- 京沪高速铁路建设总结◎技术卷
- 《京沪高速铁路建设总结》编写组
- 2530字
- 2021-03-23 13:10:42
第八节 丹阳至昆山特大桥
京沪高速铁路从丹阳以东进入苏南平原,沿途经过丹阳、常州、无锡、苏州、昆山等经济发达地区,区段内公路、河道密布,共有河道258条,相交等级道路162条,两次跨越既有沪宁铁路,平均每公里线路交叉道路及河道高达2.7处(扣除阳澄湖湖区5.9km)。因此,京沪高速铁路自丹阳北站东侧至昆山试验段前(DK1112+722.96~DK1276+505.97)全部采用高架桥梁通过,桥梁全长164.851km,是京沪高速铁路全线最长的桥梁。
一、桥式布置
丹阳至昆山特大桥分为九曲河桥段、常州西桥段、常州高速站桥段、常州东桥段、常锡澄桥段、无锡西桥段、无锡高速站桥段、无锡东桥段、苏州西桥段、苏州高速站桥段、阳澄湖桥段、昆山高速站桥段及昆山东桥段等13个桥段。除常州北、无锡东、苏州北、昆山南四个高速站桥段外,约150km正线桥梁的孔跨布置以32m简支箱梁为主,连续梁、系杆拱、连续梁拱等特殊结构主要用于跨越等级道路、航道以及防洪要求较高的河道,24m简支箱梁用于孔跨调整。高架站道岔区为满足道岔对梁部结构的要求,采用6×32m连续梁及4×32m异形连续梁等,车站到发线采用简支箱梁。
全桥共有连续梁拱、系杆拱、连续梁等特殊结构139处,其中连续梁88处、道岔区连续梁41处、系杆拱9处、连续梁拱1处。主要桥跨组合为:(70+136+70)m连续梁拱跨越娄江,128m提篮拱跨越常州西二环立交,112m提篮拱跨越常州龙虎塘立交,96m系杆拱跨越122省道、德胜河、星华公路、锡澄运河、锡北运河、锡十一圩及青阳港,(48+2×80+48)m连续梁跨越锡澄高速、望虞河及双阳路,(32+40+72+40+32)m道岔区连续梁跨越柏庐路,(32+40+64+40+32)m道岔区连续梁跨越澄阳路,(40+2×56+40)m连续梁跨越暨南大道等。
二、主要桥跨设计
1.(70+136+70)m连续梁拱桥
丹阳至昆山特大桥在DK1253+579和DK1253+675处分别跨越昆山市的震川西路(老312国道)及娄江,线路与道路及河道斜交35.3°角。娄江为Ⅴ级航道,最高通航水位为1.85m,通航净空为50m×5.5m。娄江西侧为震川西路,路面宽度为17m,是连接苏州市区与昆山市玉山镇的主要通道。为满足道路及航道的通行要求,主桥采用(70+136+70)m连续梁拱结构(图4.2.37),136m主跨跨越娄江,西侧70m边跨跨越震川西路。
图4.2.37 娄江(70+136+70)m连续梁拱桥
(70+136+70)m连续梁拱主梁采用C55三向预应力混凝土结构,单箱双室变高度箱形截面。箱梁顶宽14.4m,直腹板,梁高按圆曲线变化,跨中及边支点处梁高4.0m,中支点处梁高7.5m。拱肋计算跨度为136.0m,矢高27.2m,矢跨比为1/5,拱轴线采用二次抛物线。拱肋为等高度哑铃形截面钢管混凝土结构,截面高度为2.8m,弦管及缀板均采用Q345qD钢,内填C55微膨胀混凝土。全桥共设14对吊杆,吊杆顺桥向间距为8m。吊杆上端穿过拱肋,锚于拱肋上缘张拉底座,下端锚于吊点横梁下缘固定底座。
2.128m提篮拱桥
丹阳至昆山特大桥在DK1142+305处跨越常州市西北的沪宁高速公路西二环互通,桥轴线与互通主桥的交角为74.0°,为满足道路立交要求,桥梁主跨需大于120m。桥梁工点位于常州高速站西侧,为尽量降低轨面高程,主桥采用1-128m尼尔森体系提篮式系杆拱结构(图4.2.38)。
图4.2.38 1×128m提篮拱桥(单位:m)
128m提篮拱的主梁(系梁)全长132m,为单箱三室预应力混凝土结构,梁高2.5m,梁宽17.8m,顶、底板及中腹厚30cm,边腹板厚35cm。吊点处设横梁,横梁厚度为0.4~0.6m,中间设进人孔。
拱肋为钢管混凝土结构,内倾角为9°,两拱肋拱顶中心距为7.846m,拱脚中心距为16.2m,呈提篮状。拱肋计算跨长128m,矢高25.6m,矢跨比为1/5,拱轴线为悬链线。拱肋为等截面哑铃形,截面高3.4m,上、下钢管直径为1.2m,壁厚18mm。
吊杆采用127根ф7mm的平行钢丝束,冷铸镦头锚,双层PE防护,吊点纵向间距为8m。吊杆斜向交叉布置(尼尔森体系)。
3.96m系杆拱桥
根据高等级道路立交及航道通航要求,丹阳至昆山特大桥共设置7处1-96m系杆拱桥(图4.2.39)。
图4.2.39 1×96m系杆拱结构(单位:m)
96m系杆拱的主梁(系梁)全长100m,为单箱三室预应力混凝土结构,梁高2.5m,梁宽17.1m,顶板、底板、腹板和横梁的厚度与128m提篮拱桥相同。吊杆材料、截面、间距及布置同128m提篮拱桥。
拱肋为钢管混凝土结构,两片拱肋竖向平行,中心距为16.2m。拱肋计算跨长96m,矢高19.2m,矢跨比为1/5,拱轴线为悬链线。拱肋为等截面哑铃形,截面高3.0m,上、下钢管直径为1.0m,壁厚16mm。
96m系杆拱桥在丹阳跨122省道、在常州跨德胜河及在苏州跨星华公路时采用“先梁后拱”法施工,在无锡跨锡澄运河、锡北运河、锡十一圩及在苏州跨青阳港时采用“先拱后梁”法施工。采用“先拱后梁”法施工时,需要设置体外系杆,体外系杆由16根19-7ф5mm环氧钢绞线组成,每根系杆均采用PE外包防护,在主梁梁端两侧设系杆锚固箱。
4.(48+2×80+48)m连续梁
丹阳至昆山特大桥在DK1217+270处跨越望虞河,在DK1241+681处跨越双阳路。望虞河是太湖的主要泄洪河道,亦为Ⅴ级航道,根据防洪评价及通航要求,设置(48+2×80+48)m连续梁。双阳路位于苏州工业园区,紧邻阳澄湖,由于线路与道路斜交,经方案比较并征求苏州工业园区意见,采用(48+2×80+48)m连续梁。
(48+2×80+48)m预应力混凝土连续梁采用变高度箱形截面,中支点处梁高6.65m,跨中及边跨梁端处梁高3.85m,梁体下缘除中跨合龙段2m和边跨端部为直线段外,其余均按圆曲线变化。箱梁顶宽12.0m,底宽6.7m,顶板厚40cm(截面中心线处),底板厚42~77.2cm,腹板厚45~85cm,在端支点、中支点及跨中设横隔板。梁体采用C50混凝土,设三向预应力,纵向及横向预应力钢束采用高强度低松弛钢绞线,竖向预应力采用ф25mm粗螺纹钢筋。
5.苏州北高架站桥
苏州北站站场规模为两台六线,设有两个岛式站台,站台宽度为12m,长度为450m。站内共布置六股道,其中正线两股、到发线四股。苏州北站为高架车站,轨道及站台均布置在桥上,站厅布置在桥梁下方,雨棚柱设置在桥墩上。
苏州北站高架站基本采用“桥—建分离”的结构形式,站房结构与桥梁梁部分离。为了满足车站建筑、功能、布局的要求,有少部分站房结构支承在到发线桥梁的桥墩上。
站台范围的桥梁孔跨布置为“2-24m简支箱梁+11-32m简支箱梁+2-24m简支箱梁”。横向分成独立的五幅桥,从左至右(图4.2.40)依次为5号到发线桥、3号到发线桥、高速正线桥、4号到发线桥和6号到发线桥。到发线桥为单线桥,高速正线桥为双线桥,每幅桥的梁部、桥墩、基础均相互独立。梁部采用单箱单室等高度箱梁,桥墩采用变截面矩形实体墩,基础为桩基础。正线箱梁上铺设Ⅱ型板式无砟轨道,到发线箱梁上铺设双块式无砟轨道。
图4.2.40 苏州北高架站
站台梁采用钢筋混凝土结构,支承在其两侧的到发线梁上。高架站两端咽喉区桥梁设计见本章第七节相关内容。