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        城市高架橋的總體平面布置方案與應(yīng)用

        2011-08-08 08:23:10周師凱
        城市道橋與防洪 2011年12期
        關(guān)鍵詞:斜交非標(biāo)準(zhǔn)平面布置

        周師凱

        (??谑惺姓こ淘O(shè)計(jì)研究院,海南 ???570208)

        0 前言

        在城市橋梁建設(shè)中,周圍環(huán)境對(duì)橋梁的總體布置影響很大,從三維空間縱覽全局,在立面空間布置上主要考慮橋下機(jī)動(dòng)車道、橫向交叉路口等凈空要求,如果是多層結(jié)構(gòu)還要滿足各層的凈空要求;在橫斷面空間要考慮地面道路車行道、非機(jī)動(dòng)車道、人行道、上下行匝道等寬度要求;平面空間要考慮既要保證橋下既有道路寬度,又要考慮地下管線的影響,同時(shí)還考慮橋梁跨度和結(jié)構(gòu)高度與周圍環(huán)境在空間上的協(xié)調(diào),從而保證城市景觀的要求。由于高架橋工程一般規(guī)模較大,總體投資較高,如沒(méi)有特殊要求,往往為了減少工程造價(jià),在總體方案上盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件,因此上部結(jié)構(gòu)以預(yù)制構(gòu)件為主,下部結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的蓋梁為主,在局部特殊路段采用非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。本文以某高速公路K44+497.070~K47+378.700段,全長(zhǎng)2 881.63 m高架橋?yàn)槔?,介紹高架橋的總體平面布置和超大懸臂蓋梁的設(shè)計(jì)和應(yīng)用,可供同類橋梁設(shè)計(jì)提供借鑒參考。

        1 項(xiàng)目背景

        某高速公路全長(zhǎng)83.5 km,全線70%路段為高架橋路段,部分路段為雙向6車道+緊急停車帶和雙向8車道+緊急停車帶。全線設(shè)有6座互通立交和跨江雙層特大橋1座。其中K47+243.810~K47+378.700段處于雙向8車道高架橋,東接跨江大橋引橋上層,西接A4互通立交,橋梁面積232 027 m2,上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力空心板和預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T梁,下部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力雙柱式倒T型蓋梁橋墩,全線按雙幅橋設(shè)計(jì),局部橋面中央分隔帶開(kāi)口處和樁號(hào)終點(diǎn)處按單幅橋設(shè)計(jì)。

        2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)參數(shù)

        (1)荷載等級(jí):公路-I級(jí);

        (2)雙向8車道標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)挘弘p幅橋橋面布置為0.5m(防撞墻)+19.13m(車行道)+0.5m(防撞墻)+0.24(中央分隔帶)+0.5m(防撞墻)+19.13m(車行道)+0.5m(防撞墻)=40.26m;單幅橋橋面布置為0.5m(防撞墻)+39.5m(車行道)+0.5m(防撞墻)=40.5m;

        (3)抗震設(shè)計(jì):基本烈度7度,地震動(dòng)峰值加速度0.1 g,工程重要性系數(shù)1.3;

        (4)行車速度:120 m/h;

        (5)橋梁設(shè)計(jì)安全等級(jí):一級(jí),γo=1.1;

        (6)環(huán)境類別:I類。

        圖1為高架主線雙向8車道標(biāo)準(zhǔn)段橋梁橫斷面布置圖。

        3 橋梁總體平面方案布置

        本區(qū)間高架橋梁平面布置控制節(jié)點(diǎn)有:地面交合路口2處、橫向斜交主干路口2處、河流2處、鐵路1處、高壓乙烯管線1處、斜交軍纜1處、橫向規(guī)劃路口2處,高架橋中央分隔帶開(kāi)口2處。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件有5種,分別為20 m、22 m預(yù)應(yīng)力空心板梁和 30 m、35 m、45 m預(yù)應(yīng)力T梁。下部結(jié)構(gòu)分20(22)板梁m+20(22)m板梁、20(22)m板梁 +30 m T梁、30(35)m T梁 +30(35)m T梁、30 m T梁 +40 m T梁、35 m T梁 +45 m T梁 5種類型標(biāo)準(zhǔn)橋墩,非標(biāo)準(zhǔn)橋墩有11種類型。表1為橋梁總體布置。

        3.1 上跨地面道路某公路路口平面布置方案

        上跨地面道路某公路路口平面布置方案見(jiàn)圖2。

        圖1 高架主線雙向8車道標(biāo)準(zhǔn)段橋梁橫斷面布置圖(單位:mm)

        表1 橋梁總體布置一覽表

        續(xù)表1

        圖2 上跨地面道路某公路路口平面布置方案圖

        高架橋與某公路匯合口,Pm11~Pm17上部結(jié)構(gòu)采用7×22m標(biāo)準(zhǔn)空心板梁,左幅橋下部結(jié)構(gòu)PmL11~PmL13橋墩采用小門式墩避讓地面道路,Pm14~Pm 17橋墩采用大門式墩,左右幅橋合并設(shè)計(jì),結(jié)合橋面調(diào)頭車道開(kāi)口設(shè)計(jì),減少橋墩的種類。

        3.2 上跨城一路平面布置方案

        上跨城一路平面布置方案見(jiàn)圖3。

        圖3 上跨城一路平面布置方案圖

        橋梁與城一路路口斜交角度10°,為了減小橋梁跨徑,橋墩采用三跨對(duì)角線對(duì)稱斜交轉(zhuǎn)正交過(guò)渡設(shè)計(jì),上部結(jié)構(gòu)左幅橋PmL23~PmL26采用34.589 m+45 m+38.181 m非標(biāo)準(zhǔn)T梁組合,右幅橋 PmR23~PmR26采用 38.181 m+45 m+34.589 m非標(biāo)準(zhǔn)T梁組合,下部結(jié)構(gòu)斜交橋墩采用非標(biāo)準(zhǔn)橋墩。

        3.3 上跨H1河、專線鐵路、高壓乙烯管線、H2河平面布置方案

        上跨H1河、專線鐵路、高壓乙烯管線、H2河平面布置方案見(jiàn)圖4。

        圖4 上跨H1河、專線鐵路、高壓乙烯管線、H2河平面布置方案

        此節(jié)點(diǎn)集中了H1河、專線鐵路、高壓乙烯管線、H2河4種控制要素,其中H1河和H2河有規(guī)劃河道藍(lán)線要求,專線鐵路和高壓乙烯管線有安全距離要求。要考慮高架橋整體各節(jié)點(diǎn)的控制要素,又保證標(biāo)準(zhǔn)跨徑的使用,該節(jié)點(diǎn)Pm46~Pm50上部結(jié)構(gòu)采用35 m+35 m+45 m+35 m標(biāo)準(zhǔn)T梁組合,下部結(jié)構(gòu)全部采用標(biāo)準(zhǔn)形式。

        3.4 上跨城二路平面布置方案

        上跨城二路平面布置方案見(jiàn)圖5。

        圖5 上跨城二路平面布置方案圖

        橋梁與城二路路口斜交角度8°,為了減小橋梁跨徑,橋墩采用三跨對(duì)角線對(duì)稱斜交轉(zhuǎn)正交過(guò)渡設(shè)計(jì),上部結(jié)構(gòu)左幅橋PmL62~PmL65采用30.643 m+46.5 m+33.505 m非標(biāo)準(zhǔn)T梁組合,右幅橋PmR62~PmR65采用33.505m+46.5m+30.643m非標(biāo)準(zhǔn)T梁組合,下部結(jié)構(gòu)斜交橋墩采用非標(biāo)準(zhǔn)橋墩。

        3.5 上跨斜交軍纜平面布置方案

        上跨斜交軍纜平面布置方案見(jiàn)圖6。

        圖6 上跨斜交軍纜平面布置方案圖

        橋梁與軍纜斜交73°,由于此軍纜為部隊(duì)比較重要的管線,保密級(jí)別較高,為了避免在施工期間對(duì)軍纜的安全造成威脅,雙幅橋在此節(jié)點(diǎn)采用錯(cuò)位布置,左幅橋PmL67~PmL74上部結(jié)構(gòu)采用30m+4×35 m+45 m+35 m標(biāo)準(zhǔn)T梁組合,右幅橋PmR67~PmR74采用3×35 m+45 m+2×35 m+30m標(biāo)準(zhǔn)T梁組合,下部結(jié)構(gòu)均采用標(biāo)準(zhǔn)橋墩。

        3.6 上跨規(guī)劃路平面布置方案

        上跨規(guī)劃路平面布置方案見(jiàn)圖7。

        由于橋梁與規(guī)劃路口斜交角度較小,橋梁跨徑適當(dāng)放大,Pm79~Pm82上部結(jié)構(gòu)采用正交 35 m+45m+35m標(biāo)準(zhǔn)T梁組合,下部結(jié)構(gòu)均采用標(biāo)準(zhǔn)橋墩。

        3.7 上跨某公路交合口平面布置方案

        上跨某公路交合口平面布置方案見(jiàn)圖8。

        圖7 上跨規(guī)劃路平面布置方案圖

        圖8 上跨某公路交合口平面布置方案圖

        此節(jié)點(diǎn)為本區(qū)間高架橋的終點(diǎn),銜接跨江大橋引橋上層,地面道路將在此節(jié)點(diǎn)進(jìn)入大橋引橋的下層,通過(guò)雙層大橋跨江到達(dá)江東。由于地面道路在此進(jìn)行改道及規(guī)劃路的影響,Pm88~Pm91左右幅橋合并設(shè)計(jì),并將橋面附近的中央分隔帶開(kāi)口調(diào)整至本節(jié)點(diǎn),上部結(jié)構(gòu)采用35 m+35 m+30 m標(biāo)準(zhǔn)T梁組合,下部結(jié)構(gòu)Pm88~Pm89采用大門式墩設(shè)計(jì),Pm90采用超大懸臂橋墩設(shè)計(jì)。

        4 設(shè)計(jì)總結(jié)

        本標(biāo)段橋梁面積為116 014 m2,其中標(biāo)準(zhǔn)梁面積為105 660 m2,非標(biāo)準(zhǔn)梁面積為10 354 m2,標(biāo)準(zhǔn)梁占91.08%,非標(biāo)準(zhǔn)梁占8.92%。下部結(jié)構(gòu)橋墩共計(jì)83個(gè),其中標(biāo)準(zhǔn)橋墩有61個(gè),非標(biāo)準(zhǔn)橋墩有22個(gè),標(biāo)準(zhǔn)橋墩占73.5%,非標(biāo)準(zhǔn)橋墩占26.5%。

        城市高架橋橋梁平面布置是龐雜的系統(tǒng)工程,既要考慮橋梁的技術(shù)難點(diǎn)又要兼顧地面交通功能及地下管線等影響因素。該工程經(jīng)過(guò)精心優(yōu)化設(shè)計(jì)后,有效地提高了標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件的使用,在城市橋梁設(shè)計(jì)中具有參考和應(yīng)用價(jià)值,有效地節(jié)約了投資和縮短建設(shè)工期。目前,該工程2009年底已建成通車。

        [1]CJJ 11-1993,城市橋梁設(shè)計(jì)準(zhǔn)則[S].

        [2]JTG/T D81-2006,公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則[S]

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