商耀兆
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們對交通服務的更高要求,城市軌道交通已經(jīng)成為世界各個國家的重要交通方式,橋梁結(jié)構(gòu)是城市軌道交通工程中的重要結(jié)構(gòu)型式。文章結(jié)合東南亞某項目分析了城軌橋梁的技術(shù)要點,為城市軌道交通高架橋結(jié)構(gòu)提供參考。
1、工程概況
項目所在的城市是該國最大省的省會,人口數(shù)量約1000萬,為緩解日益增長的城市交通壓力,啟動了該國第一個城市軌道交通的建設(shè)項目。
線路大致為南北走向,主要沿GrandTrunk Road、Macleoad Road等城市主干道敷設(shè)。正線全長約25.58km,其中地下線1.29km,地下線路與高架線路過渡段0.72kn,高架線路23.57km,共設(shè)車站26座,其中高架站24座,地下站2座。沿線跨越市政道路、鐵路、運河等。
2、上部結(jié)構(gòu)技術(shù)要點
在項目的前期階段,根據(jù)中國橋梁技術(shù)特點,中方設(shè)計提出了箱梁、單線U梁、雙線U梁、Ⅱ型梁、連續(xù)剛構(gòu)、小箱梁等多個梁形方案,并對各種結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計,進行了詳細地結(jié)構(gòu)型式比選。
結(jié)合各方意見,最終采用了單線U型梁作為工程的標準梁型,區(qū)間正線為雙線,采用兩個單線U梁并置。在高架站內(nèi),為了適應渡線及道岔布置,采用雙線U梁作為道岔梁。
從景觀通透舒適、跨徑經(jīng)濟合理、加快施工進度等方面綜合考慮,通過計算分析經(jīng)濟比選,并參考國內(nèi)外已建成城軌項目的U梁跨度,確定30m的梁部跨度為工程的標準跨度。
U型梁的外形選擇,對圓潤型、花瓶型、翔鴿型等進行了分析比較。圓潤的外觀,表現(xiàn)出了一種圓而光滑,飽滿而潤澤的美學效果?;ㄆ坑善康住⑵可?、瓶嘴等部分組成,顯示出平穩(wěn)、包容的特點。和平鴿是和平、友誼、團結(jié)、圣潔的象征,作為和平的使者,是世界重大盛事中必不可少的角色之一。項目最終采用了翔鴿型的U梁截面,象征著中國人民和該國人民之間的最真誠、最純粹的友誼,及對和平的珍視。
隨著國內(nèi)外軌道交通高架橋的建設(shè),梁部的施工方式也日漸多樣,支架現(xiàn)澆法、預制吊裝法、預制架設(shè)法、節(jié)段拼裝法等,都體現(xiàn)了對施工工藝完善的追求。預制吊裝相對于預制架設(shè)而言,預制工法相同,架設(shè)機械、架設(shè)方式不同。預制吊裝采用的架設(shè)機械為汽車吊,架設(shè)方式為沿道路或便道進行架設(shè),不需要大型架橋機械,可以在多個工點同時開展吊裝作業(yè)。
3、下部結(jié)構(gòu)技術(shù)要點
因工程的線位基本處于城市主干道中間,高架橋下部結(jié)構(gòu)型式的選則除滿足軌道交通結(jié)構(gòu)本身的受力要求、剛度要求、變形要求外,還要與沿線的環(huán)境相協(xié)調(diào),在景觀及視覺效果上需著重考慮。橋墩宜采用輕形結(jié)構(gòu),以獲得橋下的通透感,盡量減少橋梁結(jié)構(gòu)對城市環(huán)境的不利影響。經(jīng)過比選,高架橋采用圓柱形獨柱式橋墩作為標準墩型。
工程的區(qū)間簡支梁統(tǒng)一采用了單圓柱墩,其結(jié)構(gòu)輕盈,視覺效果好。橋墩結(jié)構(gòu)由預應力混凝土頂帽和鋼筋混凝土墩身組成,頂帽預制施工,墩身現(xiàn)場澆筑,頂帽與墩身采用拼裝連接。頂帽在工廠預制,既保證了頂帽的施工質(zhì)量及良好的表面外觀,又減少了現(xiàn)場澆筑頂帽時采用的支架結(jié)構(gòu)。
工程沿線地質(zhì)條件較為單一,地層情況變化不大,基本以粉質(zhì)粘土、中砂、細砂為主,設(shè)計采用鉆孔樁基礎(chǔ),樁徑主要為l.Om和1.25m,樁長一般為28~48m。樁基持力層選擇粉質(zhì)黏土下面密實、飽和狀態(tài)、工程性質(zhì)較好的粉砂或細砂層,滿足上部荷載對地基承載力、基礎(chǔ)沉降變形及對橋墩的約束剛度等技術(shù)要求。對于跨度小于等于40m的簡支梁和跨度小于等于40m的連續(xù)梁相鄰橋墩,其工后沉降量之差不應超過10mm。
4、附屬結(jié)構(gòu)技術(shù)要點
橋面布置方案。區(qū)間高架橋上為無砟軌道,采用整體道床,由接觸軌對列車進行供電。由于U型梁結(jié)構(gòu)的腹板頂高出軌面1米以上,可起到降噪的作用,不再設(shè)置聲屏障,節(jié)約了工程費用。欄桿設(shè)置在外腹板頂外側(cè),外腹板頂面兼做疏散平臺。各類電纜通過電纜槽和電纜支架的方式過橋,強電、弱電電纜分置,弱電電纜槽設(shè)置于U型梁底板上且靠近外側(cè)腹板,強電電纜設(shè)置于U型梁內(nèi)側(cè)腹板的電纜支架上。在正常運營期間不進行養(yǎng)護維修作業(yè),僅在停運期間進行檢修。
橋面防排水。U型梁底板鋪設(shè)全封閉的防水層。橋面防水材料選用與混凝土結(jié)構(gòu)粘接性能好、耐腐蝕的材料,防水層上覆蓋致密、耐沖擊的保護層,厚度不小于4cm。單線U型梁橋面采用單列排水形式,橋面設(shè)V形排水坡,橫向排水坡度不小于1.5%。橋面匯水通過PVC管道集中排至橋下。
橋梁支座及伸縮縫。橋梁支座采用符合軌道交通要求、有橫向限位功能的球形鋼支座-CGQZ系列支座。橋梁伸縮縫選用有一定強度、韌性、抗腐蝕性及防水性能好的伸縮縫材料。為了防止雨水沿梁端流下影響支座的使用性能,提高支座使用的耐久性,在梁與梁銜接處沿橋面橫向全范圍內(nèi)設(shè)置伸縮縫,形成全橋面封閉。
該工程已于2018年5月實現(xiàn)部分區(qū)段的試運行,成為中國“一帶一路”的又一重要成果。高架橋的U型梁、大懸臂預制頂帽、單圓柱橋墩、完善的附屬結(jié)構(gòu)等成為工程的亮點,為城市軌道交通建設(shè)積累了寶貴的經(jīng)驗。