然气管道施工存在 的问题研究 讨论建筑工程现浇混凝土施工技术 探讨建筑工程中建筑施工技术的应用 探讨建筑电气施工管理工作 谈谈园林中水景的设计和施工 浅析分层教学在中职院校体育教学中的应用 电子商务专业课程设计改革探索