林 韜

(北京建達道橋咨詢有限公司，北京 100015)

1 工程概況

北京首都國際機場T3航站樓空側地面飛機、快軌、行李車等各種交通縱橫交錯，為了解決各種交通之間相互干擾、合理的利用空間、有效地控制工程造價，設計了捷運通道框架橋。捷運通道分南北2段，每段長度為245 m，通道頂面共設4座飛機滑行橋，2座機場特種車輛橋。捷運通道框架橋共分三層:第一層為飛機滑行道，設計荷載為垂直于通道方向的F類飛機荷載;第二層為捷運系統(tǒng)軌道層，設計荷載為沿著通道方向的APM軌道荷載;第三層為行李車層，設計荷載為沿著通道方向的行李車荷載。

橋位區(qū)位于北京平原區(qū)的東北部，處于溫榆河、小中河之間的一級階地上，地勢平坦。場地及周圍土層均為亞粘土、粉細砂，場地土類別Ⅲ類，地基土不液化，地下水埋深1 m～2 m。

2 主要技術標準

1)設計荷載:第一層:F類飛機荷載，代表機型空客A380F;第二層:APM快軌，人群3．0 kN/m2;第三層:行李車特種荷載，人群3．0 kN/m2;2)橋面寬度:61 m飛機滑行道，兩側各設9．5 m鋼網(wǎng)架玻璃蓋板;3)凈空:第二層凈空不小于4．5 m，第三層凈空7．55 m;4)地震烈度:抗震設防烈度8度，抗震設防措施等級9度。

3 總體設計

滑行道橋長即通道全寬26．4 m，設計通行最大飛機為空客A380F，總重592 t，單輪重28．125 t。第二層捷運系統(tǒng)軌道層凈寬23．4 m，橫向布置2條APM軌道，軌道兩側均設置人員疏散通道、檢修通道。第三層行李通道層凈寬23．4 m，沿通道斷面方向在捷運系統(tǒng)軌道正下方各設置一根立柱，立柱將空間分成4．575 m服務通道+11．75 m行李通道+4．575 m服務通道三部分。

4 結構設計

框架結構分三層，分別承受不同的荷載(見圖1，圖2)。頂層由單箱多室的預應力混凝土箱梁和鋼網(wǎng)架玻璃蓋板組成。單箱多室的預應力混凝土箱梁用來承受飛機荷載，同時為了保護飛機翼展范圍不受捷運系統(tǒng)軌道層影響，在箱梁兩側設置了鋼網(wǎng)架玻璃蓋板。鋼網(wǎng)架玻璃蓋板只承受自重、雪荷載、風荷載、清潔車荷載。

第二層(也稱中板)采用鋼筋混凝土格子梁結構，主要承受APM軌道荷載和人員疏散通道、檢修通道人群荷載。

第三層(也稱底板)采用整體式底板結構，主要承受行李車荷載和服務通道人群荷載，底板下設置樁基礎。

橋位處地下水數(shù)量大，且埋藏較淺，因此需對整個通道進行整體防水設計。在沉降縫處設置1道金邊橡膠止水帶，在混凝土底板下依次設置C15碎石混凝土保護層厚8 cm、膨潤土板、厚塑料布、C10混凝土墊層厚10 cm。在側墻外側依次設置SBS防水卷材、5 cm厚聚苯板、砌機磚保護層。

圖1 框架橫斷面

圖2 框架縱剖面

4．1 頂板

框架頂板主要承受F類飛機荷載，由于其代表機型空客A380F，總重592 t，單輪重28．125 t。如此大的荷載給框架頂板的構造提出了很高的受力要求，為了滿足總重和局部荷載均較大的受力要求，設計采用適當增大梁高，減小箱寬，加厚箱梁頂板的方法來解決以上問題。同時通過設置中橫隔梁來加強整個箱梁的整體性。

框架頂板跨徑26．4 m，橋寬61 m，采用單箱20室預應力混凝土梁式結構。箱梁梁高1．5 m，頂板厚0．32 m，底板厚0．25 m，腹板厚0．5 m，箱室凈寬2．5 m。箱梁在側墻頂范圍設置實腹段與側墻連接成整體，在跨中設置一道0．5 m寬中橫隔梁。

頂板設計為預應力混凝土結構，每個腹板內設置4束、腹板兩側的底板內各設置1束高強度低松弛預應力鋼絞線?？v向鋼絞線直徑為15．2 mm，鋼絞線抗拉設計強度fpk=1 860 MPa，錨下應力σcon=0．75fpk縱向。腹板鋼束采用19-7φ5鋼絞線，底板采用15-7φ5鋼絞線，錨具采用VSL系列錨具。頂板在梁端與側墻完全連接成整體，橫向采用普通鋼筋端橫隔梁、中橫隔板。

4．2 中板

中板主要承受APM軌道荷載和人員疏散通道、檢修通道人群荷載。其中APM軌道荷載相對較大，且完全集中在2條軸線上，因此在軌道的下方設置了2排間距13．85 m的1．25×2 m橢圓形柱子來承擔APM軌道荷載。中板總寬23．4 m，板厚40 cm，在中板的寬度方向共設置3道縱梁，位置分別是兩個柱頂及板中線，縱梁寬1．5 m×高1．1 m。沿著通道方向每排柱頂設置一道寬2．5 m×高1．1 m的橫隔梁。中板兩側分別與側墻剛接，整個中板為一格子梁結構(見圖3)。中板按普通鋼筋混凝土構件設計，在縱梁橫梁內設置雙置的直徑40 cm的HRB400鋼筋，鋼筋間距12 cm。橋面板配置直徑32 cm的HRB335鋼筋，鋼筋間距10 cm。

圖3 中板橫斷面

4．3 側墻

側墻設置在通道的兩側，與通道頂板、中板、底板通過剛性連接成一個整體。側墻除了承受頂板、中板、底板傳遞的豎向荷載、彎矩外，還承受側墻外側的土壓力。

側墻高度范圍17．5 m～19．9 m，側墻厚1．5 m。側墻外側配雙置直徑28 cm的HRB335鋼筋，鋼筋間距12 cm;側墻內側配直徑28 cm的HRB335鋼筋，鋼筋間距12 cm。

4．4 底板與基礎

底板主要承受行李車荷載和服務通道人群荷載，以及由立柱、側墻傳遞到底板的頂板荷載、中板荷載、側壁土壓力等。

底板厚1．5 m，在側墻底、立柱底設置(含底板)總高度2 m的承臺，在每側側墻底設置2根1．2 m直徑鉆孔灌注樁，樁長40 m，沿通道方向樁間距4．618 m。在每根立柱下設5根0．8 m直徑鉆孔灌注樁，樁長28 m，樁間距2．4 m。

4．5 抗浮設計

整個框架結構挖空率較大，且橋位處地下水埋藏較淺，因此對結構進行了抗浮設計，通過計算在底板下設直徑0．8 m的抗浮樁，樁長28 m，樁間距3 m。

5 結語

為了合理地利用城市空間，減少各種交通之間的換乘距離，把各種交通設施整合到一起的大型交通樞紐工程，正受到各大、中城市的青睞。該橋是把飛機、APM軌道、行李車特種車三種交通設施立體的結合在一起，有效利用了有限的空間，節(jié)省了工程造價，實現(xiàn)了各種交通的立體交叉。同時該橋也是國內第一座按F類飛機荷載設計的橋梁。該橋的設計積累了一些有益的經驗，對同類型橋梁的設計有一定的參考價值。該橋已于2004年開工建設，2007年年底竣工，2008年奧運會前夕正式投入使用，為保障2008年北京奧運會的空中交通做出了應有的貢獻。目前該橋已經使用4年，橋梁各方面運行狀況良好。

［1] ICAO理事會在國際民航組織公約附件十四卷Ⅰ．機場設計與運行［Z］．第3版．1999．

［2] 惠麗萍，王 良．地鐵車站結構設計中存在的問題［A］．中國土木工程學會第十一屆、隧道及地下工程分會第十三屆年會論文集［C］．2004:179．