跨铁路桥梁设计方案比选

跨铁路桥梁设计方案比选一、西外环跨越李港铁路桥梁概述本桥梁为滨海新区西外环高速公路主线跨越李港铁路而设置。李港铁路共有三股铁轨，尚未电气化，根据规划要求将进行电气化改造，西外环与铁路夹角约为54度，铁路路基宽度约为20m。二、技术标准1.设计车速：100km/h。2.荷载等级：公路－I级。3.设计安全等级：一级。4.跨越铁路处桥面宽度：单幅桥梁横断面布置为:0.5m(防撞护栏)+19.75m(机动车道)+0.5m(防撞护栏)=20.75m，两幅桥之间的中央分隔带宽度为1.5m，断面全宽43.0m。5.平曲线、桥面纵坡与横坡桥梁平曲线线形、桥面纵坡及竖曲线线形、横坡等均按道路线形要求设置。6.抗震标准本工程地区抗震设防烈度为7度，地震动加速度峰值为0.15g。7.桥梁设计基准期：100年。8.净空高度：李港铁路：不小于8.2m。三、桥梁设计原则根据铁路部门的特殊要求，本工程跨越铁路结构设计原则如下：1.结构形式力求简单，施工方便、快速，减少在铁路上方施工时间。2.结构应受力合理、明确，满足设计要求的耐久性和可靠度。3.结构满足铁路运营安全及铁路的规划要求。4.桥面应采用合理的防撞防抛措施，并合理布置排水系统。四、桥梁设计方案比选方案一：40m简支小箱梁。1.总体布置西外环主线上跨李港铁路的桥梁结构形式采用40m跨径的简支预应力混凝土小箱梁，分两幅桥实施，斜交角度为36°，斜交斜做，预制架设法施工。2.上部结构上部结构采用预应力简支小箱梁，跨径40m，梁高2.0m。每片小箱梁中心梁距为3.49m，横向布置6片小箱梁，预制梁宽度分别为：中梁2.4m、边梁2.73m，每道现浇桥面板宽度为1.09m。小箱梁的腹板斜率为1：4，跨中腹板厚为0.18m，支点腹板厚为0.28m，顶板厚为0.18m，底板厚为0.18m～0.25m。每片小箱梁下设置双支座，支座中心距为0.5m。3.下部结构桥墩采用一桩接一柱形式，三柱，桩基础采用钻孔灌注桩，桩径为2.0m，立柱直径为1.8m，立柱上接钢筋混凝土盖梁，盖梁高度为2.0m，顺桥向宽度为2.0m。4.施工方案上部小箱梁采用预制，并且现浇部分桥面板。架梁采用架桥机架设。方案二：2x40m顶推连续箱梁。（1.总体布置西外环主线上跨李港铁路的桥梁结构形式采用2x40m跨径的预应力混凝土连续箱梁，分两幅桥实施，斜交角度为36°，斜交斜做，顶推法施工。2.上部结构上部结构采用预应力砼连续梁，跨径2x40m，梁高2.0m。每幅桥断面采用单箱三室等高度箱梁，边腹板采用斜腹板，斜率为1:4；顶板宽度为20.75m，厚为0.22m；底板宽度为14.75m，厚度为0.20～0.40m；跨中腹板厚度为0.4m，支点腹板厚0.8m。3.下部结构中墩采用双柱式墩，立柱为矩形截面2.0mx2.0m，桩基础采用钻孔灌注桩，桩径为1.8m，桩基础与墩柱采用承台连接，柱顶采用横系梁连接。边墩采用一桩接一柱形式，三柱，桩基础采用钻孔灌注桩，桩径为2.0m，立柱直径为1.8m，立柱上接钢筋混凝土盖梁，盖梁高度为2.0m，顺桥向宽度为2.0m。4.施工方案上部预应力砼连续箱梁采用顶推法施工。方案三：2x60m转体T构箱梁。1.总体布置西外环主线上跨李港铁路的桥梁结构形式采用2x60m跨径的T构箱梁，因铁路南侧现状存在石油管廊带和排污河，不具备转体施工条件，因此，两幅桥合并为整幅桥在铁路北侧实施转体，斜交角度为36°，斜交斜做。2.上部结构上部结构采用T形刚构，跨径2x60m，中支点梁高6.0m，边支点梁高为2.5m。断面形式采用单箱五室变高度箱梁，边腹板采用斜腹板，斜率为1：4；顶板宽度为43m，厚为0.25m；底板宽度为变宽度，厚度为0.25～1.0m；跨中腹板厚度为0.6m～1.2m。3.下部结构中墩采用独柱式墩，墩梁固结，立柱采用矩形空心墩，外尺寸为12.0m（横向）x8.0m（纵向），桩基础采用钻孔灌注桩，桩径为1.8m，墩柱与承台之间采用球铰连接。边墩采用一桩接一柱形式，三柱，桩基础采用钻孔灌注桩，桩径为2.0m，立柱直径为1.8m，立柱上接钢筋混凝土盖梁，盖梁高度为2.0m，顺桥向宽度为2.0m。转盘结构采用环道和中心支承相结合的球铰转动体系。4.施工方案上部T形刚构采用转体法施工。五、方案比选设计对上述三个方案通过结构可靠性、跨铁路施工时间、工程造价等各方面进行比较，比较结果见下表：方案比选表六、桥梁（推荐方案）与李港铁路的相对位置关系1.平面距离关系根据最新测量平面资料，桩柱中心距离最近的既有轨道中心最小距离为9.52m；桩边缘距离既有铁路路基坡角线最小距离为4.25m。2.立面高程关系根据最新测量资料，李港铁路三股轨道的轨顶标高分别为4.26m、4.48m、4.60m，根据道路纵断面和本设计方案的桥梁结构高度，铁路的最小净空为8.486m。七、结论通过上述综合比选，结合全桥结构的协调性、全桥施工方法的一致性、周围环境和构筑物特点、工程造价以及施工工期等综合因素，本设计推荐采用40m简支预应力混凝土小箱梁方案。转