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1、北京地铁八通线高架桥设计【摘要】北京地铁八通线是国内第一条以预制工法为主导的轨道交通地上线路,文章简要介绍了八通线高架桥的设计特点,为今后轨道交通高架桥(特别是郊区线路的桥式)选型提供了借鉴。【关键词】地铁八通线 高架桥 设计1 工程概况地铁八通线是北京地铁一号线的东延线。八通线的起点为朝阳区四惠站(原称作八王坟站),终点为通州区土桥站,线路全长18.964km,其中高架线长11.053km,地面线长7.911km。线路走向为自四惠站经四惠东站出站,下穿铁路环线,从路北斜跨京通快速路,进入快速路上、下行道之间宽20m的预留带,向东先后跨越高碑店路口、双桥路口、会村路口及通惠河,到八里桥
2、站以后,斜跨跨出京通快速路至快速路辅路南侧,再跨过京承铁路至北苑环岛右转,沿京津公路一侧向东南方向到达土桥站,其间跨越京秦铁路及通州区十多条规划路口。2 桥上线路条件2.1 线路平面正线为双线,线间距为3.8m,最小曲线半径为300m。2.2 线路纵断面一般地段线路纵坡不超过18‰,困难地段(上跨京通快速路处)最大纵坡为23.5‰。2.3 桥面轨道(1)钢轨:正线为60kg/m钢轨。(2)轨距:1435mm。(3)线路:无缝线路。(4)轨道对桥跨结构的要求:整体道床施工完毕后,由于扣件对轨道升降的调节量有限,故各种因素引起的轨面后期弹性竖向变形总量不超过30mm。2.4 道床:整体道床
3、。3 主要技术标准3.1 设计荷载(1)恒载:包括结构自重及桥面二期恒载,其中桥面二期恒载包括线路设施、电缆、栏杆等,其重量按55kN/m计。(2)列车活载:车辆按6节编组,单列纵向最大轴重按“列车荷载图示”(图1)取值,轻载按轴重67.5kN计。图1 列车荷载图示(单位:m) (3)列车横向摇摆力作用在轨顶面处,其值为4.25kN/m。(4)车辆荷载的冲击系数:1+μ=1+33/(80+2L),L以m计,除承受局部活载杆件为影响线加载长度外,其余均为桥梁跨度。(5)无缝线路纵向力:伸缩力T1、挠曲力T2、断轨力T3均根据梁轨相互作用原理计算。(6)无缝线路伸缩区一般不设在桥梁上,仅在
4、道岔区和桥梁连续长度大于120m的区段设置伸缩调节器,此时无缝线路纵向力按伸缩区考虑。(7)地震力:设计烈度8度,水平地震系数取012。(8)离心力率C=V2/(127R),式中:R为曲线半径(m),V=80km/h。3.2 建筑限界区间正线线间距为3.8m,桥面限界的建筑宽度为8.5m(栏杆内至内)。4 桥梁结构形式4.1 标准梁结构形式地铁八通线高架桥全长为9.7km,其中85%的桥梁采用了预应力混凝土工型组合梁。区间标准梁的选型主要出于三方面考虑:其一,线路西段位于朝阳区京通快速路上下行分隔带内,东段位于京津公路一侧,预制梁的运输和架设条件十分优越;其二,梁在工厂预制,可进行标准
5、化、规模化生产,桥梁产品在出厂前进行严格、规范的实验和验收,品质可以得到有效保证。其三,梁的制作可与墩台、基础施工同步进行,有利于工程组织和工期安排。从工程实际进展看,区间桥梁主体结构的施工多在半年内完成,梁的质量和工程进度令人满意。根据工程需要,工型组合梁系列共采用五种跨度:20m、22m、25m、27m、30m,布跨以25m梁为主,25m标准梁的横断面见图2。图2 25m标准梁横断面(单位:mm) 工型组合梁桥面板采用现浇方式,这对整体道床钢筋钩沿线路方向的准确定位预埋十分有利,同时桥面板接缝做成等宽也使型钢伸缩缝的安装十分方便。另外,由于预制主梁为直线梁,曲线桥采用平分中矢法折
6、线方式布置梁跨(见图3),后浇桥面板可沿线路走向做成曲线,桥梁外观较为和谐顺畅。4.2 特殊节点桥梁结构形式4.2.1 跨既有路口立交为与京通快速路高碑店立交桥、会村立交桥孔跨一致,地铁八通线在跨越这两处路口时,均采用2×20m+27m+2×20m预应力混凝土箱梁。4.2.2 通惠河桥通惠河河道底宽40m,边坡为1∶2,京通快速路通惠河桥为4×30m斜交工字梁,交角在45°左右。为满足行车需要,八通线通惠河桥采用了斜桥正做方式,桥式为2×36m预应力混凝土连续箱梁,中墩与京通路通惠河桥对齐,边墩立在边坡上。4.2.3 斜跨京通快速路桥线路在四惠东站站后及八里桥站站后两次跨过京通快速路,
7、因斜交角度很小,如一跨跨越,最大跨度达150m左右。在初步设计阶段对此节点方案进行了专门比较和讨论,认为排架墩形式跨越较为简便易行。施工设计的实施方案为:垂直于线路方向设门式排架墩,排架间距22m,为预制架设的钢横梁与现浇施工的钢筋混凝土立柱固结形成。钢横梁为单箱单室箱形截面,梁高为2.248m,宽2m,最大跨度为20m(图4),钢横梁两侧伸出牛腿用以支撑行车主梁。行车主梁为22m钢—混凝土结合梁,横断面为双箱单室分离式截面,梁高为1.5m。钢
