黃曉東,史松磊
(南京市市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司,江蘇南京 210008)
立交橋設(shè)計(jì)中,一般以機(jī)動(dòng)車行駛通暢、避免交織為主要考慮因素,非機(jī)動(dòng)及行人則盡量通過(guò)地面交通解決。夾江大橋位于江心洲南側(cè),跨越夾江,溝通南京河西與江心洲地塊,主橋?yàn)楠?dú)塔懸索橋,兩側(cè)引橋?yàn)檫B續(xù)梁橋。夾江大橋原設(shè)計(jì)中主要通過(guò)主橋人行道和連接主橋兩端的人行梯道解決夾江兩側(cè)非機(jī)動(dòng)車和行人通過(guò)夾江問(wèn)題。行人通過(guò)人行梯道上下橋比較方便,但由于人行梯道坡道較陡,非機(jī)動(dòng)車通過(guò)設(shè)置在人行梯道上的坡道推行,難度較大,特別在雨雪天氣,非機(jī)動(dòng)車在人行梯道推行極易打滑,出現(xiàn)危險(xiǎn)。為解決江心洲居民過(guò)江難,保障非機(jī)動(dòng)車上下橋安全,在主橋兩側(cè)修建非機(jī)動(dòng)車道橋尤顯必要。
夾江大橋非機(jī)動(dòng)車道橋工程位于夾江大橋兩側(cè)(見(jiàn)圖1),靠近原有人行梯道橋,是連接夾江大橋人行道和主橋兩側(cè)地面道路的通道,主要用于解決江心洲居民非機(jī)動(dòng)車上下主橋困難而建設(shè)。橋梁采用混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu),三跨一聯(lián),最大跨徑30 m。
圖1 橋位平面圖
江心洲側(cè)非機(jī)動(dòng)車道橋沿引橋兩側(cè)布置,每側(cè)橋梁長(zhǎng)度267 m,最大坡度3%,中間設(shè)置15 m緩坡段。
河西側(cè)非機(jī)動(dòng)車道橋呈“耳朵”型布置,并利用原人行梯道橋雙向段位置,將原雙向段人行梯道橋改建成行人非機(jī)動(dòng)車混行坡道橋,橋梁最大縱坡5%,間隔設(shè)置緩坡段。
平面線位設(shè)計(jì)既要考慮橋梁在現(xiàn)有平面可利用空間的合理布置,縱斷面展坡坡長(zhǎng)能否滿足要求,還要考慮與周邊交通的合理順接,以及盡量符合非機(jī)動(dòng)車交通流特點(diǎn)。
江心洲側(cè)非機(jī)動(dòng)車道橋現(xiàn)狀橋位主要為農(nóng)田,沿引橋兩側(cè)布置(基本平行),能夠滿足縱斷面坡長(zhǎng)對(duì)空間的要求,還能順利與現(xiàn)狀地面交通對(duì)接。
河西側(cè)非機(jī)動(dòng)車道橋現(xiàn)狀橋位主要為河堤漫灘和農(nóng)田,引橋兩側(cè)空間較大,但沿引橋方向長(zhǎng)度較短。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)空間情況,綜合考慮非機(jī)動(dòng)車在河西地塊交通流特點(diǎn)、橋梁縱坡坡長(zhǎng)要求和與周邊交通合理順接等因素,主要有以下三個(gè)方案:
方案一(見(jiàn)圖2):回形針布置,充分利用河堤漫灘空間,非機(jī)動(dòng)車?yán)@行至河堤落地,單側(cè)長(zhǎng)375 m,縱坡小于3%,通過(guò)園區(qū)道路進(jìn)行非機(jī)動(dòng)車及行人交通組織。
圖2 方案一平面線位
方案二(見(jiàn)圖3):沿兩側(cè)立交匝道布置,非機(jī)動(dòng)車道橋沿匝道落地,單側(cè)長(zhǎng)550 m,縱坡小于3%,兩側(cè)需增設(shè)人行通道下穿濱江大道。
圖3 方案二平面線位
方案三(見(jiàn)圖4):耳朵型布置,充分利用河堤漫灘空間,非機(jī)動(dòng)車通過(guò)兩側(cè)耳朵型匝道橋至非機(jī)動(dòng)車和行人混行坡道橋,并經(jīng)坡道橋落地,單側(cè)耳朵型橋長(zhǎng)275 m,最大縱坡5%,通過(guò)園區(qū)道路進(jìn)行非機(jī)動(dòng)車及行人交通組織。
圖4 方案三平面線位
如表1所列,方案一和方案二兩側(cè)上下橋口相距100 m、800 m??紤]到非機(jī)動(dòng)喜歡就近上、下橋的習(xí)慣,方案一和方案二中,很容易出現(xiàn)非機(jī)動(dòng)車雙向行駛的情況。方案一和方案二單側(cè)坡長(zhǎng)分別為375 m、550 m,坡度均為3%,橋凈寬3 m,在這么窄的橋面上出現(xiàn)橋梁逆行情況,很難避免雙向非機(jī)動(dòng)車出現(xiàn)碰撞等危險(xiǎn)事故。方案三將原有人行梯道橋混行道拆除(見(jiàn)圖4),新建行人、非機(jī)動(dòng)車混行坡道橋,行人、非機(jī)動(dòng)車上下橋口均在一起,并將混行段橋梁加寬,橋梁凈寬7 m,中間畫線,提示非機(jī)動(dòng)車分向行駛,充分避免在窄橋長(zhǎng)坡道出現(xiàn)非機(jī)動(dòng)車逆行狀況。
施工難度及工期方面,三個(gè)方案基本一致。工程造價(jià)方面,方案三1375萬(wàn)元,比方案一少27%,比方案二少50%。綜合以上幾個(gè)方面考慮,推薦方案選擇方案三,見(jiàn)表1。
表1 平面線位方案比較表
《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ37-90)第5.2.5條規(guī)定:非機(jī)動(dòng)車車行道縱坡度宜小于2.5%,大于或等于2.5%時(shí),應(yīng)按表5.2.5規(guī)定限制坡長(zhǎng),見(jiàn)表2。
表2 非機(jī)動(dòng)車車行道縱坡(單位:m)
在夾江大橋非機(jī)動(dòng)車道設(shè)計(jì)時(shí),專門對(duì)夾江大橋非機(jī)動(dòng)車交通量進(jìn)行連續(xù)十天的統(tǒng)計(jì)分析,見(jiàn)表3,其中以電動(dòng)自行車及摩托車為主,占非機(jī)動(dòng)車交通量92.2%;自行車僅占7.2%,三輪車及板車占0.6%。
表3 夾江大橋非機(jī)動(dòng)車交通流量表(單位:輛/d)
考慮到橋梁平面線位空間有限,無(wú)法滿足規(guī)范規(guī)定的坡度坡長(zhǎng)要求,非機(jī)動(dòng)車道坡度坡長(zhǎng)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮非機(jī)動(dòng)車以電動(dòng)自行車及摩托車為主要交通量的因素,并兼顧自行車及三輪車、板車的通行需要,坡度設(shè)計(jì)將縱斷面最大坡度設(shè)置為5%(見(jiàn)圖5),電動(dòng)自行車在5%坡道上完全可以自由騎行,自行車及三輪車、板車推行。河西側(cè)非機(jī)動(dòng)車道橋縱斷面設(shè)計(jì)具體情況,從坡底至坡頂,坡長(zhǎng)由77 m逐漸減小至60 m,中間設(shè)置平直段休息平臺(tái)。考慮自行車及三輪車在推行過(guò)程中體力逐漸減小,設(shè)計(jì)坡長(zhǎng)隨之逐漸減小,并通過(guò)中間設(shè)置的休息平臺(tái),幫助推行者恢復(fù)體力,保證上下坡過(guò)程中安全。
圖5 河西側(cè)非機(jī)動(dòng)車道橋縱斷面設(shè)計(jì)圖
平面方案三中,行人合流段人行梯道橋需要先拆除,然后在原位置新建行人、非機(jī)動(dòng)車混行坡道橋。原有人行梯道橋在三叉點(diǎn)位置設(shè)置轉(zhuǎn)換平臺(tái),人行梯道橋鋼箱梁梁端擱置在轉(zhuǎn)換平臺(tái)蓋梁上,轉(zhuǎn)換平臺(tái)受力平衡(見(jiàn)圖6)。現(xiàn)在拆除合流段人行梯道橋,則轉(zhuǎn)換平臺(tái)處于受力不平衡狀態(tài)。為保證轉(zhuǎn)換平臺(tái)受力安全,需在拆除合流段鋼箱梁梁端蓋梁上設(shè)置反壓支架,使轉(zhuǎn)換平臺(tái)達(dá)到受力平衡狀態(tài)。
圖6 反壓支架設(shè)計(jì)圖
反壓支架設(shè)計(jì)要點(diǎn):在新建橋墩間設(shè)置系梁,系梁與原老橋蓋梁之間設(shè)置50 cm×100 cm矩形受壓短柱,通過(guò)受壓短柱、橋墩間系梁形成反壓支架,承擔(dān)轉(zhuǎn)換平臺(tái)由于老橋拆除產(chǎn)生不平衡力,達(dá)到轉(zhuǎn)換平臺(tái)受力平衡,避免破壞。
反壓支架施工注意事項(xiàng):在拆除合流段人行梯道橋前,先用支架將不需拆除的人行梯道橋鋼箱梁梁端頂起,使轉(zhuǎn)換平臺(tái)蓋梁處于不受力狀態(tài),同時(shí)拆除合流段人行梯道橋;施工橋墩系梁及矩形短柱混凝土,混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度及齡期要求后,拆除人行梯道鋼橋箱梁梁端支架。
本橋平面設(shè)計(jì)中充分考慮了非機(jī)動(dòng)車、行人交通流行駛過(guò)程中的自由、就近、方便等特點(diǎn),將上下橋口設(shè)置在一起,避免了非機(jī)動(dòng)車逆行產(chǎn)生危險(xiǎn)的情況;將上下橋口與園區(qū)地面交通完全對(duì)接,為行人和非機(jī)動(dòng)車出行提供便利??v斷面設(shè)計(jì)中注意將現(xiàn)有規(guī)范要求與現(xiàn)有非機(jī)動(dòng)車交通流特點(diǎn)結(jié)合,充分利用有限的平面空間,將橋梁坡度、坡長(zhǎng)定在合理的范圍內(nèi),滿足了電動(dòng)自行車、摩托車、自行車、三輪車及行人的交通行駛要求。轉(zhuǎn)換平臺(tái)反壓支架充分利用結(jié)構(gòu)力學(xué)平衡原理,將新建結(jié)構(gòu)與原有結(jié)構(gòu)相結(jié)合,保證了工程安全。
本橋運(yùn)營(yíng)已有兩年,通過(guò)運(yùn)營(yíng)階段現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,電動(dòng)自行車、摩托車等車輛完全能夠在坡度5%的坡道橋上騎行;自行車、三輪車等車輛在坡道橋上推行,并通過(guò)設(shè)置的平臺(tái)段休息,避免了在上下坡道橋時(shí),由于體力透支,而產(chǎn)生的危險(xiǎn)情況。總體來(lái)說(shuō),本橋的設(shè)計(jì)完全滿足了主橋兩側(cè)居民的過(guò)江需求,從根本上解決了主橋兩側(cè)居民出行難問(wèn)題,橋梁投入運(yùn)營(yíng)兩年多來(lái),使用效果良好,取得了巨大的社會(huì)效益。
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