４２ ２０１１城市道桥与防洪第六届全国技术高峰论坛专辑 ２０１１年８月第８期 重庆轨道交通环线鹅公岩段过江桥方案研究 蒋中贵 （林同梭国际工程咨询（中国）有限公司，重庆市４０１１２１） 摘要：大桥桥位通道对于重庆来讲，是保持重庆交通畅通的最宝贵资源。随着轨道交通建设提速对桥位通道规划选择和预 留进行研究，针对重庆鹅公岩轨道桥预留方案出现的问题，提出了大桥预留利用及城市交通可持续发展解决方案可供相关 ，，专业人员参考。 关键词：大桥规划；设计方案；系统研究 中图分类号：Ｕ４４２．５＊４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—７７１６（２０１１）０８—００４２—０６ １ 背景 重庆鹅公岩长江大桥总长１ ４１９ １＇１１，桥跨布置 为７×４６ ｍ＋５０ ｍ＋２１１ ｍ＋６００ ｍ＋２１１ ｍ＋２５ ｍ，主 桥为２１１ ｍ＋６００ ｍ＋２１１ ｉｎ钢箱梁悬索桥，引桥为 预应力混凝土Ｔ形梁，已运行ｌ０年多（见图１）。 鹅公岩长江大桥设计时，由于当时轨道交通条件 不明确，设计单位仅考虑了轻轨交通荷载的影响。 对通行轨道交通的一些关键性问题，如列车走行 性问题、安全管理问题、梁端转角、局部承载力问 题、局部构造疲劳问题、风车桥耦合问题等，未能 进行深入研究。原设计预留采用ｃ型车列车６节 编组、一辆车长１９ｍ、四轴、轴重１２０ ｋＮ。现轨道 交通环线需从鹅公岩大桥通过，原设计单位对该 桥展开深入研究，提出了保证轨道通行的桥梁改 造方案。原设计单位评估认为，改造后的桥梁基本 可以通行６节编组的直线电机车或５节编组的Ｂ 型车。由于改造方案要中断交通、桥改造后条件受 限，对轨道交通客流预测需求满足能力较低，且投 资大，对鹅公岩长江大桥轨道通行方案进行进一 步研究，其成果可供同行参考。 ２研究依据和技术标准 ２．１依据 （１）重庆市轨道交通线网规划，重庆轨道交通 总公司，２００７年６月； （２）“鹅公岩长江大桥通行轨道交通可行性专 题研究报告专家评审意见”，２００９年１月１３日； （３）重庆鹅公岩长江大桥施工图，上海市政设 计院１９９７年６月； （４）“重庆鹅公岩长江大桥风一车一桥系统耦 合振动性能研究”报告，西南交通大学，２００８年 １１月１３日： （５）铁路桥梁钢结构设计规范ＴＢ１Ｊ２—８５； （６）（ＢＳ５４００：钢桥、混凝土桥及结合桥》英国 标准协会。 ２．２技术标准 （１）道路等级：城市快速路。 （２）行车速度：８０ ｋｍ／ｈ。 （３）桥面坡度：纵坡不大于３％，横坡不大于 ２％。 （４）桥跨通航净空：主跨６００ ｉｎ，净高不小于 ２０ Ｉｎ。 （５）原设计桥面横向布置：双向六车道，分 隔带０．５ ｍ，桥梁使用宽度３２．５ ｉｎ。人行道：２．５ ｉｎ× ２＝５ Ｉｎ，远期考虑预留将人行道改为双向轨道交通。 （６）原设计取用荷载：设计：汽车一超２Ｏ级。验 算：挂车一１２０级。验算荷载：特种平板车一３ｏ０，全 图１大桥现状照片 桥布置一辆。人群荷载：３．５ ｋＰａ（近期）原设计预留轻 轨荷载：轨道Ｃ型车（ＣＪ／Ｔ５０２１－１９９５规定）；列车 ６节编组，一辆车长１９ ｍ，四轴，轴重１２０ ｋＮ。 （７）改造后桥梁设计活载：直线电机车６节编 组，长宽高为ｌ８．３６ ｍ×２．８９ ＩＴＩ×３．６ ｉｎ，车辆定距 ｉｌ．１４ ｍ，四轴，轴重１２０ ｋＮ；Ｂ型地铁车５节编组， 长宽高为１９ １ＴＩ×２．８ ｎａ×３．８ ｍ，车辆定距１２．６ ｍ，四 轴，轴重１４０ ｋＮ。 收稿日期：２０１１－０６—２２ 作者简介：蒋中贵（１９６１一），男，重庆人，教授级高级工程师 总工程师，从事道路立交、桥梁、隧道设计工作。 ２０１１年８月第８期 ２０１１城市道桥与防洪第六届全国技术高峰论坛专辑 ４３ （８）水位：设计洪水位高程按三峡水库建成后 频率Ｐ＝Ｉ％，为２０１．２２ ｍ（吴淞高程）。 （９）地震：地震基本烈度为６度；大桥设计抗 震设防烈度为７度。 梁。由于上部Ｔ梁横向荷载分布增加很大，上部Ｔ 梁需要替换。改造桥墩施工和Ｔ梁拆除改建需封 闭交通１ ａ。 引桥现状横断面见图２，改造后横断面见图３。 ３．４桥面系改造问题 ３改造老桥方案存在问题 ３．１桥梁结构的静力性能分析、强度和疲劳验算 从桥梁结构安全性考虑，减轻轨道重量，推荐 采用合成轨枕结构，合成轨枕重量轻，仅为相同体 积混凝土轨枕的３５％。另外，全桥桥面系需全面 改造，设计为减轻重量将７ ｃｍ厚沥青混凝土铺装 根据验算报告得知，采用轨道交通荷载布置 在中问的方式，验算桥面板纵向ｕ形加劲肋和横 隔板相交构造的疲劳应力。计算结果不能满足 ＡＡＳＨＴＯ规范要求，因此即使采用相对安全的中 间布置方式，横梁需进行局部加强；由于现场焊接 条件的，焊接质量难于得到保证，可能产生大 量的结构疲劳源，结构疲劳应力可能没有得到改 善反而加剧了疲劳的可能性。现状主桥需在带应 力状态下进行焊接或铆接加固，无改造实例、易损 伤原结构、现场施工质量难保证等技术难点。 ３．２主桥两边边跨均需增设辅助墩影响美观问题 根据西南交通大学的研究报告，主桥梁端转 角达到１７％。，大大超出了规范规定的３％ｏ要求，主 桥竖向刚度（挠跨比）也不能满足规范要求，需要 通过加固改造和设置钢轨伸缩调节器对主梁刚度 进行提高及改善。需在主桥边跨增设辅助墩增大 结构整体刚度，改造后可能影响行洪和大桥美观。 ３．３引桥改造影响交通问题 改为５ ｃｍ厚环氧沥青铺装，采用轻型合成轨枕道 床。施工影响交通３个月，轻型道床对轨道后期维 护管理工作量增加。 ３．５为保轨道安全行车设置本桥专用伸缩装置问题 本桥为三跨连续悬索桥，在两梁端应采用钢 轨伸缩调节器。由于改造后本桥梁端转角仍然大 于规范规定，需专门设计伸缩装置，另外，由于梁 端处梁轨纵向相对位移量达６００ ｍｍ，超过目前调 节器单向动程５００ ｍｍ。应重新开发研制专门大动 程特种调节器，并做实验，费用昂贵（单个１亿以 上）。 ３．６轨道和道路通行标准降低，无发展余地问题 由于改造后会对车辆制式、编组、车速进行限 制，轨道交通通行标准降低。由于改造后主干道缩 窄为非标准车道，每车道３．２５ ｍ，市政快速道路 通行标准也会降低。 ３．７工程费用 上部Ｔ梁改造需拆除和改造引桥４跨Ｔ梁结 构，用钢混叠合梁代替，引桥桥墩要相应改造，由 于盖梁是预应力结构，结构改造难度较大。为满足 不完全中断交通的要求，施工步骤为拆除５ 片Ｔ粱；拆除盖梁预应力；切断盖梁；施工轨道桥 改造工程实施费用估算见表１。 ３．８项目风险 （１）原桥改造完成后，无相关规范可依，需组 织多次、多项专项论证其技术可行性，并且由于桥 图２引桥现状横断面布置图（单位：ｍｍ） ２０１１城市道桥与防洪第六届全国技术高峰论坛专辑 ２０１１年８月第８期 ｝。 。 ｎｆｒ—１１几＝：二、ｎ 一 ．Ｐ Ｉ Ｉ ｊ —１ｌ Ｉ广 ｆ ｝ Ｌ ｌ 一 蓄 —、 ‘ ０卜 Ｌ＿Ｊ ｈ 一 睦 ０ ２ＯＯ Ｈ ［蛐 ２２ＯＯｌ ２ ／ 喧 ｉｌ＼ ＾１暑 项项 ＼ ’Ｊ Ｌ， 。 。ｊ １＼ ／／ Ｉ３ ｌＯ０ ３ ；０ｏ 。 。 …／ ＼ ＜ ／／ｊ ＼ ／ ＼ ５。／ 。 ／ ／ ＼ ＼ 单位 数量 ２５ ５ｏｏ 、、 ＼ ／ ＼ 备注 图３引桥改造横断面布置图（单位：ｍｍ】 表１ 改造工程实施费用估算表 编号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ 项目 桥面铺装 防撞栏杆 检修通道栏杆 横梁局部加强 轨道结构安装 轨道伸缩缝调节器 引桥改造 １．Ｔ梁拆除 单价（元） ２ ５（）０ １２０ｏＯ １０Ｏ０ＨＤ ２５ Ｏ０ｏ １８ Ｏ０００００ ９ＯＯ０ＨＤ ＯＨ０Ｏ 合计（万元） ６ ３７５．０ ｌ ０２１．２ １０２．０ １ ３５０．０ ７ ｃｍ沥青凿除，铺设５ ｅｍ环氧沥青混凝土 Ｑ３４５ｑｄ Ｑ２３５ｑｄ Ｑ３４５ｑｄ ８５１ １０２ ５４０ １ ｌ １ ８００．０ ９ ０００．０ 轨道、接触网、接地极防迷流 ｍ２ ３ Ｏ１８－２ １ ２ｌ８ ６０９ ｌ １ ｌ Ｏ０ｏ ２Ｏ０ｏＯ ３ ５０ｏ ３０１．８ ２．叠合梁钢材 ３．叠合梁桥面板 ７ ８ 施工监控 成桥荷载试验 ｔ １１１３ ２ ４３６．０ ２ｌ３．２ ２２０．Ｏ １４０．０ ９５０．０ ２４００．０ 项 项 项 ２２００００Ｏ １ ４００ ０Ｈ００ 施工期间主、引桥主要构件应力、线性控制 ９ 健康监测 １ ｌ ９ ５００Ｏｏ０ ２４ ０（）ｏ ０ＨＤＯ 公、轨两用桥运营阶段主桥监控 施工期间交通组织 １０ 交通组织 项 ｌ１ 小计 （万元） （万元） （万元） ２６ ３０９．２ ２ ６３０．９ 其他 工程费 ２８ ９４０．１ ｌ１ ５７６．Ｏ 建设其他费用 总计 （万元 （万元） ４０ ５１６．１ ２０１１年８月第８期 ２０１ １城市道桥与防洪第六届全国技术高峰论坛专辑 改造后轨道交通运行标准和道路标准任较低，即 使通过，行政职能部门及营运单位需承担相应的 责任和营运风险。 （２）防碰撞：桥面护栏既要防止大车撞断护栏， 影响轨道交通的正常运行，又要阻止小车穿过护栏 或被护栏弹回引起二次事故。而且护栏也是轨道交 通电缆支架。因此，护栏的设计不能过于强大，又要 有～定的刚度。为保护轨道交通安全，桥面车行道 ４５ 经济可持续发展目标。经过深入研究，我们认为，原 桥改造问题较多，而规划调整轨道线网结构基本没 有可能（或者说开辟其他通道代价更大）；我们提出 利用原规划轨道线路在谢家湾立交单侧沿原路桥上 游４０～５０ｍ转弯上桥的特点，在原桥位上游４０～ ５０ ｍ新建一座轨道环线交通专用桥方案。 ４．１轨道桥桥位的规划理解 保留鹅公岩大桥快速路通行能力提升可能， 是轨道桥过江采用新建桥的价值和必然选择。随 着主城区交通量不断增加，交通几乎为所有超过 ２００万城市的通病，为满足重庆未来交通发 展需求和实现重庆畅通重庆的发展目标，鹅 公岩大桥远期应考虑利用轨道予留空问平面位 置，将桥拓宽为８车道的可能，以保证重庆最重要 大小车要分道行驶，靠近轨道交通的车道安排为小 车行驶。 鹅公岩大桥轨道交通通行改造方案技术难点 见表２ ４推荐环线轨道交通过江方案构想 为了保证畅通重庆目标实现，减少轨道施工建 设对重庆城市交通影响和大的冲击，实现重庆社会 东西向快速路通行能力（见图４）。而轨道桥则为 线桥形式与原共桥位。 表２鹅公岩大桥轨道交通通行改造方案技术难点一览表 改造篪工期 ２ 交通功能 警 喜 期一期一管制通行 封闭交通；其它改造改造期间中断交通Ｉ以坦删ｆ日Ｊ ｆ 趟ｌ．‘ｏｕ ，影响交通２影删，ｃ ｚ ８ｏ 压缩主干道车道宽度变为非标准车道 主干道通行标准降低。 轨道通行标准降低。 对列车制式、编组、车速进行 营运期 拯市道桥与防洪第六届全国技术高峰论坛专辑 ２０１１年８月第８期 图４ ８车道断面分幅布置图（单位：ｍｍ） ４．２新建轨道交通专用桥方案 桥位平面总体布置见图５。 ４．３新建方案主要优点 （１）规划利用了原桥为轨道预留的平面位置 和荷载，让重庆最重要东西向城市快速道，满足未 来可持续发展交通需求。保证原市政快速路道路 通行标准，增强主干道的通行能力。 （２）新建桥梁轨道通行标准与环线轨道交通 全线保持一致，使轨道交通过桥不会成为降低标 准的瓶颈。 图５桥位平面总体布置图 新建一座主跨跨度与鹅公岩桥主跨一样的轨 道专用桥，新建轨道桥位于鹅公岩大桥上游侧，新 建桥与老桥间净距５０ ｍ，以保证施工期原主桥隧 道锚安全和新桥施工工作空间。主塔位置横向对 齐，主跨布置为６００ ｍ。结构体系为钢桁梁悬索 桥，采用两种方案。第一：双层；轨道上行、桥下为 （３）施工期间基本上不影响现有市政道路的 通行，保证畅通重庆目标实现。 （４）利用了规划为轨道预留的通道平面位置， 取消原轨道上桥的ｓ型曲线，提高了轨道线形标 准，解决了原桥改造可能留下的管理和安全运营 难题和风险。 （５）方案用地条件：由于西侧桥头立交正在修 建，如果新、老桥桥面等高，如果调整、优化立交设 计，则用地与规划条件不变。如果要保在建立交不 动，新桥桥面要比老桥高３ ＩＴＩ左右，轨道环线谢家湾 站要与地块协商共建，共建对地块开发来讲是好事。 轨道新建桥方案技术特点见表３。新建方案 人行通道方案。与目前人行系统标高结合好，钢桁 架主梁高约６．５ ＩＴＩ，桥面宽度约１５ ＩＴＩ（见图６）。 索 Ｊｌ 团圆 ＋ ｌ 【 ｌ×ｌ上横梁Ｊ 壬 效果见图７。 阡 稍 稍 千 千 下横梁 图６轨道上行、桥下为人行通道方案 第二：轨道上行与人行同层方案，桥箱型主梁高 约４．０ＩＴＩ结构高度最小，景观协调性好，桥宽约２０ｍ。 图７新建方案效果示意图 ２０１１年８月第８期 ２０１１城市道桥与防洪第六届全国技术高峰论坛专辑４７ ６ 费用 建安费４０，０００万元，总投资４５，０００万元 ５建议和问题 （１）鹅公岩大桥理论上可以通过改造通行轨 线交通专用复线桥为较好选择。新建桥轨道通行 道交通，改造完成后，通过降低快速路及环线轨道 交通通行标准，也能保安全运营。但鉴于改造期间 会中断交通１．０ ａ，可能影响交通达２ ａ，社会影响 较大，国内、外尚无类似的工程改造先例，可能存 在改造技术和时间风险，同时营运单位及行政职 能部门需承担营运风险，我们认为不是最好选择。 （２）研究认为在原桥位上游新建一座轨道环 ： 匀ｃ ｃ 标准与环线保持一致，施工期间不影响现有市政 道路的交通。同时利用原桥为轨道预留位置，为未 来城市道路交通发展提供了可能。 （３）对新、旧桥梁的景观性需进行评估是可能 存在问题，尽管原桥改造加墩也可能影响景观，但 采用复线修建新桥方式可能对景观影响更大。 （４）西侧桥头正在修建立交调整优化与轨道环 线谢家湾站地块开发方协商，决定新、老桥标高大 方案取向和环境协调，必须高度重视。 ｃ ｃ ｃ ｃ ｃ每ｃ （上接第３２页） 图２罩面后效果图ｆ一） 参考文献 ［１ｌＪＴＧ Ｄ５０—２００６，公路沥青路面设计规范【ｓ］． ［２］ＪＴＪ０７３．２—２００１，公路沥青路面养护技术规范［Ｓ］ 图３罩面后效果图（二） ［３］ＪＴＧ Ｄ４０－２００２，公路水泥混凝土路面设计规范ｆｓ】． ［４］ＪＴＪ０７３．１－２００１，公路水泥混凝土路面养护技术规范【ｓ］
