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摘要：前海合作区作为粤港澳大湾区城市新中心，建设强度高，多种项目并行实施。本文选取前海某桥梁作为案例，通过对地址情况、桥梁结构及规划轨道线位的分析，结合梁体、承台及桩基计算，研究桥梁进行轨道预留的方案，为工程后续实施给出了知道方向。
关键词：桥梁；轨道预留；基础验算；可行性分析
引言
前海合作区梦海前湾河桥（原前海合作区3号景观桥）位于梦海大道与前湾河水廊道的交叉节点，是前湾河水廊道上的第三座桥梁，也是连接妈湾片区和前湾片区的重要纽带。考虑前海地区的各类轨道交通线路总长度约53公里，轨道交通规划尚未完全稳定，3号景观桥需充分考虑预留条件的可实施性，并进一步补充完善轨道交通预留条件，论证相关预留条件的可行性，同时考虑隧道施工土体扰动对桥梁基础的影响，加强承台验算。
1工程概况
前海合作区梦海前湾河桥（原前海合作区3号景观桥）位于梦海大道上，跨越前湾河水廊道。桥位北侧与前湾四路相接，南侧与前湾河西街相接。桥梁全长为161.22m，宽度为46.5m，采用计算跨径为155.5m的拱梁组合体系钢桥，设置双向8车道。桥梁下部结构采用重力式组合桥台。根据上部结构受力特点，同时考虑桥台长度因素，利用变形缝将桥台分为左、中、右三幅，承台下接根直径1.5m钻孔灌注桩。
目前《深圳轨道交通线网规划（2016~2030）》正在进行征求意见阶段，其中建议21号线沿梦海大道布设。前海管理局也在积极争取将24号线引入前海合作区，并沿梦海大道布设。因此梦海大道轨道线路建议按两条线路进行预留，其中21号线定位为城市快线，24号线定位为城市普线。21、24号线区间隧道在桥位处的平面走向与桥台碰撞。若隧道都绕行桥台，则对周边开发地块的切割较多，不利于地块的价值提升及今后发展。
此外，深惠城际线目前已进入预可研阶段，有在梦海大道布设的提法。从梦海大道工程可实施性来看，梦海大道道路红线60m，道路西侧规划有40m宽绿化带，布置两条轨道交通较为合适。综合以上分析，梦海大道布置两条轨道交通线路的方案有如下两种情况：方案一为一条城市普线（24号线）+一条城市快线（21号线）；方案二为一条城际线（深惠城际线）+一条城市线（普线或快线）。
2研究地段地质条件
研究地段位于深圳市南山区，原始地貌为滨海冲积阶地交汇处，经人为的挖填改造，原始地貌已人工改变。勘察期间勘探点孔口标高介于1.22～8.20m之间。根据钻探揭露的地质情况分析，场地地层按成因类型从上至下可分为填石层（Qml）、第四系海相堆积层、冲洪积层（Qal+pl）、第四系残积层（Qel）以及下伏加里东期混合花岗岩基岩。场地内特殊性岩土主要为填石、淤泥、残积土及风化岩。场地广泛分布有花岗岩残积土及全、强风化岩层，残积土和风化岩浸水后易软化、崩解、强度降低，稳固性较差。
3预留轨道路线条件分析
3号景观桥主要影响21号、24号及深惠城际线。
21号线在前湾河公园位置与3号桥桥台交叉，继续南延下穿在建5号线妈湾站后至妈湾设终点站前保站。前保站为地下三层车站，站后设折返线。结合已有轨道交通线路及规划轨道交通线路标高，21号线区间隧道下穿3号桥位置隧道顶标高约为-16m。
24号线路标高主要受1号线出入段线及1号线鲤鱼门站控制。在前湾设梦海大道站，线路标高主要受11号线区间隧道、规划27号线龙华线、规划穗莞深城际线、规划港深西部快轨及7号景观桥地基加固管桩等条件制约，同时区间需要考虑避让沿江高速基础。在前湾河公园位置与3号桥交叉。24号线通过3号桥位置隧道顶标高约为-15m。
深惠城际线因其隧道断面较大（盾构刀盘直径约9m），如果从桥台桩下穿过需预留桩间净距约15m，对桥梁结构安全影响较大，因此为保证桥梁结构安全，不建议深惠城际线隧道从桥梁下穿过，建议绕行桥外。根据规划条件，建议深惠城际线布设在梦海大道绿化带中，另外一条城市线（普线或快线）沿梦海大道布置，并下穿3号桥。
综合以上分析，在3号桥台桩基间预留两条城市线路隧道通过条件可以满足梦海大道布置1条城市快线+1条城市普线或者1条城际线+1条城市线等多种线路方案组合形式，且线路通过对周边地块影响小，基本不切割地块，因此在3号桥下预留两条隧道通过条件是十分必要的。
4轨道下穿桥梁涉及桥梁结构安全可行性分析
为保证隧道与桩基净距保持大于等于3m，下部结构采用重力式组合桥台，下接3.5m厚承台，根据上部结构计算结果，为使桥台受力更为明确合理，同时考虑桥台长度因素，利用变形缝将桥台分为左、中、右三幅，左、右幅桥台各宽17.74m，承台下接4根Φ1.5m钻孔灌注桩，中幅桥台宽18.62m，承台下接10根Φ1.5m钻孔灌注桩，规划地铁在左、右幅桥台的四根桩基中穿过。桥梁桩基础采用嵌岩桩设计，桩端嵌入微风化花岗岩。
考虑桩基础与盾构机刀盘轮廓线净距为3m，则桥梁桩间距为15m，隧道顶面标高约为-13m~-15m。根据梦海前湾桥施工图图纸：0#桥台承台底标高为0.108m；1#桥台承台底标高为-5.592m，这样隧道顶到承台底有约7.4~15m的净距，故隧道顶到承台底的距离满足相关要求。
预留城市线轨道从桥梁左、右幅桩基础中间穿过，使桥梁桩间距增大到15m，导致承台和桩基受力不利。桥梁实施在前，隧道实施在后，本桥将在很长一段时间内处于此种工况，故对承台、桩基按规范要求进行了验算。
承台简化为简支梁进行计算，梁宽6.3m，梁高3.5m，在桥梁博士中建立计算模型，每隔1m划分一个单元；左侧考虑填土荷载，右侧考虑支座及台帽自重，均作为均布荷载施加。按简支梁计算时，跨中最大弯矩51926kN.m，小于其抗弯承载力124438kN.m，强度验算满足要求。按简支梁验算时，跨中最大正应力5.35MPa，小于混凝土抗压强度设计值；没有出现拉应力。左侧梁底最大裂缝宽度0.19mm，满足规范限值要求。
结合本项目的地质条件，假设隧道施工时隧道衬砌上方及侧面土体不发生破坏、支护和衬砌均完好的条件下，对隧道施工时的桥梁结构进行有限元分析。先假定隧道顶标高为-15m，采用大型通用软件Midas/GTS进行分析，模型取74m×66m×60m的土体尺寸为分析对象。模型边界条件：上边界为自由边界，左右边界约束横向位移，下边界约束横向位移和竖向位移。基于隧道施工时隧道衬砌上方及侧面土体不发生破坏，支护和衬砌均完好。计算结果显示地铁隧道施工对已有桩基产生的最大变形约为1.4mm，最大变形出现在隧道开挖面的上部，约地面以下16m的位置，桩基的变形在隧道开挖面以下逐渐减小并趋于收敛，桩基底部的变形小于0.1mm，可认为不发生变形。
结束语
根据分析在3号桥台桩基间预留两条城市线路隧道通过条件可以满足梦海大道布置1条城市快线+1条城市普线或者1条城际线+1条城市线等多种线路方案组合形式，且线路通过对周边地块影响小，基本不切割地块，十分必要的。桥梁桩基础采用嵌岩桩，桩端嵌入微风化花岗岩。隧道施工时隧道衬砌上方及侧面土体不发生破坏，支护和衬砌均完好的前提下，桩身位移和内力均满足规范要求。隧道在运营过程中对桥梁结构安全不会产生不良影响。
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