某高速公路下穿铁路桥梁时的处治方案讨论

随着高速公路和铁路的发展，经常出现铁路下穿桥梁的情况出现。但由于铁路对桥梁的位移控制严格，故笔者把十余年前的曾经做过的一个设计与大家分享，供大家参考。

一、基本情况

某高速公路在某一级重载铁路大桥部位下穿通过，大桥桥高65m，桥墩部位主要由卵石土（Q4al+pl）和砂质泥岩构成。其中卵石土呈稍～中密状，呈亚圆状，成分主要为砂岩、灰岩碎屑，厚度3.30~14.40m；砂质泥岩（K2g）中厚层状构造，胶结较好。高速公路右线左侧挖方边坡的坡脚距左侧22#桥墩7.0m，右线右侧挖方边坡的坡脚距右侧2侧#桥墩5.3m。故技术人员拟采用边坡的坡率为1：1，其中左侧边坡挖方高度为6.8m，右侧边坡挖方高度为3.9m，且考虑到左侧边坡高度较大，技术人员采用在坡脚设置2.5m矮墙收坡。但在审查期间，铁路部门认为高速公路开挖规模较大，可能对铁路大桥存在不利影响，要求公路部门提供进行必要的加固。

桥墩荷载组合为主力+特殊力，承台下部的墩桩为8根，其中垂直于公路方向为2排，每排4根，局部冲刷线以下墩桩身长23m，墩桩间距垂直于公路方向的间距为3.6m，平行公路方向的距离为2.7m。承台平行于公路方向宽度为10.1m，承台厚为2.0m。

二、挖方边坡计算

防护工程的设置由以下三个原则确定：

1、工程的防护力度应以铁路桥梁上部列车的特殊力+公路侧沟底面以上铁路桥梁前部的土体所产生的主动土压力为依据。

2、工程的防护力度应以地面开挖以前的地貌形态为依据，即工程措施应不小于公路路侧沟底面以上土体对铁路桥梁所产生的静止土压力。

3、以圆弧搜索法进行开挖边坡的稳定性计算。

防护工程应取以上三个原则中的最大力为控制力进行设计。本次计算只提交左侧边坡计算结论：

1、经计算由主力+特殊力组合荷载+主动土压力作用于桩体的力为

∑Q=N+Ea=34.6KN

2、承台于侧沟底面间的静止土压力为Ep=105 KN。

3、经圆弧搜索法知，边坡的稳定系数大于1.3。

由上面的计算可知，支挡工程由可由桩前静止土压力控制。

三、工程设置

1、开挖边坡采用锚杆加固，但考虑到斜向布置时宜影响大桥桥墩，故决定采用竖向微型桩的形式设置预加固工程，即边坡开挖前先设置一排预加固、钢筋直径为Φ32的微型桩，然后在开挖的过程中，及时施做微型桩工程进行加固。根据多方讨论和工程需要，左侧边坡共设置3排微型桩+1排预加固桩，右侧边坡共设置2排微型桩+1排预加固桩。微型桩受力只考虑钢筋的抗剪力而不考虑钻孔注浆与及其注浆形成的复合地基强度，并在施工过程中及时将各微型桩连接成框架而形成整体受力。

图1 最终采用的工程地质断面图

该方案最终上报后得到了铁路和其它相关部位的认可，工程得以有效实施，也说明了只要工作细致，铁路桥梁下部也是可能以路基挖方的形式通过，而不一定必须采用桥梁下穿桥梁的形式通过铁路桥梁。