摘 要: 研究目的: 沪宁高速公路是重要的交通动脉，无锡地铁 1 号线跨沪宁高速公路桥梁方案的设计要综合考虑桥梁的功能、景观、车辆通行等因素; 同时，还要考虑桥梁跨越沪宁高速公路的可行性。作为无锡市的重点工程，选择一个切实可行的方案具有较好的社会效益和经济效益。

研究结论: 文章分析了钢箱梁、连续梁、钢桁梁 3 种桥型的优缺点，从施工难度、对交通的影响、工程造价等方面对比各方案的优劣，确定了转体施工连续梁是最适合本项目的桥跨型式。该方案满足线路的使用条件，对交通的影响较小，造价较低，施工简单，后期养护维修费用少，具有较好的社会效益和经济效益。

关键词: 地铁; 沪宁高速公路; 钢箱梁; 连续梁; 钢桁梁

 

      无锡地铁 1 号线在里程 AK 3 +095 ～ AK 3 + 143处跨越沪宁高速公路，跨越路段位于无锡北互通与无锡枢纽之间，如图 1 所示。沪宁高速公路路面布置为双向八车道，路面全宽 42． 5 m。

      沪宁高速与地铁 1 号线正线成 67°斜交。沪宁高速公路在该段地基采用水泥搅拌桩处理，路缘处理范围为坡角外 1． 2 m，如果避开软基处理范围，桥梁跨径需 80 m。

      地铁 1 号线西漳车辆段出段线也要跨越沪宁高速，在沪宁高速中分带处与正线距离约 70 m，出段线位于半径 200 m 的曲线上。

 

      西漳车辆段出段线高架由南向北跨越沪宁高速后落地，根据推荐的车辆段方案，落地距离仅 318m，落地高程 4． 6m，由于落地距离短，落地高差大，桥型的选择对线形的影响较大。

      各种桥型中，钢桁架建筑高度最矮，小跨径等截面箱梁居中，大跨变截面连续梁建筑高度最高。三种桥型对线路的影响如表 1 所示。

      通过分析可以看出钢桁架方案线路的纵坡最小，连续梁方案线路纵坡最大，根据规范相关条款要求“5． 3． 1 正线最大纵坡不宜大于 30‰，困难地段可采用 35 ‰，联络线、出入段线的最大纵坡不宜大于 40‰”，从分析结果可以看出三个方案均满足设计要求。

      高架桥梁跨越沪宁高速可采用一孔跨越，中分带不设桥墩的形式，也有采用中分带立一桥墩，双孔跨越的形式。中分带设桥墩的方案需要在施工期间封闭左右幅各一车道，对沪宁服务水平造成一定影响。

      沪宁高速公路为双向八车道，根据调查，沪宁高速公路无锡东互通 ～ 硕放枢纽段为二级服务水平，如表 2所示。

      在桥址附近有许多桥梁跨越沪宁高速公路，施工方法多为顶推施工或者转体施工，沪宁高速公路中央分隔带一般不设桥墩，如表 3 所示。

      跨越沪宁高速的桥梁方案还须重点考虑以下四个因素:

      ( 1) 沪宁高速作为重要的交通动脉，桥梁的施工应尽量不干扰其正常通行，同时亦应有可靠的安全保障;

      ( 2) 在沪宁高速中分带内设立永久墩利弊兼有，须进行综合权衡;

      ( 3) 桥梁型式的选择在满足功能要求的同时还应顾及经济性;

      ( 4) 桥梁方案的可行性要经沪宁高速公路公司批准。

 

      2 － 40 m 钢箱梁跨越沪宁高速，在中分带设墩，箱梁高 2． 2 m，钻孔灌注桩，采用顶推法施工^［3］，桥型布置如图 2 所示。

      施工过程中有两个节点需对沪宁高速进行交通组织:

      ( 1) 在沪宁中分带内施工桩基与墩柱，封闭左、右幅超车道 45 d，保证六车道通行;

      ( 2) 在沪宁中分带内设置临时墩，封闭左、右幅超车道 3 d，征用紧急停车带，保证八车道通行。

      施工阶段累计影响沪宁交通 48 d。

      采用该方案，桥梁上部结构顶推施工期间对沪宁高速的交通影响不大，不需封闭车道; 箱梁高度 2． 2m，建筑高度较连续梁矮; 钢结构节段可工厂化生产，质量容易保证。但是中分带设墩期间需封闭超车道; 为满足线路纵向刚度要求，纵向需设置双排桩，中分带需设承台，需开挖高速公路路基，承台容易造成路面不均匀沉降，带来安全隐患; 钢箱梁运营期间需定期检修( 一年一次) 、涂装( 十年一次) ，涂装期间须封闭相关车道; 桥梁造价较高。

      ( 50 +80 +50) m 三跨变截面预应力混凝土连续梁方案，主孔跨越沪宁高速，支点处梁高取 4． 8 m，跨中梁高取 2． 4 m。采用转体施工，转体重量约 3 000 t。桥型布置如图 3 所示。

      转体期间不用中断交通，需设限速标志。在拆除中跨合拢段挂篮期间，为确保安全，选择于夜间交通量较小时段封闭左、右幅各 1 个车道 5 h，六车道通行。

      采用本方案不需在沪宁中分带内设墩，不占用场地进行施工; 桥梁结构刚度大，线形与两侧标准跨衔接顺畅; 桥梁施工期间对沪宁高速的交通运营影响较小;混凝土结构后期基本不需养护; 工程全寿命周期成本低。但是控制点梁高 3． 28 m，建筑高度较钢箱梁方案高^{［2，7，8］}。

      1 － 80 m 钢桁架顶推方案，主孔跨越沪宁高速，钢桁架建筑高度仅 1． 45 m，顶推施工需在路中绿化带设一临时墩^［3］，桥型布置如图 4 所示。

      跨中绿化带搭设及拆除临时支架各需3 d，需临时封闭左右幅个一个车道，影响交通 6 d。

      采用本方案正线和出段线可同时施工，绿化带不设墩; 钢结构安全性和耐久性好。但是钢结构需定期检修和涂装，涂装期间对沪宁高速影响大; 出段线位于小曲线半径上，桥梁需加宽，造成一定浪费。

      三种可行方案综合比较如表 4 所示，通过比较可知，方案理论上均可行，对线路方面影响主要为西漳车辆段出段线纵坡，西漳车辆段出段线落地高差大，线路短，纵坡控制严格。由于线路落地高差大，三个方案的线路纵坡差值较小( 纵坡差值仅为 3‰) ，即对线路影响较小，而路中立墩方案对沪宁高速影响时间较长，路中开挖承台的可实施性较小，钢箱梁方案及钢桁架方案建安费较高，运营中养护工作量较连续梁大，全寿命周期成本高^{［1，3 －6］}。以上方案上报沪宁高速公路公司后，沪宁高速公路公司建议采用连续梁转体施工方案。

      经综合比较，转体施工箱梁的方案在对沪宁交通的影响、施工过程的安全性、经济性三个方面占有较大优势。虽然路线纵坡略较钢箱梁和钢桁架方案大，但考虑到对沪宁交通运营的影响较小和施工安全度较高的因素，以及近年来多座跨沪宁高速的桥梁以此方案的成功实施，将连续梁转体施工方案作为推荐方案。

      钢箱梁方案建筑高度较其它方案略低，但由于落地高差较大，对路线纵坡无较大改观，对纵坡影响不到3‰。而绿化带中需设置承台及桥墩，施工期间对高速公路影响时间长，交通组织难度大，且承台设置容易造成沪宁高速路基的不均匀沉降，对行车造成一定安全隐患，故不推荐采用次方案。

      钢桁架方案建筑高度最矮，线路条件最好，但其造价高，需每年检修，检修及涂装期间对沪宁高速交通有一定影响，故不推荐采用钢桁架方案。

      综合以上比较，推荐采用连续梁转体施工方案。