□ 陳迎果

1 概況

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，鐵路、公路路網(wǎng)及城市道路的建設(shè)規(guī)模也在不斷擴大，除去部分交通流量較小的公路交叉部位可采用平交形式處理外，其他大部分交叉部位必須采用立交形式進行處理。采用立交形式跨越既有線有下穿和上跨兩種方式。在既有線路上方跨越的橋梁又可以簡稱為跨線橋，依據(jù)上下層線路之間交通是否獨立通行劃分為分離式和互通式。

在鐵路方面，國家鐵路主管部門在關(guān)于鐵路工程設(shè)計線路交叉跨越的規(guī)定中明確要求：“鐵路與鐵路交叉跨越，應(yīng)按‘客運鐵路上跨貨運鐵路（含客貨共線鐵路）’的原則進行或預(yù)留上跨條件；高速鐵路（含客運專線鐵路及城際鐵路）與公路交叉跨越，應(yīng)按‘鐵路優(yōu)先上跨公路’的原則進行?！盵1]

在高速公路方面，我國自20世紀80年代開始修建高速公路以來，截止到2019年底高速公路總通車里程已達14萬km。由此特性決定，高速公路與其他道路相交處必須采用分離式或互通式跨線橋。

在城市道路方面，為滿足城市建設(shè)發(fā)展和交通需要，許多大中城市在交通要道、高速公路、鐵路上方均陸續(xù)興建一大批跨線橋，使兩條交叉道路的直行車輛暢通無阻。從當前鐵路、公路、城市道路的發(fā)展趨勢來看，跨線橋建造必將出現(xiàn)一個飛躍式發(fā)展。

2 適宜大跨度跨線橋的橋型及施工方法

2.1 跨線橋設(shè)計的基本原則

2.1.1 選線和路線設(shè)計的一般原則

兩條線路相交，可以分為兩類情況：第一類是已有一條舊線，新選線與舊線相交；第二類是兩條都是新線，相互相交。本文主要考慮第一種情況，新線跨越既有線路的情況。考慮多方面的因素并提出多個方案，綜合比較，得出最有利的相交方案[2]。選線和路線設(shè)計的一般原則如下。

（1）合理利用地形，正確選用技術(shù)指標，對新建線路平、縱、橫3個方面綜合考慮，做到平面順適、縱坡均衡、橫面合理，同時也使跨線的橋梁布向便利，設(shè)計施工簡易。

（2）確保跨線工程建成后新舊線路通行順暢，營運安全。

（3）當符合技術(shù)標準的質(zhì)量要求時，整個跨線橋工程總體造價經(jīng)濟合理。

（4）當與舊線相交時，應(yīng)注意將新線施工過程對舊線交通的干擾減至最小。

2.1.2 跨線點的選定

跨線點即是兩條相交道路的相交點，也是跨線橋的橋位，應(yīng)慎重選定。在與一些原有的重要道路的相交點應(yīng)作為新線定線的控制點以求順利交會，跨線點選定應(yīng)考慮。

（1）最好上、下兩線皆在平坡、直線段交叉，這種情況下交叉工程最簡單經(jīng)濟。

（2）丘陵地區(qū)上跨線宜利用地形地勢在下穿線穿過山崗的路塹處跨線，最為便利經(jīng)濟。

（3）平原地區(qū)無路塹可資利用時，宜選擇在下穿路基標高最低處跨線。

2.1.3 兩線交叉的角度

最好上、下兩線都互相正交，如必須斜交時，交角宜大于45°。斜交的缺點：一是跨線橋長度較正交增長cscθ，θ為兩線交角；二是斜橋設(shè)計施工較難，造價較高；三是車行通過斜交時會使駕駛員產(chǎn)生不適感，存在引發(fā)事故的潛在危險。

2.1.4 橋下凈空

橋下凈寬度，即跨線橋孔的長度，必須跨過下穿線的路基和兩側(cè)邊溝，再加兩端適當長度，以確保視距通達。使高速通過車輛的駕駛員感到視野正常，不引起狹窄閉塞之感。

2.1.5 上跨線縱坡

平原地區(qū)兩線相交，一般情況上跨線從原地升坡跨線，然后降坡回到原地，因而必須確定上跨線的合理縱坡。反之，如果一線原有路堤較高，另線擬下穿該線，則須確定下穿線的合理縱坡。采用縱坡的大小應(yīng)由上跨線或下穿線本身的性質(zhì)、等級來確定。如采用縱坡較大，則可縮短上跨或下穿路線的長度，需注意跨線橋的長度基本是固定的，縱坡大小只能影響兩頭接線路基路面的長度，對整個跨線工程的總造價影響較小。一條上跨或下穿線最少有一處多則兩處縱坡變換，需設(shè)置豎曲線。坡差越大，豎曲線越長，如進入橋梁范圍，將給橋梁設(shè)計施工帶來不便，尤其在以曲線相互交叉的情況下。坡度越大，越不利于行車安全，尤其在冰雪地區(qū)。因此，除了個別立交工程的匝道在地形、地物限制的條件下，因布局困難，不得不采用較大的縱坡外，建議采用坡度較小的設(shè)計方案。

2.2 適宜大跨度跨線橋的結(jié)構(gòu)形式及特點

跨線橋上部結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)形式有板梁、T梁、連續(xù)梁、剛構(gòu)（含斜腿鋼構(gòu)）、鋼橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋等。其中板梁、T梁、剛構(gòu)橋中的門式剛構(gòu)及斜腿剛構(gòu)，又有跨度限制，只適用于中、小跨度橋；而懸索橋在跨大江、大河更有優(yōu)勢。連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)、鋼橋、拱橋、斜拉橋在大跨度跨線橋上得到大量應(yīng)用，這幾種橋型是適宜大跨度跨線橋的基本橋型。

2.3 適宜跨線橋的施工方法

依據(jù)跨線橋橋型、梁型分類，跨線橋施工方法有預(yù)制安裝法、現(xiàn)澆法、懸臂施工法、頂推施工法、轉(zhuǎn)體施工法等多種施工方法，但這幾種施工方法各有特點、各有千秋，詳見表1。

表1 跨線橋常用橋型及施工方法

大跨度上跨橋的施工方法根據(jù)各種條件和因素很難得到一個固定的方式，但就其類別而言，各種方法都有它的技術(shù)特點，我們可以根據(jù)實際情況選擇適宜的施工方法[3]。

由于施工與橋梁設(shè)計、結(jié)構(gòu)選型有著密切的關(guān)系，并對經(jīng)濟和工期的影響也愈來愈顯著，因此要在實踐中不斷地完善和發(fā)展。

3 我國大跨度跨線橋建造的現(xiàn)狀

根據(jù)既有公路線路（含市政道路）和鐵路線路的不同特點，新建跨線橋采取的方式也會有所不同，按公路跨越公路、鐵路跨越公路[4]、公路跨越鐵路、鐵路跨越鐵路4個類別分別介紹國內(nèi)跨線橋建造的現(xiàn)狀，下面列舉了近年來的工程典型實例。

3.1 公路跨越公路

3.1.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁

蘇州市東方大道跨蘇嘉杭特大橋?qū)儆谔K州市吳中區(qū)東方大道新建工程，跨越蘇嘉杭高速公路。橋位與高速公路斜交75°，跨路主橋結(jié)構(gòu)為50m+80m+50m的三跨三向預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，單箱三室變高箱型斷面，頂面寬26.5m，底板寬19m。

為了不影響蘇嘉杭高速公路的正常通車，施工中主橋采用轉(zhuǎn)體法施工。在高速公路兩側(cè)搭設(shè)支架，對2個單T構(gòu)進行分段現(xiàn)澆，然后轉(zhuǎn)體75°。在完成邊跨現(xiàn)澆段和邊跨合攏、體系轉(zhuǎn)化后，進行中跨合攏。轉(zhuǎn)體部分兩臂總長77m，合攏段長3m，單T重量7788t。

3.1.2 連續(xù)鋼箱梁

蘇州市人民路跨越滬寧高速公路主橋采用40m+60m+40m連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)。箱梁左右兩幅分置，橋面總寬度34m，采用頂推法分幅進行施工，一次頂推到位，不進行分次頂推，每幅鋼箱梁頂推部分重量約600t。

3.1.3 鋼桁梁

南京市地鐵配套公路跨繞城高速公路采用鋼桁梁結(jié)構(gòu)，全橋長59.96m，結(jié)構(gòu)高10m，總重約330t。根據(jù)南京市繞城高速公路車流量大、無法封閉及鋼梁結(jié)構(gòu)型式的特點，最終采用頂推法進行施工。

3.2 鐵路跨越公路

3.2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁

京津城際跨越北京市五環(huán)路主路及輔路，主橋采用80m+128m+80m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，位于直線及+4‰的坡道上。為了降低施工對五環(huán)路交通的影響，也為減少施工對地下密布管線的影響，連續(xù)梁采用懸臂現(xiàn)澆的方式進行施工。

3.2.2 鋼桁梁

京津城際鐵路跨越北京市二環(huán)路，采用一座跨度96m的鋼桁梁，與二環(huán)主路夾角為37.37°。二環(huán)路交通繁忙，是北京市的主要交通干道，工程采用頂推法進行施工，鋼梁在拼裝場地全部拼裝完成后，一次完成鋼桁梁的頂推施工[5]。

3.3 公路跨越鐵路

3.3.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁

長安高速公路跨邯長鐵路微子公鐵立交橋與既有邯長鐵路相交角度為69.6°，主橋采用72m+120m+72m單箱雙室斜腹板混凝土連續(xù)梁，采用轉(zhuǎn)體法施工，轉(zhuǎn)體重量12300t。

3.3.2 連續(xù)鋼箱梁

北京市通惠河北路是一條連接二環(huán)至東四環(huán)的城市快速路，跨越北京內(nèi)燃機務(wù)段，所跨鐵路包括車輛整備停留線、預(yù)留京哈客運專線、京秦線、京山京秦聯(lián)絡(luò)線、檢修線、客車到發(fā)線及機車走行線等25股鐵道線路，并跨越通惠河。主橋為三聯(lián)連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，孔跨布置為（35+37.5+37.5+35）m+（53.5+65+65+51.5+24）m+（62.5+70+62.5）m，鋼箱梁總重6000t。主橋采用多點頂推法進行施工，分別在主橋兩端設(shè)置拼裝場地，邊拼裝邊頂推，直至最終合攏。工程因地形條件等因素限制，采取邊拼裝邊頂推的方式，這種方式的缺點是整個頂推作業(yè)時間較長，對鐵路影響時間較長。

3.4 鐵路跨越鐵路

3.4.1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁

京石客專滹沱河大橋在柳辛莊車站東側(cè)跨越京廣鐵路，與京廣鐵路交角28°，其中80.6m+128m+80.6m連續(xù)梁，采用轉(zhuǎn)體法進行施工，轉(zhuǎn)體重量12000t。

3.4.2 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁

新建衡茶吉鐵路上跨武廣客運專線特大橋，線路平面位于曲線上，墩高近40m，采用1m～48m上跨武廣客運專線，箱梁采用支架現(xiàn)澆，頂推法施工。簡支箱梁梁長48.6m，梁高4m，頂推重力9720kN，頂推跨度48m，頂推距離73.5 m。

3.5 發(fā)展現(xiàn)狀小結(jié)

按公路跨越公路、鐵路跨越公路、公路跨越鐵路、鐵路跨越鐵路4個類別不同的特點，從橋型、梁型、施工方法角度，對國內(nèi)大跨度跨線橋建造現(xiàn)狀進行分析。依據(jù)既有線路所處的地形地理條件、規(guī)模標準、結(jié)構(gòu)型式等條件，新建線路采取的上跨橋的橋型主要有混凝土連續(xù)梁橋、鋼橋、剛構(gòu)橋、拱橋、斜拉橋等。

4 大跨度跨線橋主要施工方法介紹

結(jié)合以上現(xiàn)狀分析，在不中斷交通條件下，大跨度跨線橋主要施工方法有轉(zhuǎn)體施工法和頂推施工法兩種。

4.1 轉(zhuǎn)體施工法

轉(zhuǎn)體施工法是指將橋梁結(jié)構(gòu)在與設(shè)計軸線有一定夾角的位置澆筑或拼裝完成后，利用球鉸或滑道作為轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)，將在既有線路上方的作業(yè)轉(zhuǎn)化為岸上或近地面的作業(yè)，將非設(shè)計軸線處澆筑或拼裝的橋梁結(jié)構(gòu)整體施工到位[3]。

轉(zhuǎn)體施工法可以從不同的角度進行分類。依據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體方向劃分成豎轉(zhuǎn)法、平轉(zhuǎn)法以及平豎結(jié)合法；依據(jù)是否設(shè)置平衡重劃分成有平衡重法和無平衡重法；依據(jù)轉(zhuǎn)盤支撐部位劃分成環(huán)道支撐法、軸心支撐法和環(huán)道輔助支撐法；依據(jù)中心轉(zhuǎn)盤形式劃分成平板鉸法和球鉸法[6]。

4.2 頂推施工法

頂推法的構(gòu)思來源于鋼橋的縱向拖拉施工法，是鋼橋拖拉法架設(shè)原理的應(yīng)用，其中不同的是滑動和施力裝置的不同。當前頂推法逐步使用自動連續(xù)千斤頂代替了卷揚機，使用四氟乙烯板式滑動摩擦取代了滾筒滾動摩擦。

按梁體結(jié)構(gòu)型式可分為預(yù)應(yīng)力混凝土梁、鋼箱梁[7]、鋼桁梁，近年來隨著橋梁事業(yè)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土梁又可細分為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁、拱—梁組合結(jié)構(gòu)、斜拉橋等；從頂推方向上，可分為單向頂推和雙向頂推；從頂推動力裝置的多少上，可分為單點頂推和多點頂推。其中以預(yù)應(yīng)力混凝土梁、單向、多點頂推應(yīng)用最多，也最復(fù)雜[8]。

5 結(jié)論與展望

通過對大跨度跨線橋建造進行系統(tǒng)的理論總結(jié)，對近年來國內(nèi)大跨度跨線橋?qū)嵗?、現(xiàn)有施工方法進行分析，得出如下結(jié)論。

（1）隨著國內(nèi)城市規(guī)模不斷擴大，城市規(guī)劃、路網(wǎng)、地鐵輕軌不斷向外延伸，而原有的鐵路、公路網(wǎng)也將進一步完善，這必然帶來了大量的線路交叉跨越。

（2）采用立交形式跨越既有線有下穿和上跨兩種方式?？紤]到當前高鐵、軌道交通對路基沉降的要求越來越高，下穿式跨越方式從工期成本上均受到更多的限制。在城市中修建下穿式地道橋時，多因拆遷地下管線較多，附屬工程量大，導(dǎo)致造價較高。從發(fā)展趨勢來看，將來上跨式跨線橋?qū)絹碓蕉唷?/p>

（3）大跨度跨線橋主要有連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)、鋼橋、拱橋、斜拉橋等橋型，可采用預(yù)制安裝法、就地澆筑法、懸臂施工法、頂推施工法、轉(zhuǎn)體施工法等多種方法進行施工。其中轉(zhuǎn)體施工法和頂推施工法均具有在既有線路上方作業(yè)時間短、安全快捷、對既有線路交通干擾少等特點，廣泛適用于大跨度跨線橋的施工。