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第七章地道桥

第一节概述

由桥梁上、下部结构构成闭合箱形框架，再由单孔或多孔箱形框架形成桥梁，这种结构形式的桥梁称为箱形桥(或框架桥)。当箱形框架的下部不闭合时成门式刚架桥。箱形桥用在公路与铁路立交且公路下穿时，又称为框架式地道桥，或简称地道桥。地道桥是一种被广泛应用于铁路与公路交叉、车站过人通道的桥梁结构型式。

当铁路与公路立交时，可以考虑公路上越或下穿方案。除了铁路路基标高比较低或处于路堑地段外，大多数立交桥均采用公路下穿方案——地道桥方案。图7—1即为一座三跨箱形框架式地道桥。该桥是一坐铁路跨越城市道路的地道桥，由于公路等级较高并且有较多的非机动车辆，因此用三孔框架结构。中孔为机动车道净宽9．01n，净高5。3m。两边孔为非机动车道及人行道，净宽5．5m，净高3．5m。两侧引道各长140m，其中机动车道坡度4％，非机动车道坡度2％。

地道桥方案的主要优点有：

(1)在立交道口附近的公路一般都比铁路低，因此用地道桥方案可节省土方，少占用农田。

(2)公路净高(5m)比铁路(6．5m)低。采用公路下穿方案时的桥梁规模小，引道短。地道桥的梁高较低，用地道桥方案比简支梁方案经济。

(3)当快慢车道分开时，地道桥慢车道部分的坡度可以取得比较小。

(4)对铁路行车视线无干扰。

(5)地道桥上、下部结构联接成整体，受力合理，整体性及抗震性能好。

(6)在既有铁路线下修建地道桥时，可采用顶进法施工，不必中断铁路行车。

(7)由于地道桥下部结构为一个连续的整体板，支承面积大，特别适合于地基承载力小的地区。

然而，地道桥也存在以下缺点：

(1)公路行车视线受一定干扰。

(2)与简支梁相比，地道桥在设计与施工技术上比较复杂：

(3)地道桥内在地下水位比较高的地区或降水量较大时，易形成集水，从而影响交通，需采取排水措施。

(4)由于地道桥的顶板、侧墙、底板联结为一整体，一旦出现问题，不易维修及加固。且因底板为一整体，用料有所增加，在地质条件较好的地区，造价一般比简支梁高。

由于箱形框架桥采用整体地板，与一般梁式桥相比，用料有所增加，因此对于地基比较好、底下水位比较低的地方，可考虑采用如图7—2所示的分离式结构或如图7—3所示的门式框封闭式挡土结构，这种结构一次性投资较高，需设置一个能排除暴雨雨水的泵站。

地道桥的构造特点及主要尺寸

箱形框架式地道桥根据下穿公路的等级，可采用单孔或多孔框架，在铁路跨越城市繁忙道路时，考虑到人行及非机动车辆与快车道应分离，则采用最少三孔箱形框架，若快车道数较多时，还可采用四孔。

箱形框架地道桥一般为钢筋混凝土结构，有时也采用预应力混凝土结构。

由于公路限界要求，地道桥净高应为5m，但考虑到：一般在框架底板上要做一定厚度的路面以防止行车对底板的直接磨损；公路路拱的设置；顶进时的标高偏差等因素的影响，机动车道的框架净高通常取5．3m。对于特别重要的干道或要通过大型机具设备的道路，则应根据要求设置净高。通过非机动车辆及行人的边孔的净高一般取3～3．5m。当框架上的铁路股道较多，或用于车站的地下通道时，因框架较长，为利于通风、照明及视线通达，净高还应适当加大。

位于郊区较低等级公路上的地道桥，如为双车道，则车道宽至少7。m并在框架内两侧各设0。75m的人行道。如为单车道，车道宽至少4．5m，也在框架内两侧各设0．75m的人行道。

两孔框架地道桥由于每一孔都是快慢车混合通行，且非机动车道与机动车道的坡度一致，-容易发生交通事故，所以用得比较少。一般主要用于是通行机动车的地道桥。

多孔框架地道桥的中孔是机动车道，中孔跨度可根据下穿公路等级所要求的净空宽度及-车道数确定。一般双车道取7—9m，四车道取14～15m加中间分隔带宽度，车道离边墙壁至少应有0．25m安全距离。当框架上的铁路股道较多，或用于车站的地下通道时，因框架较长，为利于通风、照明及视线通达，跨度还应适当加大。多孔框架地道桥可以是多孔连续，也可由多个单孔组成，以便于顶进法施工。

箱形框架地道桥是超静定结构，在使用荷载作用下，顶、底板由于在与立墙交叉处有负弯矩的作用，跨中弯矩较简支板要小的多，所以，顶、底板的高度也比简支板薄，这样既能减小整个框架的建筑高度以缩短两侧引道长度，又可减轻自重而便于顶进施工。箱形框架桥的顶板主要承受来自于板顶的自重、道碴、线路设备重及活载，根据大量成桥设计实例，顶板一般作成直线、等厚，厚度在0．5—0．8m范围内取值。为改善支点处的受力性能，在支点附近，加设梗胁，梗胁坡度一般取1：3。通常，当跨度在10m以下时，顶