金山铁路22号线最新时刻表

金山铁路22号线最新时刻表

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上海金山铁路桥梁设计

张池权

【摘要】Thispaperpresentedthegeneralprincipleoftheexistingbridge

utilization,strengtheningandreconstructionofShangHai-JinShandistrict

railway,introducedthelowheightstructuredesignmethodsofportal

pier,eccentricbridgepier,u-shapedbeam,andthroughsteeltruss

bridge,andstudiedthenewtechnologyofwholeorthogonalsteel

ballasteddeckwithdenselycoveredtransversegirders,newlightquality

underlaymentmaterialofbridgedeckwithMMA+CAP,theswingmethod

ofsimplesupportedbeamandthrustconstructionwithouttemporary

beam,whichcouldprovideareferenceforotherexistingrailwayline

reconstructionprojects.%简要介绍上海金山铁路改造项目中既有桥利用、

加固、改建的原则和门式墩、“歪脖子”墩、槽形梁、下承式钢桁梁等低高度结构

的设计。根据金山铁路的技术特点，研究采用了“密布横梁体系钢正交异性板道砟

整体桥面”新技术、“MMA+CAP”桥面轻质垫层体系新材料、“简支梁平面转

体”和“框架桥无便梁顶进”新工艺，以期为其它既有线改造项目提供有益的借鉴。

【期刊名称】《铁道建筑》

【年(卷),期】2013(000)003

【总页数】4页(P25-28)

【关键词】上海金山铁路;低高度;转体;无便梁顶进;桥梁设计

【作者】张池权

【作者单位】中铁第四勘测设计院集团有限公司，湖北武汉430063

【正文语种】中文

【中图分类】U442.5+3

1工程概述

上海金山铁路从上海南站引出至金山客站，全长58km，途经上海市徐汇、闵行、

松江、金山四个区，共设上海南、莘庄、春申、新桥、车墩、叶榭、亭林、阮巷、

金山等9个车站，建成后将成为上海市中心城区连接金山区的一条快速铁路(轨道

交通22号线)［1］。工程分为3段:上海南至莘庄段暂利用既有线;莘庄至新桥段

增建三、四线;新闵支线、金山支线既有线改造及增建二线。

2主要技术标准

1)铁路等级:Ⅰ级。

2)正线数:上海南至新桥四线，新桥至金山双线。

3)速度目标值:旅客列车最高行车速度160km/h。

4)最小曲线半径:一般地段1600m，困难地段600m。

5)轨道类型:有砟轨道。

6)限制坡度:6‰，客车线12‰。

7)设计洪水频率:桥梁1/100，涵洞1/100。

8)设计荷载:中—活载。

3既有桥利用、加固和改建的设计原则

莘庄至新桥段既有线为沪春线、沪昆线，经过多次提速，速度目标值已达160

km/h，既有桥涵均原式利用。

新桥至金山段既有线为新闵支线、金山支线，为企业专用线，速度目标值为80

km/h。部分既有桥为钢筋混凝土梁，裂缝严重，拆除重建;部分跨航道的既有桥为

下承式钢板梁，经动力分析，不满足提速后速度目标值160km/h的行车要求，

按审查意见，加固后利用(加固方法:加强下平联斜撑及主梁盖板)。根据“上海市府

办秘(2008)012235”号文精神，金山铁路新建跨黄浦江双线铁路桥，既有公铁两

用桥移交给公路部门改造成公路桥。其它桥为框架桥或预应力混凝土梁式桥，使用

状况良好，原始利用。

4主要特殊结构设计

4.1门式墩及“歪脖子”墩

因条件限制，新桥特大桥以小角度跨越新镇街。若一孔跨越，需要160m以上跨

度，经比选采用5跨32m简支梁+门式墩体系跨越。机非分隔带上设3个门式墩

及1个“歪脖子”桥墩，见图1。

图1新桥特大桥门式墩和“歪脖子”墩

4.1.1门式墩

本工点共设有21号、23号和24号3个门式墩，立柱为钢筋混凝土结构，帽梁为

预应力混凝土结构。21号墩横向跨越人非及人行道下高压煤气管，门式墩立柱设

在机非分隔带上及煤气管边。23号、24号墩横向跨越机动车道，门式墩立柱设在

机非分隔带上。

4.1.2“歪脖子”桥墩

22号墩处线路中心偏离机非分隔带中心0.45m，线路方向与机非分隔带方向交角

9°，故22号墩设计成“歪脖子”。墩身截面为平行四边形，顺道路方向布置，墩

身顺道路方向与线路方向成9°斜交。

4.2道砟桥面下承式简支钢桁梁设计

由于下承式钢桁梁具有自重轻、建筑高度低、跨越能力大等特点，本线跨沪昆线、

黄浦江、中运河等3处工点由于建筑高度的限制采用了3种跨度下承式钢桁梁。3

种跨度钢桁梁结构尺寸如表1。

表1钢桁梁结构尺寸m计算跨度梁长跨中轨底至梁底主桁间距桁高节间长度

48501.62811.212.01296981.6726.612.8121121142.23211.215.014

4.2.1桥面布置

根据本线的速度目标值(160km/h)及工点所处环境(跨沪昆线工点处于同润家园小

区边，属噪声敏感点;黄浦江跨越处属一级水源保护区，桥面雨水不得直接排至江

面上)，本线钢桁梁桥面采用密布横梁体系钢正交异性板整体道砟桥面，双线钢桁

梁桥面布置见图2。

图2双线钢桁梁桥面布置(单位:mm)

4.2.2主桁

主桁设计为无竖杆整体节点平行弦三角桁式。整体节点技术是在原栓焊结构的基础

上，采用了多焊少栓的原则，杆件加工及焊接在工厂完成，大大减少了工地高强螺

栓的数量，不仅可以节省钢材，安装方便，而且构件质量更易保障。

主要设计指标见表2。

表2钢桁梁设计指标序号计算跨度/m静活载挠度/mm挠跨比梁端转角/×10-

3rad主结构材质主结构用钢量/t/(t/m)14815.21/31581.89370qD537.21

11.1929637.81/25402.30370qD791.408.20311258.91/19021.98

370qD1899.4016.96

4.3小跨度单线简支槽形梁设计

4.3.1概述

陈春公路位于春申站南侧，是区域内沪昆线东西两侧道路的重要连接通道，交通十

分繁忙。既有线跨陈春公路采用1孔9.0m框架，增建三、四线若采用框架，需要

封道施工，交管部门不同意;采用1孔14m刚架方案，桥下没有搭设支架的空间。

只有采用1孔16m槽形梁方案，采用高位现浇然后落梁的施工方法才能满足施工

期间道路正常通行要求。

4.3.2桥面布置

人行检修通道采用角钢支架形式，设在主梁外侧，电缆槽挂在栏杆外侧。梁端设爬

梯上梁顶平台，平台两侧设栏杆供检查人员通行。声屏障设置在梁顶平台外侧栏杆

位置。以Lp=32m槽形梁为例，其桥面布置如图3。

4.3.3结构设计要点

图3Lp=32m单线槽形梁桥面布置(单位:mm)

梁部采用全预应力结构，施加纵向及横向双向预应力。梁部按原位支架现浇施工设

计，按单端张拉和两端张拉两种情况考虑。

槽形梁两片主梁间净宽按限界及最小曲线半径确定，适当考虑安全富裕，梁的结构

尺寸见表3。

表3槽形梁主要尺寸m序号计算跨度梁长两片主梁间净宽主梁截面高支点跨中

腹板厚底板厚/m支点跨中跨中轨底至梁底115.516.55.21.72.00.60.72

0.421.06223.624.65.22.02.30.60.720.421.06331.632.65.23.03.20.6

0.720.521.16

5技术特点与技术创新

5.1技术特点

5.1.1跨越的河道多，与铁路相交的道路多

铁路沿线为河道比较密集的河网化地区，莘庄至金山线路长仅47.5km，跨越69

条排洪河道。铁路沿线经济发达，道路众多。与铁路交叉的有规划红线的市区级道

路44条，无红线的村镇级道路29条。

5.1.2下穿立交多

与本线交叉的道路众多。但由于既有新闵支线、金山支线标准较低，与道路绝大多

数为平交，因而本工程平改立多达44处(不含站内人行天桥及地道)。其中铁跨公

下穿立交40座，人行天桥2座，公跨铁特大桥2座。

5.1.3特殊结构种类多

本线大中桥梁座数不多，桥梁长度占线路比重也不大，但特殊结构仍有16种。既

有常用的连续刚构、连续梁、门式墩等，也有不常用的槽形梁、系杆拱、钢桁梁等。

5.1.4紧邻既有线，外部条件对桥梁设计影响大

本工程为既有线改造，增建二线及三、四线紧邻既有线，施工对既有线运营有较大

影响。桥式方案、基础类型选择、基础布置及承台埋深均需考虑对既有线的影响。

地下管线的走向、航道条件及道路的规划对桥式方案及桥孔布置影响较大。桥涵跨

越这些控制点时，桥式方案及孔跨、墩台埋深等经多次协调才最后敲定。

5.2技术创新

5.2.1小角度、低高度条件下跨越铁路繁忙干线［2］

本线春申特大桥以小角度(14°～16°)跨越既有沪昆铁路，两线轨面高差10.217m，

容许跨越结构物轨底至梁底高度1.881m。连续梁及门式墩方案由于结构高度不

满足跨越要求，不可行。空间刚构方案要在既有线边施工近50根钻孔桩，且需在

既有线上方满布膺架施工梁部混凝土，施工周期较长，对既有线运营影响巨大。下

承式钢桁梁方案造价稍高，但钢梁采用转体架设的施工方法，钢梁只需转体16°，

转体滑动距离只有26.7m，转体时间只需要不到6h，可在三个二级封锁点内完

成［3］，施工周期大大缩短，对既有线的影响也大大减小。小角度、低高度跨越

繁忙干线采用下承式钢桁梁加转体施工技术，既能以较低的结构高度跨越铁路，又

能以较短的施工周期完成钢梁的架设，是小角度、低高度条件下跨越铁路繁忙干线

一种比较优越的桥式方案。

5.2.2密布横梁体系钢正交异性板道砟整体桥面

本线钢桁梁桥面采用近几年铁路上兴起的一种新结构:密布横梁体系钢正交异性板

整体道砟桥面［4］。

传统的明桥面钢桁梁不仅噪声大，而且由于轨道防爬的考虑，一般只能用在直线及

不大于3‰的坡度上［5］，在使用上受到较大局限。密布横梁体系钢正交异性板

道砟整体桥面不仅克服了明桥面的上述局限性，拓展了钢梁的使用范围，还有效地

解决了纵横梁桥面体系中桥面系参与主桁共同作用给桥面结构带来的不利影响

［6］。和纵横梁桥面系相比，不仅具有更大的抗弯、抗扭刚度，更能适应高速行

车的性能要求，还能降低纵横梁的高度、减小桥面用钢量［7］，目前已广泛应用

于大跨铁路桥梁。

5.2.3“MMA+CAP”桥面轻质垫层体系

本线钢桁梁桥面垫层采用新型材料:“MMA+CAP”轻质垫层体系。

传统的钢桥面板与道砟之间的垫层采用150～250mm厚钢筋混凝土槽板，其上是

60mm防水层及保护层，垫层总厚度210～310mm。本线采用的桥面垫层为3

mmMMA(甲基丙烯酸甲酯)高性能防水体系［8］上直接粘着50mm厚高粘着轻

质垫层CAP(ConcretewithAdhesivePads，混凝土粘着垫板)，垫层总厚度只有

53mm，不仅降低了结构高度，还大大减轻了结构自重。

5.2.4框架桥无便梁顶进施工工艺

既有铁路平改立时，跨越公路一般采用框架。为了不中断行车，框架一般采用架设

便梁直接顶进的施工方法。

本工程选用倪家一组下穿立交工点，试验了一种新型的框架顶进施工工艺:框架顶

进双重置换工法［9］。本工法是框架直接顶进工法与管幕工法相结合的工法，由

上海建工集团公司根据日本R＆C工法改进而来［10］。该工法是利用顶管机按一

定顺序依次顶进若干个工具管(若干个小截面工具管组合成框架截面)，将框架所处

部位的土体全部置换出来，然后再顶进框架将全部工具管置换出来，工具管回收利

用，最终通过双重置换过程完成地下通道工程施工。

该工法和铁路传统的框架直接顶进工法相比，最大特点是不用架设便梁，也就不用

便梁支墩，可以在道岔区施工，还可以运用在公路及城市道路中，使用范围更加广

泛。和管幕法相比，最大特点是工具管可以重复利用，降低了工程造价。

该工法多次顶进工具管，且需双重置换，施工周期较长。需要接受井，且工作井和

接受井中正面的围护桩不能重复利用，加大了工程造价。

该工法研究是国家“863”计划资助项目，目前只在本项目成功实践。可以预见，

待该工法逐步完善后，会在铁路、公路与城市道路领域广泛应用。

6结语

上海金山铁路为既有线增建二线或三、四线项目，桥式方案的选择受到既有线和既

有桥的限制，很多工点需要采用低高度结构，因而设计了建筑高度较低的槽形梁、

下承式钢桁梁系列。钢桁梁采用了“密布横梁体系钢正交异性板道砟整体桥面”新

技术和“MMA+CAP”桥面轻质垫层新型材料，不仅降低了结构高度，还大大减

轻了结构自重。提出了在小角度、低高度条件下采用“下承式钢桁梁”结合“简支

钢桁梁平面转体”跨越铁路繁忙干线桥式方案及配套施工工艺。首次采用“框架顶

进双重置换工法”，开创了框架桥无便梁顶进施工的先河，为在咽喉区顶进框架创

造了条件。

参考文献

【相关文献】

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