高速公路下穿铁路客专桥设计实例研究
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文中研究了公路下穿高铁桥梁的结构形式， 并结合典型的工程实例，对道路桥梁下穿客专桥 梁的进行了数值分析，并提出了施工期的相应措 施，给类似工程提供参考及借鉴。
参考文献 ［１］ 孙宗磊．石济客专桥梁下穿京沪高铁沉降影响分析［Ｊ］． 铁道工
程学报，２０１３，（２）：５３－５７． ［２］ 张竹清．城际铁路隧道下穿客运专线铁路桥梁方案设计［Ｊ］．铁
（３） 公路桥面至铁路桥梁底距离 ５．６８３ ｍ，目 前架桥机的最小高度需要 ８ ｍ 左右，故客专下的 梁体不能采用常规的架桥机架设，需要采用吊装 架梁或架桥机改装方案。
（４）新建公路桥施工期间，避免大型机械在客 专桥墩附近扰动，客专桥墩附近禁止堆载，施工中 荷 载 和 挖 土 应 尽 量 在 客 专 桥 墩 两 侧 对 称 布 置 ，以 减少对客专桥墩的影响。钻孔泥浆集中排放，不随 意流淌。
道标准设计，２０１３，（０６）：１１４－１１７． ［３］ ＴＢ １００２０—２００９，高速铁路设计规范（试行）［ｓ］． ［４］ ＧＢ ５０４９７—２００９，建筑基坑工程监测技术规范［ｓ］． ［５］ 曾宪明．重载铁路下穿京沪高铁的路基结构设计研究［Ｊ］． 路基
工程，２０１３，（６）：１６５－１６８．
ｐｌｅ， ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｉｔｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｓｉｓ， ａｎｄ ｃｈｅｃｋｓ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｐｉｅｒ （ｆｉｘｅｄ ｐｉｅｒ） ｂｙ ｔｈｅ ｍｉｄａｓＣｉｖｉｌ ｐｒｏｇｒａｍ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ Urban Bridge Seismic Design Standard （ＣＪＪ １６６－２０１１）． Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｉｄｅａ ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｔａｎｄａｒｄ． Keywords: ｓｅｉｓｍｉｃ， ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ， ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ
利影响。可考虑底板设置桩基，将应力向下传递至 深部地层，或者在 Ｕ 型槽或明洞两端设置隔离桩， 阻止应力横向传递。 １．２ 高速铁路沉降控制要求
根据《高速铁路设计规范》（试行）（ＴＢ１００２０— ２００９）［３］ 及 《高速铁路设计规范条文说明》（试行） （ＴＢ１０６２１—２００９）中，桥梁静定结构桥墩基础工后 沉降量不应超过如下限值：
由于冲击过程中可能导致铁路承台产生不均 匀沉降，这将导致桥梁承台产生一个相对转角，对 桥梁墩顶横向振幅会产生很大影响。因此由于冲 击震动引起承台不均匀沉降也应受到重视。图 ５ 以 ３０ ｍ 处为例列出一个冲击过程（６ ｓ）中铁路桥 梁承台顶面沉降变化趋势。
图 2 计算断面图
２．３．２ 不同冲击深度对铁路桥墩横向振幅的影响 公路冲击挖孔桩分别考虑 ０ ｍ、１０ ｍ、２０ ｍ、
（２）基坑支护变形及坑外土体位移监测。 ２．５．２ 监测要求
（１）测量精度：竖向位移观测：±０．５ ｍｍ；水平 位移观测：±１．０ ｍｍ；桥墩固定倾角监测：±２．０〞。
（２）报 警 值 ：基 坑 开 挖 的 监 测 报 警 参 照《建 筑 基坑工程监测技术规范中》（ＧＢ５０４９７－２００９）［４］中监 测报警值确定。
客专桥墩的监测目前尚无相关的规范明确规定 报警值，参考以往类似工程及现行的《高速铁路设计 规范》中桥墩沉降的规定，桥墩沉降预警值 ３ ｍｍ， 累计报警值 ５ ｍｍ。
３ 小结
目前，我国高速铁路处于高速发展期，目前已 有多条高速铁路投入运营。新建工程与既有高速 铁路的交叉处是影响高速铁路运营安全的重要敏 感 点 ，交 叉 点 的 设 计 、施 工 及 运 营 均 非 常 关 键 ，铁 路部门也制定了相应的文件，对工程设计、实施及 管理提出了更高的要求。
２０１４ 年 ５ 月第 ５ 期
城市道桥与防洪
桥梁结构 １１９
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对位置，用 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 四个符号分别代表承台顶部 ４ 个角点，具体如图 ３ 所示。
图 1 平面位置关系图（单位：cm）
2.3 计算模拟 2.3.1 计算模型及说明
选取铁路 ３７１＃ 墩作为计算模型，如图 ２ 所示。 根据该地质断面图，结合工点工程地质条件，以及 计算目的，概化出数值计算模型。模型地层主要包 括 淤 泥 质 粘 土 层 、粉 质 粘 土 、圆 砾 层 、强 风 化 安 山 岩层，以及弱风化安山岩层。计算模型尺寸取为长 ３５ ｍ、宽 ３０ ｍ、高 ７０ ｍ。模型采用三维一致粘弹 性吸收边界，消除冲击成孔时产生的应力波在边 界反射问题，满足计算精度要求。
该项目施工期间，对既有铁路桥墩承台、基坑 支护设置变形监测点。一旦发现异常变形，应立即 停止施工，等分析原因采取措施后再进行施工。同 时根据监测数据，将既有铁路桥的变形控制在可 控范围内。主要监测的内容有：
（１）铁 路 桥 墩 承 台 监 测 ：竖 向 位 移 、水 平 位 移 监测和固定倾角监测。
公路严禁下穿高铁路基地段，对于高架桥地 段，有两种方式穿越：即公路以路基形式或桥梁形 式下穿高铁。路基方式因为路基填方及车辆荷载 直接传递到高铁桩基周围土体，易引发桥墩变形 超限，而桥梁下穿方式使各类结构受力明确，可以 很好地避免此类问题。这两种方案的优缺点比较 如下。 １．１．１ 常规路基穿越方式
（５）道路桥 １３ 号、１４ 号、１５ 号桥梁高度 １．５ ｍ 的 系梁施工开挖采用钢板桩支护，且靠近铁路客专 侧的钢板桩应拔除。承台与坑壁间的空隙采用级 配碎石分层回填夯实后，再拆除基坑围檩结构。为 防止坑底隆起，可对基坑范围内土体进行适当的 土体加固或换填处理。 ２．５ 监测措施 ２．５．１ 监测内容
若无条件采用桥梁形式下穿，建议采用封闭式 路基结构，如常见的 Ｕ 型槽和明洞结构。为了使公 路荷载产生的附加应力不对既有桥墩基础的受力 产生影响，应使底板两端附加应力扩散线不深入 铁路桩基范围，否则可能对桥墩基础受力产生不
收稿日期：２０１４－０１－１２ 作者简介：杨 玫 （1981-），女 ，浙 江 杭 州 人 ，硕 士 ，工 程 师 ，从 事 桥梁工程设计工作。
３０ ｍ、４０ ｍ 处五种冲击。计算这五种情况下冲击 荷载对铁路桥墩横向振幅的影响，来模拟整个成 孔过程中冲击荷载对铁路桥墩的影响程度。
为了方便区分铁路 ３７１＃ 桥墩承台四个角点相
图 5 承台顶面相对沉降 - 时间曲线图
１２０ 桥梁结构
城市道桥与防洪
２０１４ 年 ５ 月第 ５ 期
通过上述分析可得铁路桥梁承台顶部横桥向 振幅为 ０．１３６ ｍｍ，铁路桥梁承台顶部相对沉降最 大值为 ０．０２５ ６ ｍｍ。 铁 路 桥 墩 顶 面 横 桥 向 振 幅 为：Δｙｍａｘ＝Δｙ＋Δｚｍａｘ／Ｌ×Ｈ＝ ０．１３６＋０．０２５６／９．１× １９＝ ０．１８９（ｍｍ）。 ２．３．３ 横桥向振幅安全性分析
图 3 371# 桥墩承台角点相对位置图
根据 ＡＢＡＱＵＳ 计算结果分析出承台 Ａ 点与 Ｄ 点横向位移一致，同样 Ｂ 点与 Ｃ 点横向位移也 非常接近。故只分析一侧数据（Ａ、Ｂ 点）即可，图 ４ 以 ３０ ｍ 处为例列出地表一个冲击过程（６ ｓ）中铁 路桥承台顶横向振幅变化趋势。
图 4 承台顶横桥向位移 - 时间曲线图
（１）墩台均匀沉降： 有砟轨道：３０ ｍｍ； 无砟轨道：２０ ｍｍ； （２）相邻墩台沉降差： 有砟轨道，１５ ｍｍ； 无砟轨道，５ ｍｍ。
２ 工程实例
２．１ 设计条件 某高速公路连接线工程需下穿铁路客运专线，
穿越铁路处为高架桥结构，采用先简支后连续预 制预应力混凝土小箱梁结构，跨径 ２５ ｍ。横向宽度 为 ２４．５ ｍ。道路平面线形为直线，与铁路客专中心 线夹角 ７６°。桥墩采用双柱接盖梁的形式，盖梁及 立柱均采用 Φ１．２ ｍ 钢筋混凝土圆截面结构。
拟穿越处铁路客运专线为双线，平面位于 Ｒ＝ ７ ０００ ｍ 直缓段。桥上轨道结构采用 ＣＲＴＳ－Ⅱ型板 式无砟轨道。影响范围内桥梁均采用跨度 ４０ ｍ 后 张法预应力混凝土简支箱梁，梁长 ４０．６ ｍ，桥梁结 构总宽度 １２．２６ ｍ；墩身采用矩形实体墩。 ２．２ 公铁相对关系（见图 １）
拟建公路桥从铁路客专 ３７０ 号、３７１ 号桥墩之 间通过。因受条件限制，１４＃ 墩位于铁路正下方。道 路边线距离桥墩边线最近为 ４．６５ ｍ，新建公路桥 的桩基承台边至铁路客专承台边最近为 ４．６ ｍ，桩 间距最近为 ５．２３ ｍ。新建桥面距离地面约 １２．８ ｍ， 距离高铁梁底约为 ６ ｍ。
关键词：高速公路；下穿；铁路客运专线
中图分类号：Ｕ ４１２．３６＋６ 文献标识码：Ｂ
文章编号：１００９－７７１６（２０１４）０５－０１１８－０３
１ 概述
随着高速铁路建设的不断发展，越来越多的地 方市政或公路项目需要与高速铁路交叉。根据铁 路相关文件的要求，公路与铁路相交时，应选择公 路下穿铁路方案，目前已经开通运营的高速铁路 大部分采用了无砟轨道和高架桥结构，为保证高 速铁路运营的安全和旅客乘车的舒适度，对下部 结构的沉降要求非常严格。 １．１ 结构形式研究
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｌｏｎｇ Ｓｐａｎ Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃａｐ Ｂｅａｍ !!!!!!!!!! Ｊｉａｎｇ Ｆｕ， Ｈｏｕ Ｙｕｃｈｅｎｇ （１０３） Abstract: Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｔｅｒｒａｉｎ ａｔ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂｒｉｄｇｅ ｆｒｏｍ Ｘｉａｓｈａ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ ｔｏ Ｊｉａｎｇｄｏｎｇ Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ Ｐｒｏｊｅｃｔ ａｒｏｕｎｄ Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｃｉｔｙ， ｔｈｅ ｌｏｎｇ－ｓｐａｎ ｐｒｅ－ｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃａｐ ｂｅａｍ ｐｉｅｒ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｐｉｅｒ ｃｏｌｕｍｎ． Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｃａｐ ｂｅａｍ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｏｐｕｌａｒｉｚｅ ａｎｄ ａｐｐｌｙ ｉｔ． Keywords: lｏｎｇ ｓｐａｎ， ｐｒｅ－ｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃａｐ ｂｅａｍ， ｓｔｒｅｓｓ ａｎａｌｙｓｉｓ
有限元模型中桩土的本构关系，土层的理想 弹塑性模型，以及土工试验报告与实际情况会存
在偏差，计算结果与实际情况产生一定的差异。因 此，仅仅有理论上的分析是不够的，对于新建铁路 桥梁下穿高速铁路桥梁的工程，还应建立完善的 监测方案、监测方法和施工紧急预案，并制定监测 控制指标和监测预警值，确保工程实施中和实施 后高速铁路运营的安全。
对各种冲击深度工况下计算出的铁路桥梁 ３７１＃ 桥墩墩顶横向振幅进行了计算。
冲击深度不同导致桥墩顶面横向振幅有所改变， 当冲击深度为 ０ ｍ 时，墩顶的横向振幅为 ０．２５９ ｍｍ； 当冲击深度为 １０ ｍ 时，墩顶横向振幅增加为 ０．４３０ ｍｍ；在 ２０～４０ ｍ 范围内，随着冲击深度的改变，墩 顶的横向振幅基本保持不变，此时冲击荷载作用 已经逐渐减弱。因此，当前振冲成孔参数下，振动 产生的铁路桥梁横向振幅均小于规范所规定的振 幅通常值，对铁路桥梁安全影响程度较小。 ２．４ 施工措施
（１）为了有效地避免塌孔、扩孔及冲击振动对 既有客专结构带来的不利影响。临近客专的 １３＃、 １４＃、１５＃ 桥墩基础钻孔桩，自地面至淤泥质粘土地 层范围内，均采用钢套筒跟进的形式进行防护。
（２）结合现场实际情况仔细研究调整三个桥墩 钻孔桩泥浆的合理配比，选用不分散、高粘度的水 解 聚 丙 烯 酰 胺 （ＰＨＰ） 泥 浆 ，确 保 钻 孔 桩 成 孔 质 量 ， 避免塌孔，局部偏移等危害。
优点：造价低，施工便捷；缺点：道路荷载易直 接影响铁路桥墩基础，导致桥墩变形超限。 １．１．２ 桥梁穿越方式
优点：施工期及运营期对高铁桥墩桩基影响较 小；缺点：造价高，施工相对复杂。
因此如有条件，道路下穿高铁建议首选桥梁结 构形式，公路桥墩基础应尽量远离高铁桥墩，同时 在施工期间可采取一些有效的措施避免新建桩基 对既有桩基的影响。
１１８ 桥梁结构
城市道桥与防洪
２０１４ 年 ５ 月第 ５ 期
高速公路下穿铁路客专桥设计实例研究
杨玫
（杭州铁路设计院有限责任公司，浙江杭州 ３１０００６）
摘 要：随着高速铁路建设的不断发展，越来越多地方公路项目与高速铁路交叉。该文研究了合理的公路下穿高铁桥梁的结构
形式，并结合典型的工程实例，对道路桥梁下穿客专桥梁进行了数值分析，并提出施工和监测方面的有效措施。
参考文献 ［１］ 孙宗磊．石济客专桥梁下穿京沪高铁沉降影响分析［Ｊ］． 铁道工
程学报，２０１３，（２）：５３－５７． ［２］ 张竹清．城际铁路隧道下穿客运专线铁路桥梁方案设计［Ｊ］．铁
（３） 公路桥面至铁路桥梁底距离 ５．６８３ ｍ，目 前架桥机的最小高度需要 ８ ｍ 左右，故客专下的 梁体不能采用常规的架桥机架设，需要采用吊装 架梁或架桥机改装方案。
（４）新建公路桥施工期间，避免大型机械在客 专桥墩附近扰动，客专桥墩附近禁止堆载，施工中 荷 载 和 挖 土 应 尽 量 在 客 专 桥 墩 两 侧 对 称 布 置 ，以 减少对客专桥墩的影响。钻孔泥浆集中排放，不随 意流淌。
道标准设计，２０１３，（０６）：１１４－１１７． ［３］ ＴＢ １００２０—２００９，高速铁路设计规范（试行）［ｓ］． ［４］ ＧＢ ５０４９７—２００９，建筑基坑工程监测技术规范［ｓ］． ［５］ 曾宪明．重载铁路下穿京沪高铁的路基结构设计研究［Ｊ］． 路基
工程，２０１３，（６）：１６５－１６８．
ｐｌｅ， ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｉｔｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｓｉｓ， ａｎｄ ｃｈｅｃｋｓ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｐｉｅｒ （ｆｉｘｅｄ ｐｉｅｒ） ｂｙ ｔｈｅ ｍｉｄａｓＣｉｖｉｌ ｐｒｏｇｒａｍ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ Urban Bridge Seismic Design Standard （ＣＪＪ １６６－２０１１）． Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｉｄｅａ ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｔａｎｄａｒｄ． Keywords: ｓｅｉｓｍｉｃ， ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ， ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ
利影响。可考虑底板设置桩基，将应力向下传递至 深部地层，或者在 Ｕ 型槽或明洞两端设置隔离桩， 阻止应力横向传递。 １．２ 高速铁路沉降控制要求
根据《高速铁路设计规范》（试行）（ＴＢ１００２０— ２００９）［３］ 及 《高速铁路设计规范条文说明》（试行） （ＴＢ１０６２１—２００９）中，桥梁静定结构桥墩基础工后 沉降量不应超过如下限值：
由于冲击过程中可能导致铁路承台产生不均 匀沉降，这将导致桥梁承台产生一个相对转角，对 桥梁墩顶横向振幅会产生很大影响。因此由于冲 击震动引起承台不均匀沉降也应受到重视。图 ５ 以 ３０ ｍ 处为例列出一个冲击过程（６ ｓ）中铁路桥 梁承台顶面沉降变化趋势。
图 2 计算断面图
２．３．２ 不同冲击深度对铁路桥墩横向振幅的影响 公路冲击挖孔桩分别考虑 ０ ｍ、１０ ｍ、２０ ｍ、
（２）基坑支护变形及坑外土体位移监测。 ２．５．２ 监测要求
（１）测量精度：竖向位移观测：±０．５ ｍｍ；水平 位移观测：±１．０ ｍｍ；桥墩固定倾角监测：±２．０〞。
（２）报 警 值 ：基 坑 开 挖 的 监 测 报 警 参 照《建 筑 基坑工程监测技术规范中》（ＧＢ５０４９７－２００９）［４］中监 测报警值确定。
客专桥墩的监测目前尚无相关的规范明确规定 报警值，参考以往类似工程及现行的《高速铁路设计 规范》中桥墩沉降的规定，桥墩沉降预警值 ３ ｍｍ， 累计报警值 ５ ｍｍ。
３ 小结
目前，我国高速铁路处于高速发展期，目前已 有多条高速铁路投入运营。新建工程与既有高速 铁路的交叉处是影响高速铁路运营安全的重要敏 感 点 ，交 叉 点 的 设 计 、施 工 及 运 营 均 非 常 关 键 ，铁 路部门也制定了相应的文件，对工程设计、实施及 管理提出了更高的要求。
２０１４ 年 ５ 月第 ５ 期
城市道桥与防洪
桥梁结构 １１９
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对位置，用 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 四个符号分别代表承台顶部 ４ 个角点，具体如图 ３ 所示。
图 1 平面位置关系图（单位：cm）
2.3 计算模拟 2.3.1 计算模型及说明
选取铁路 ３７１＃ 墩作为计算模型，如图 ２ 所示。 根据该地质断面图，结合工点工程地质条件，以及 计算目的，概化出数值计算模型。模型地层主要包 括 淤 泥 质 粘 土 层 、粉 质 粘 土 、圆 砾 层 、强 风 化 安 山 岩层，以及弱风化安山岩层。计算模型尺寸取为长 ３５ ｍ、宽 ３０ ｍ、高 ７０ ｍ。模型采用三维一致粘弹 性吸收边界，消除冲击成孔时产生的应力波在边 界反射问题，满足计算精度要求。
该项目施工期间，对既有铁路桥墩承台、基坑 支护设置变形监测点。一旦发现异常变形，应立即 停止施工，等分析原因采取措施后再进行施工。同 时根据监测数据，将既有铁路桥的变形控制在可 控范围内。主要监测的内容有：
（１）铁 路 桥 墩 承 台 监 测 ：竖 向 位 移 、水 平 位 移 监测和固定倾角监测。
公路严禁下穿高铁路基地段，对于高架桥地 段，有两种方式穿越：即公路以路基形式或桥梁形 式下穿高铁。路基方式因为路基填方及车辆荷载 直接传递到高铁桩基周围土体，易引发桥墩变形 超限，而桥梁下穿方式使各类结构受力明确，可以 很好地避免此类问题。这两种方案的优缺点比较 如下。 １．１．１ 常规路基穿越方式
（５）道路桥 １３ 号、１４ 号、１５ 号桥梁高度 １．５ ｍ 的 系梁施工开挖采用钢板桩支护，且靠近铁路客专 侧的钢板桩应拔除。承台与坑壁间的空隙采用级 配碎石分层回填夯实后，再拆除基坑围檩结构。为 防止坑底隆起，可对基坑范围内土体进行适当的 土体加固或换填处理。 ２．５ 监测措施 ２．５．１ 监测内容
若无条件采用桥梁形式下穿，建议采用封闭式 路基结构，如常见的 Ｕ 型槽和明洞结构。为了使公 路荷载产生的附加应力不对既有桥墩基础的受力 产生影响，应使底板两端附加应力扩散线不深入 铁路桩基范围，否则可能对桥墩基础受力产生不
收稿日期：２０１４－０１－１２ 作者简介：杨 玫 （1981-），女 ，浙 江 杭 州 人 ，硕 士 ，工 程 师 ，从 事 桥梁工程设计工作。
３０ ｍ、４０ ｍ 处五种冲击。计算这五种情况下冲击 荷载对铁路桥墩横向振幅的影响，来模拟整个成 孔过程中冲击荷载对铁路桥墩的影响程度。
为了方便区分铁路 ３７１＃ 桥墩承台四个角点相
图 5 承台顶面相对沉降 - 时间曲线图
１２０ 桥梁结构
城市道桥与防洪
２０１４ 年 ５ 月第 ５ 期
通过上述分析可得铁路桥梁承台顶部横桥向 振幅为 ０．１３６ ｍｍ，铁路桥梁承台顶部相对沉降最 大值为 ０．０２５ ６ ｍｍ。 铁 路 桥 墩 顶 面 横 桥 向 振 幅 为：Δｙｍａｘ＝Δｙ＋Δｚｍａｘ／Ｌ×Ｈ＝ ０．１３６＋０．０２５６／９．１× １９＝ ０．１８９（ｍｍ）。 ２．３．３ 横桥向振幅安全性分析
图 3 371# 桥墩承台角点相对位置图
根据 ＡＢＡＱＵＳ 计算结果分析出承台 Ａ 点与 Ｄ 点横向位移一致，同样 Ｂ 点与 Ｃ 点横向位移也 非常接近。故只分析一侧数据（Ａ、Ｂ 点）即可，图 ４ 以 ３０ ｍ 处为例列出地表一个冲击过程（６ ｓ）中铁 路桥承台顶横向振幅变化趋势。
图 4 承台顶横桥向位移 - 时间曲线图
（１）墩台均匀沉降： 有砟轨道：３０ ｍｍ； 无砟轨道：２０ ｍｍ； （２）相邻墩台沉降差： 有砟轨道，１５ ｍｍ； 无砟轨道，５ ｍｍ。
２ 工程实例
２．１ 设计条件 某高速公路连接线工程需下穿铁路客运专线，
穿越铁路处为高架桥结构，采用先简支后连续预 制预应力混凝土小箱梁结构，跨径 ２５ ｍ。横向宽度 为 ２４．５ ｍ。道路平面线形为直线，与铁路客专中心 线夹角 ７６°。桥墩采用双柱接盖梁的形式，盖梁及 立柱均采用 Φ１．２ ｍ 钢筋混凝土圆截面结构。
拟穿越处铁路客运专线为双线，平面位于 Ｒ＝ ７ ０００ ｍ 直缓段。桥上轨道结构采用 ＣＲＴＳ－Ⅱ型板 式无砟轨道。影响范围内桥梁均采用跨度 ４０ ｍ 后 张法预应力混凝土简支箱梁，梁长 ４０．６ ｍ，桥梁结 构总宽度 １２．２６ ｍ；墩身采用矩形实体墩。 ２．２ 公铁相对关系（见图 １）
拟建公路桥从铁路客专 ３７０ 号、３７１ 号桥墩之 间通过。因受条件限制，１４＃ 墩位于铁路正下方。道 路边线距离桥墩边线最近为 ４．６５ ｍ，新建公路桥 的桩基承台边至铁路客专承台边最近为 ４．６ ｍ，桩 间距最近为 ５．２３ ｍ。新建桥面距离地面约 １２．８ ｍ， 距离高铁梁底约为 ６ ｍ。
关键词：高速公路；下穿；铁路客运专线
中图分类号：Ｕ ４１２．３６＋６ 文献标识码：Ｂ
文章编号：１００９－７７１６（２０１４）０５－０１１８－０３
１ 概述
随着高速铁路建设的不断发展，越来越多的地 方市政或公路项目需要与高速铁路交叉。根据铁 路相关文件的要求，公路与铁路相交时，应选择公 路下穿铁路方案，目前已经开通运营的高速铁路 大部分采用了无砟轨道和高架桥结构，为保证高 速铁路运营的安全和旅客乘车的舒适度，对下部 结构的沉降要求非常严格。 １．１ 结构形式研究
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｌｏｎｇ Ｓｐａｎ Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃａｐ Ｂｅａｍ !!!!!!!!!! Ｊｉａｎｇ Ｆｕ， Ｈｏｕ Ｙｕｃｈｅｎｇ （１０３） Abstract: Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｔｅｒｒａｉｎ ａｔ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂｒｉｄｇｅ ｆｒｏｍ Ｘｉａｓｈａ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ ｔｏ Ｊｉａｎｇｄｏｎｇ Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ Ｐｒｏｊｅｃｔ ａｒｏｕｎｄ Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｃｉｔｙ， ｔｈｅ ｌｏｎｇ－ｓｐａｎ ｐｒｅ－ｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃａｐ ｂｅａｍ ｐｉｅｒ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｐｉｅｒ ｃｏｌｕｍｎ． Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｃａｐ ｂｅａｍ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｏｐｕｌａｒｉｚｅ ａｎｄ ａｐｐｌｙ ｉｔ． Keywords: lｏｎｇ ｓｐａｎ， ｐｒｅ－ｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃａｐ ｂｅａｍ， ｓｔｒｅｓｓ ａｎａｌｙｓｉｓ
有限元模型中桩土的本构关系，土层的理想 弹塑性模型，以及土工试验报告与实际情况会存
在偏差，计算结果与实际情况产生一定的差异。因 此，仅仅有理论上的分析是不够的，对于新建铁路 桥梁下穿高速铁路桥梁的工程，还应建立完善的 监测方案、监测方法和施工紧急预案，并制定监测 控制指标和监测预警值，确保工程实施中和实施 后高速铁路运营的安全。
对各种冲击深度工况下计算出的铁路桥梁 ３７１＃ 桥墩墩顶横向振幅进行了计算。
冲击深度不同导致桥墩顶面横向振幅有所改变， 当冲击深度为 ０ ｍ 时，墩顶的横向振幅为 ０．２５９ ｍｍ； 当冲击深度为 １０ ｍ 时，墩顶横向振幅增加为 ０．４３０ ｍｍ；在 ２０～４０ ｍ 范围内，随着冲击深度的改变，墩 顶的横向振幅基本保持不变，此时冲击荷载作用 已经逐渐减弱。因此，当前振冲成孔参数下，振动 产生的铁路桥梁横向振幅均小于规范所规定的振 幅通常值，对铁路桥梁安全影响程度较小。 ２．４ 施工措施
（１）为了有效地避免塌孔、扩孔及冲击振动对 既有客专结构带来的不利影响。临近客专的 １３＃、 １４＃、１５＃ 桥墩基础钻孔桩，自地面至淤泥质粘土地 层范围内，均采用钢套筒跟进的形式进行防护。
（２）结合现场实际情况仔细研究调整三个桥墩 钻孔桩泥浆的合理配比，选用不分散、高粘度的水 解 聚 丙 烯 酰 胺 （ＰＨＰ） 泥 浆 ，确 保 钻 孔 桩 成 孔 质 量 ， 避免塌孔，局部偏移等危害。
优点：造价低，施工便捷；缺点：道路荷载易直 接影响铁路桥墩基础，导致桥墩变形超限。 １．１．２ 桥梁穿越方式
优点：施工期及运营期对高铁桥墩桩基影响较 小；缺点：造价高，施工相对复杂。
因此如有条件，道路下穿高铁建议首选桥梁结 构形式，公路桥墩基础应尽量远离高铁桥墩，同时 在施工期间可采取一些有效的措施避免新建桩基 对既有桩基的影响。
１１８ 桥梁结构
城市道桥与防洪
２０１４ 年 ５ 月第 ５ 期
高速公路下穿铁路客专桥设计实例研究
杨玫
（杭州铁路设计院有限责任公司，浙江杭州 ３１０００６）
摘 要：随着高速铁路建设的不断发展，越来越多地方公路项目与高速铁路交叉。该文研究了合理的公路下穿高铁桥梁的结构
形式，并结合典型的工程实例，对道路桥梁下穿客专桥梁进行了数值分析，并提出施工和监测方面的有效措施。