重庆轨道交通环线鹅公岩段过江桥方案研究

2011城市道桥与防洪第六届全国技术高峰论坛专辑城市道桥与防洪

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

（林同棪国际工程咨询（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2研究依据和技术标准

重庆鹅公岩长江大桥总长1419m，桥跨布置

为7×46m+50m+211m+600m+211m+25m，主桥为211m+600m+211m钢箱梁悬索桥，引桥为

已运行10年多（见图1）。预应力混凝土T形梁，

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

局部构造疲劳问题、风车桥耦合问题等，未能题、

进行深入研究。原设计预留采用C型车列车6节

一辆车长19m、四轴、轴重120kN。现轨道编组、

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

原设计单位评估认为，改造后的桥梁基本造方案。

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。

图1大桥现状照片

收稿日期：2011-06-22作者简介：蒋中贵（1961-），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。

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；

“鹅公岩长江大桥通行轨道交通可行性专（2）

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-车-桥系统耦

2008年合振动性能研究”报告，西南交通大学，

11月13日；

铁路桥梁钢结构设计规范TB1J2-85；（5）（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：80km／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600m，净高不小于20m。

（5）原设计桥面横向布置：双向六车道，分隔带0.5m，桥梁使用宽度32.5m。人行道：2.5m×2=5m，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－超20级。验

特种平板车－300，全算：挂车－120级。验算荷载：

桥布置一辆。人群荷载：3.5kPa(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19m，四轴，轴重120kN。

（7）改造后桥梁设计活载：直线电机车6节编

车辆定距组，长宽高为18.36m×2.m×3.6m，

11.14m，四轴，轴重l20kN；B型地铁车5节编组，

四长宽高为19m×2.8m×3.8m，车辆定距12.6m，

轴，轴重l40kN。

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（8）水位：设计洪水位高程按三峡水库建成后

频率P=1％，为201.22m(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。

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

根据验算报告得知，采用轨道交通荷载布置在中间的方式，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

易损力状态下进行焊接或铆接加固，无改造实例、

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

大大超出了规范规定的3‰要求，主角达到17‰，

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

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梁；拆除盖梁预应力；切断盖梁；施工轨道桥

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1a。

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

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7cm厚沥青混凝土铺装

采用轻型合成轨枕道改为5cm厚环氧沥青铺装，

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600mm，超过目前调

应重新开发研制专门大动节器单向动程500mm。

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

由于改造后主干道缩制，轨道交通通行标准降低。

市政快速道路窄为非标准车道，每车道3.25m，

通行标准也会降低。3.7工程费用

改造工程实施费用估算见表1。3.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）

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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

单价（元）25001200010000250001800000090000000100020000350022000001400000950000024000000

合计（万元）6375.01021.2102.01350.01800.09000.0301.82436.0213.2220.0140.0950.02400.026309.22630.9240.111576.040516.1

公、轨两用桥运营阶段主桥监控施工期间交通组织

施工期间主、引桥主要构件应力、线性控制

备注

7cm沥青凿除，铺设5cm环氧沥青混凝土Q345qdQ235qdQ345qd

轨道、接触网、接地极防迷流

编号1234567

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2.叠合梁钢材3.叠合梁桥面板

单位m2ttt项项m2tm3项项项项（万元）（万元）（万元）（万元）（万元）

数量25500851102540113018.212186091111

71011

施工监控成桥荷载试验健康监测交通组织小计其他工程费建设其他费用总计

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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

护栏的设计不能过于强大，又要通电缆支架。因此，

桥面车行道有一定的刚度。为保护轨道交通安全，

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

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40～50m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间平面位置，将桥拓宽为8车道的可能，以保证重庆最重要

。而轨道桥则为东西向快速路通行能力（见图4）

线桥形式与原共桥位。

表2

序号

项目

内容

鹅公岩大桥轨道交通通行改造方案技术难点一览表

原桥改造

措施

主要难点

桥面铺装改造

（1）环氧沥青铺装工艺复杂,增大了局部疲劳开裂的可能

7cm厚沥青混凝土改为5cm厚环氧沥青性。

（2）难达到铺设粗糙度要求。混凝土铺装

（3）增大桥面板、U肋及横梁的疲劳应力。

（1）对带应力工作状态的结构实施改造会对原结构造成损伤。（2）无相应规范、标准及实施先例，存在风险。

对钢箱横隔梁采用焊接或铆接钢板加强

（3）受力复杂部位焊接或铆接加大连接开裂可能性。（4）现场焊接质量难保证，易产生疲劳源。

钢箱梁、车行道桥面板加固

1项目改造引桥改造三片T梁拆除，下部盖梁改造

（1）线路下穿桥台，带应力状态下存在改造风险。（2）预应力盖梁改为普通钢筋混凝土结构，受力及配筋改变，存在理论与实际承载力是否一致的风险。（3）新修桥墩基础与原桥墩基础近，原结构基础影响需考虑。

轨道安装施工安装合成轨枕结构

（1）需要试验验证可靠性。（2）钢桥面板带应状态，连接安装可能会对原结构造成损伤。

新建辅助墩与主桥主梁连接的构造细节及有效性需重点考虑。

需对本桥大转角伸缩装置进行专项设计与实验研究，价格昂贵。

主桥增加辅助边跨增设辅助墩

专项伸缩装置适应改造主梁的大转角伸缩装置

改造施工期

2

交通功能

营运期

改造主体结构期-封闭交通；其它改造

影响交通2a。改造期间中断交通1.0a，

期-管制通行

压缩主干道车道宽度变为非标准车道对列车制式、编组、车速进行

主干道通行标准降低。轨道通行标准降低。

同层运行车辆与列车存在碰撞风险。

（1）原桥梁端转角达到17‰不能满足相关规范要求，改

造后能否降低该指标、该指标能否通过设计评审、营运风险能否承受等需要考虑。（2）改造方案需要组织专家专项论证。（3）业主需要承担改造后的运营风险。对景观有一些影响

3营运风险机动车、列车平层运行设置防撞栏杆

4风险评估

改造方案在国内没有先例

诸多关键技术需专项研究

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景观费用

评估原设计加墩改造

000万元，总投资40，000万元建安费28，

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图48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。

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50m，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600m。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

与目前人行系统标高结合好，钢桁人行通道方案。

架主梁高约6.5m，桥面宽度约15m（见图6）。

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。

（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

老桥桥面等高，如果调整、优化立交设建，如果新、

计，则用地与规划条件不变。如果要保在建立交不

轨道环线谢家湾动，新桥桥面要比老桥高3m左右，

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。新建方案效果见图7。

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

景观协调性好，桥宽约20m。约4.0m结构高度最小，

图7新建方案效果示意图

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表3

轨道新建桥方案技术特点一览表

新桥

措施

路线从上游拉直

主要特点

两端对规划轨道走廊满足度高轨道路线减少两个弯道，运行更安全客流服务水平高，能满足交通发展要求景观丰富，功能好，节能，服务水平高

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序号项目内容

轨道线网规划满足要求

满足轨道交通技术标准情况轨道路线标准提高

轨道客流交通满足水平轨道车站

1

技术标准

主桥

按可研轨道环线客流预测，统一标准配车

将地下轨道车站改为半地下新设计

可采用双层交通，桥能满足目前较高轨道运营刚度

自行车和轨道交通分离；也可同层，但无要求，人行、

与列车碰撞安全问题

交通发展可持续，资源充分利用，道路标准与设计和全线一致，易管理施工期间对交通基本无影响主干道通行标准不变提高轨道通行标准

安全、可设人、自行车系统，业主管理运营风险简单可靠有一些，可接受

原道路对原主桥、施工期营运期

人、列车分层运行列车运行评估

可根据道路交通发展要求利用、改造利用交通量较少的滨江路组织施工快速路车道宽度变

对列车制式、编组、车速无分层运行

建立桥梁健康检测系统方案招标设计

23456

交通影响及功能营运风险风险评估景观费用

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

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

可能影响交通达2a，社会影响会中断交通1.0a，

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

线交通专用复线桥为较好选择。新建桥轨道通行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。

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（上接第32页）

图2

参考文献

罩面后效果图（一）图3罩面后效果图（二）

[1]JTGD50-2006，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].

[3]JTGD40-2002，公路水泥混凝土路面设计规范[S].[4]JTJ073.1-2001，公路水泥混凝土路面养护技术规范[S].

Abstract:LanzhouCityQiliheYellowRiverBridgewascompletedforthetrafficin1952.Thebridgestructureisthe30+5×40+30mnormalsteelreinforceddouble-cantileversuspendedbeamstructure.Thefaulthappenedinthemainbeamin2010.Itisattheunqualifiedstatusafterinspectedandtestedandhastobereconstructed.Thearticlefocusesintroductiononthedesignideationofthereconstructionschemeforthisbridgeandthedesignofitsmainstructureabletobereferredforthesimilarprojects.Keywords:YellowRiverBridge,reconstructionengineering,overalldesign,Lanzhou

StudyofChongqingRailTrafficRingLineEgongyanSectionCrossing-riverBridgeScheme!!!!!!!（42）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!JiangZhonggui

Abstract:ThebridgepositionpassageisthemostvaluablesourcetokeepthesmoothtrafficforChongqing.Withthespeed-upconstructionofrailtraffic,theplanningselectionandreserveofthebridgepositionpassagearestudied.ThearticleputsforwardthebridgereserveutilizationandurbantrafficsustainabledevelopmentsolvingschemefortheproblemsinthereserveschemeofChongqingEgongyanRailBridge,whichcanbereferredfortheprofessionalmembers.Keywords:bridgeplanning,designscheme,systemstudyDesignCharacteristicsofFuzhouCityHuaianMingRiverBridge!ZhuAnjing,ZengLinghuang,LiuJinfu（48）

Abstract:ThearticleintroducesthecontrolfactorofspanlayoutforthebridgeconstructednearthelowerreachesofthebranchofMingRiver.Accordingtothebridgeconstructionconditions,thesteelboxcombinedbeamcable-stayedbridgeisusedtosuitthelocalcircumstances,andthedamperisadoptedtodecreasetheearthquakeresponse.Thecompounddecktechnologyisusedonthesteelbeamofthelong-spancable-stayedbridgesoastoenhancethedurabilityofdeckpavement.Keywords:cable-stayedbridge,combinedbeam,damper,compounddeckDesignThinkingandExperienceofZhouquReconstructionProjectafterDisasterofDebrisFlow!!!!!（51）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!ChengShengping

Abstract:ThearticleanalyzesthecauseofZhouquCounty8.8MassiveTorrentMudslideandalsoanalyzesthehugelosingreasoncausedbythisdebrisflow,setsforthsometechnicalproblemsinthedesignoftheafter-disasterreconstructionprojectandputsforwardsomesuggestionsforthesimilarprojects.Keywords:mudslide,disasterreconstruction,thinkingproblem,designexperience,ZhouquCounty（54）DynamicMonitorandTreatmentofOverloadingVehicle!!!!!!!!!!!!!!!!SunXuehai

Abstract:Aimingatthedifficultymetinthetreatmentofover-loadingvehicle,thearticleputsforwardthebasicelementrequiredforitsdynamicmonitor,introducestheadvancement,practicabilityandexpansibility

,anddiscussessomeworkingmodesofof“roadbridgeover-limitoverloadingdynamicmonitorsystem”

informationizationoverloadingtreatmentunderthesupportofthisinnovationproduct.

Keywords:overloading,dynamicmonitor,radionetwork,informationizationoverloadingtreatmentStudyonNewMethodofDesignandConstructionforTunnelandUndergroundChamber!!!!!!!!（56）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!TongJingsheng,WangShengli

Abstract:Thearticlemainlyintroducessixinnovationpointsofthenewmethodforthedesignandconstructionoftunnelandundergroundchamber.Afteritspracticalexperienceformanyyears,thenewmethodistheoreticallywell-knownwiththreeobviousbenefitsofsociety,economyandenvironment.TheaimistosetupasetoftunnelconstructionprocesssuitingfortheconditionsofChinathroughprofitingbyopinionsfromvarioussourcesandpoolingthewisdomandeffortsofeveryone.Themethodwillbepopularizedtotherailwaytunnel,highwaytunnel,urbanmetroandlargeundergroundengineeringapplication.