1、概况
包神线位于我国内蒙古西部和陕西北部，线路北起包头枢纽的包头站，向南跨黄河经内蒙古鄂尔多斯市、陕西省榆林市，终于既有神延铁路的大保当车站。包神线黄河特大桥是该工程的控制性项目，该桥全长4285m，跨度布置为：3-32m+1-48m+20-32m+19-48m+8-108m+19-48m+8-32m+1-48m+14-32m，其中：40孔为48m预应力简支箱梁，8孔为108m钢桁梁（图1）。
图1 黄河特大桥主桥效果
线路主要技术标准
铁路等级：国铁I级。正线数目：双线。限制坡度：6‰、双机13‰。路段旅客列车行车速度：160km/h，预留200km/h条件。最小曲线半径：一般地段3500m，困难地段2800m。牵引种类：电力。机车类型：货运机车SS4B型、客运机车SS7d型。牵引质量：5000t。到发线有效长度：1050m。闭塞类型：自动闭塞。
桥位处河道宽约4km，主槽宽600m，摆动幅度750m，常水位深约7m，设
计流量6310 m3/s，设计水位1006.80m，主槽最大冲刷深度22.42m，河滩最大冲刷深度6.87m。最高凌汛水位为1006.54m，历史最大冰块面积达50000 m2，相应冰速0.69 m/s，最大冰厚达1.3 m。
桥址区分布地层主要为第四系冲洪积地层，岩性主要为粉砂、粉质粘土、细砂、粗砂等，勘探未见基岩。粉土、细砂为可液化土层，液化深度为12～18.2m，液化等级为中等～严重。
年均气温7.2℃，年最低气温－27.9℃，年最高气温39.2℃，年均降水量297.6mm，最大风速24.1m／s，年平均风速2.6m／s，年平均相对湿度51％。
地震基本烈度8度，地震动峰值加速度0.2g，场地类别为III类。
规划通航等级为IV级，净高不小于8m，河道通航宽度不小于45m。
本桥钢桁梁用钢量指标13.1t/m。
2、主桥结构
(1)108m下承式简支钢桁梁
8x108m下承式简支钢桁梁为整体节点钢桁梁，桁式为无竖杆三角形桁。桥面宽度：主桁中心距11.6m、桥面板宽9.56m。主桁跨度：主桁计算跨度为106.4m，全长107.84m，桁高13.5m，横桥向支座中心距为11.6m(图2、3、4)。
图2 钢桁梁横截面图
主桁、桥面系采用Q370qE，横联、桥门架、平联采用Q345qE。高强度螺栓采用10.9S级M24、M30，材质为20MnTiB及35VB，螺母及垫圈均采用45号优质碳素钢。道碴槽板采用预制桥面板，厚度25cm，通过剪力钉与桥面系钢梁固定，与钢桁梁和主桁不连接。沿桥纵向约每3.3m设有一道L形横向搭接断缝，桥面板不参与主桁共同受力，该设计方案能满足设计 200km/h客货共线铁路的运营要求。
图3 钢桁梁立面图
(2)48m预应力混凝土节段拼装简支箱梁
桥墩中心距离50.35m，箱梁全长50.2m，支点间距48.2m。箱梁高4.3m，箱梁顶宽9.36m，箱梁底宽5.6m(图5)。每孔箱梁混凝土用量约500m3。
图4 8-108下承式简支钢桁梁布置图
梁体混凝土强度等级为C50。封锚混凝土采用补偿收缩混凝土，强度等级同梁体。纵向预应力筋、横向预应力筋均采用公称直径为15.2mm的钢绞线，抗拉强度为1860MPa。
图5 48m简支箱梁横截面
每孔梁按9个梁段（奇数分段，跨中不设缝）预制，各节段在移动造桥机上以湿接缝连接，最大节段吊重147t，湿接缝长度为60cm(图6)。
图6 移动造桥机拼装48m简支箱梁
（3)减隔震支座
本桥位于8度高烈度地震地区，48m梁按照多遇地震设计，基础为9根直径1.5m桩，按罕遇地震设计，基础须5根直径2.5m桩，基础造价增加2倍以上。为减小罕遇地震力对基础的影响，采用双曲面减隔震支座，进行减隔震设计。对于固定支座，采用图7 所示的支座形式，在双曲面支座上设剪力件，剪力件承受的水平力为支座反力的12％，当支座所承受的地震水平力超过剪力件的水平承载能力时，双向双曲面减隔震支座开始滑动，减小地震力。
图7 固定支座构造图
对于纵向滑动支座，采用图8所示的结构形式，在使用荷载作用下，水平滑动面滑动，地震作用下，曲面滑动，以减小地震力。
图8 活动支座构造图
（4)墩台与基础
本桥桥墩采用圆端形桥墩，桥台采用双线T台。墩台与基础除考虑常规设计因素外，特别考虑冰压力及地震力。
地震力设计按照新的抗震规范进行，既考虑多遇地震作用，也考虑罕遇地震作用，多遇地震时重要性系数按1.4设计。
108m、48m桥墩破冰棱前端设置R=0.5m圆形，前端夹角约60度，最大冰压力分别为6189kN、5017kN 。
图9 主墩墩身及承台构造图
承台尺寸按满足布桩和刚性角要求，采用双层承台。桩基在考虑冲刷及地震液化前提下，确保有足够的承载力和纵横向刚度。108m简支钢桁梁桥墩桩基础采用11根Φ250cm钻孔灌注桩，桩长70～80m，承台总厚度7m(图9 )。
48m简支梁桥墩桩基础采用9根Φ150cm钻孔灌注桩，桩长55～62m，承台总厚度4.3m。
(5)施工场景见图10、11、12。
图10 水中基础施工平台
图11移动造桥机拼装48m简支箱梁施工全景
图12拼装钢桁梁
3、主要技术特点和创新点
(1)108m简支钢桁梁采用新型的道碴槽板有碴桥面，钢梁用钢量13.1t/m，经济合理地解决了在大跨简支钢桁梁上铺设无缝线路、满足200km/h行车速度要求的技术难题。
(2)48m简支箱梁节段拼装是铁路系统首次在大跨双线整孔箱梁上采用预制节段拼装施工方法，既加快了施工进度又保证了施工质量。
(3)本桥是我国铁路第一座系统采用减震设计技术的桥梁，首次研发并推广使用的减隔震支座极大地减小了基础工程量。
4、有关资料
桥 名：包神线黄河特大桥
桥 型：八跨钢桁架连续梁
跨 径：每跨108米
桥 址：内蒙古鄂尔多斯市、陕西省榆林市
设计单位：中铁工程设计咨询集团有限公司
施工单位：中铁十九局集团有限公司
混凝土用量：208910m3
钢筋用量：31560t
造价：3.888亿元
建成日期：预计2009年
