陳勇

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

1 工程概況

揚(yáng)州市金灣路北起啟揚(yáng)高速雙溝互通，南連滬陜高速杭集南互通，是揚(yáng)州市總體交通規(guī)劃“五橫七縱”快速路網(wǎng)體系的一縱，也是城市東部地區(qū)南北向的第一條快速集散要道，全長(zhǎng)約13 km。金灣路主線為一級(jí)公路兼顧城市快速路，輔道為城市次干路，斷面主輔分離，主線雙向六車道，輔道雙向四車道，道路紅線寬度60 m。華山路規(guī)劃為東西向城市快速路，主線雙向六車道、輔道雙向四車道，道路紅線寬度60 m。

金灣路-華山路立交節(jié)點(diǎn)位于兩條快速路交叉處，是揚(yáng)州市快速路內(nèi)環(huán)東北象限的交通轉(zhuǎn)換核心。根據(jù)道路總體方案，該節(jié)點(diǎn)在高水河?xùn)|西兩岸各設(shè)立定向T型互通形成組合立交，實(shí)現(xiàn)兩條快速路的全互通。該工程采用一次規(guī)劃，分期實(shí)施，近期先實(shí)施東岸定向匝道EN、EW、NW、NE、WN及金灣路直行通道ES、SE，預(yù)留遠(yuǎn)期華山路過(guò)河通道及西岸其余定向匝道。

近期設(shè)置人非過(guò)河通道，行人、非機(jī)動(dòng)車隨ES、SE通道過(guò)河，在高水河西岸、邵仙河?xùn)|岸通過(guò)4座梯坡道落地（見圖1）。根據(jù)近期方案，按臺(tái)后填土高度3.5 m作為路橋分界，橋梁工程主要包括ES、SE、WN 三座橋梁，橋梁總面積約 29 033 m2。遠(yuǎn)期方案見圖2。

2 橋梁總體設(shè)計(jì)[1-2]

2.1 跨徑布置

橋梁建設(shè)規(guī)模的大小由其所跨越的障礙物（河道及道路）大小決定，橋梁跨徑布置是橋梁總體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，合理的跨徑布置對(duì)控制工程規(guī)模、降低施工難度、提升橋梁景觀效果具有重要意義。本工程立交橋梁需跨越高水河航道、邵仙河及多條地面道路，屬于組合式立交，場(chǎng)地建設(shè)條件復(fù)雜，橋梁工程規(guī)模較大。

2.1.1 跨高水河航道

金灣路直行通道ES、SE跨越高水河，與河道正交布置。高水河為通航河道，現(xiàn)狀河寬約120 m。根據(jù)蘇省交通廳航道局要求及通航條件影響評(píng)價(jià)報(bào)告，高水河現(xiàn)狀為五級(jí)航道，規(guī)劃等級(jí)為三級(jí)，最高通航水位為8.33 m（廢黃河高程換算為1985國(guó)家高程），最低通航水位為3.33 m。橋梁主跨通航凈空不小于82 m×7.0 m（凈寬×凈高）。為盡量減小橋梁規(guī)模，節(jié)省兩岸橋梁用地，在水中設(shè)墩，主跨采用85 m，通航凈寬邊線與橋墩邊緣間距0.25 m，承臺(tái)埋入河床底以下，兩幅橋橋墩位于同一直線上，橋墩連線與河道水流方向平行。兩幅橋采用相同跨徑布置，跨徑組合為50 m+85 m+50 m。

2.1.2 跨邵仙河

邵仙河為等外級(jí)航道，根據(jù)揚(yáng)州市航道管理處文件及通航條件影響評(píng)價(jià)報(bào)告，邵仙河最高通航水位4.33 m，最低通航水位2.33 m，現(xiàn)狀河道寬約43 m，通航凈空不小于12 m×2.5 m。SE、ES通道跨邵仙河處均為斜交，并位于曲線段，橋梁跨徑布置分別為54 m和50 m。

圖1 近期方案

圖2 遠(yuǎn)期方案

2.1.3 跨地面道路

ES通道橋梁先后跨越NE匝道、防汛通道、東岸遠(yuǎn)期SW匝道、華山路主線、WN匝道；SE通道橋梁先后跨越西岸遠(yuǎn)期SW匝道、防汛通道、東岸NE匝道；WN匝道先后跨越遠(yuǎn)期華山路主線及東岸ES匝道。橋梁跨越道路處均位于曲線上且斜交，跨徑布置根據(jù)地面交通組織和下層道路寬度確定，確保橋下通行凈空，并留有一定的富余。同時(shí)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑，減少橋梁跨徑種類，立交范圍內(nèi)主要橋梁跨徑布置見表1。

2.2 結(jié)構(gòu)選型

橋梁結(jié)構(gòu)形式的選擇主要根據(jù)橋梁跨徑確定，同時(shí)與橋梁軸線曲率半徑密切相關(guān)，不同結(jié)構(gòu)形式橋梁的跨越能力、受力性能、施工難度、工程造價(jià)、景觀效果都各不相同。金灣路-華山路立交橋梁大多位于曲線上，跨徑種類較多，以下將從多方面進(jìn)行比選，確定最合理的結(jié)構(gòu)形式。

2.2.1 跨高水河大橋

高水河為規(guī)劃三級(jí)航道，通航凈寬不小于82 m，高水河大橋跨徑組合為50 m+85 m+50 m，分兩幅橋布置，單幅橋?qū)?7.75 m，橋面布置機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道、人行道。兩幅橋中間預(yù)留華山路主線施工空間。主跨85 m橋梁通常可采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁和鋼結(jié)構(gòu)系桿拱橋，兩者優(yōu)缺點(diǎn)比較見表2。

表2 高水河大橋橋型比選

根據(jù)金灣路的定位，主要以滿足交通功能為主，應(yīng)優(yōu)先選擇施工方便、造價(jià)較低、后期養(yǎng)護(hù)方便的橋梁方案，本工程推薦采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁橋，見圖3、圖4。

圖3 高水河大橋立面（單位：mm）

圖4 高水河大橋斷面（單位：mm）

2.2.2 跨邵仙河橋

邵仙河為等外級(jí)航道，有通航要求。根據(jù)橋梁總體布置，邵仙河橋跨徑分別為50 m、54 m簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，類似跨徑通常采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁和鋼-混凝土組合箱梁。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁適用于直線橋或曲線半徑較大的橋梁，一般為現(xiàn)澆施工；鋼-混凝土組合梁既適用于直線橋又適用于小半徑曲線橋，一般采用預(yù)制吊裝施工。邵仙河橋與河道斜交并位于曲線上，且河道處不宜采用大量支架現(xiàn)澆，采用預(yù)制吊裝施工更為方便合理，故邵仙河橋采用鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)，組合梁斷面與混凝土箱梁相似，箱室采用鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制拼裝，橋面板采用混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑。橋梁橫斷面布置及橋梁寬度同高水河大橋，見圖5。

圖5 邵仙河橋斷面（單位：mm）

2.2.3 跨道路橋梁及其他橋梁

ES、WN匝道跨遠(yuǎn)期華山路主線跨徑組合分別為27 m+38 m+27 m、32 m+45 m+32 m，且均位于半徑為150 m曲線上，該處宜采用鋼-混凝土組合連續(xù)梁結(jié)構(gòu)?？鐝酱笥?5 m且位于直線段或曲線半徑較大的橋梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；跨徑小于25 m的橋梁采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。橋面布置為單向兩車道，見圖6、圖7。

3 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 高水河大橋

（1）上部結(jié)構(gòu)

圖6 組合梁斷面（單位：mm）

圖7混凝土梁斷面（單位：mm）

高水河大橋上部結(jié)構(gòu)主梁采用50 m+85 m+50 m預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，共兩幅橋，單幅橋橋?qū)?7.75 m，采用單箱雙室截面，為減小主梁施工難度，采用直腹板斷面，箱梁頂板總寬17.55 m，底板寬12.15 m。箱梁中支點(diǎn)梁高5.0 m，高跨比1/17；跨中梁高2.2m，高跨比1/38.6，跨中梁高與支點(diǎn)梁高之比為0.44，梁底按二次拋物線變化。頂?shù)装寰O(shè)置2%單向橫坡。箱梁頂板厚280 mm，底板厚280～600 mm；腹板厚500～800 mm，按線性變化；懸臂板長(zhǎng)度2.7 m，懸臂端部板厚220 mm，根部厚550 mm；箱內(nèi)腹板與頂?shù)装逑嘟惶幏謩e設(shè)倒角。主梁斷面見圖8。

圖8 主梁斷面（單位：mm）

箱梁墩頂設(shè)置橫梁，橫梁兩側(cè)突出腹板形成半圓柱造型，中橫梁及邊墩附近底板設(shè)永久人孔，中跨跨中設(shè)橫隔板。中墩支座橫向間距10.0 m，北側(cè)邊墩支座橫向間距5.0 m，對(duì)稱于懸澆箱室結(jié)構(gòu)中心線布置。南側(cè)邊墩處橋面行人及非機(jī)動(dòng)車通過(guò)梯坡道落地，橋面寬度變窄，支座橫向間距調(diào)整為7.0 m。

箱梁0#節(jié)段長(zhǎng)度為10 m，對(duì)稱懸臂澆筑部分分為10個(gè)節(jié)段，節(jié)段長(zhǎng)度3.0～4.0 m，合龍段長(zhǎng)2.0 m，每幅橋共設(shè)置二個(gè)邊跨合龍段和一個(gè)中跨合龍段。主梁立面見圖9。

圖9 主梁立面（單位：mm）

箱梁縱向設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼束，按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)；橫梁按A類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)；豎向不設(shè)預(yù)應(yīng)力；橋面板按鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)?？v向預(yù)應(yīng)力采用 ?S15.2高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1 860 MPa，錨固體系為群錨體系。

（2）下部結(jié)構(gòu)

橋梁下部結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇簡(jiǎn)潔、通透、剛勁、給人以安全感和舒適感的結(jié)構(gòu)型式，并與上部結(jié)構(gòu)及周圍環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。高水河大橋主墩位于河道內(nèi)，采用門架式帶系梁雙柱墩，橋墩單個(gè)立柱截面尺寸為4.9 m×2.5 m（平行水流方向×垂直水流方向），迎水面設(shè)置成半圓弧，與上部結(jié)構(gòu)橫梁突出的圓弧對(duì)應(yīng)，既減小橋墩的阻水效應(yīng)，又具有良好的景觀效果。主墩承臺(tái)為矩形實(shí)體承臺(tái)，厚度3.5 m，承臺(tái)頂面埋入規(guī)劃河床底面以下，每個(gè)承臺(tái)下設(shè)12根直徑1 500 mm鉆孔灌注樁。每個(gè)主墩外側(cè)都設(shè)置一個(gè)混凝土防撞墩，每個(gè)防撞墩下設(shè)5根直徑800 mm鉆孔灌注樁，見圖10。

3.2 邵仙河橋

（1）上部結(jié)構(gòu)

邵仙河橋分別采用54 m、50 m簡(jiǎn)支鋼-混凝土組合梁，主梁高度為2.65 m（鋼梁2.4 m+橋面板0.25 m），見圖11?？v向每隔2 m左右依次設(shè)一道空腹式或加勁橫梁。在鋼梁頂板設(shè)剪力釘連接鋼梁與混凝土橋面板。鋼梁采用單箱三室閉合式斷面（不計(jì)兩側(cè)懸臂箱室），鋼梁頂板寬17.55 m，頂板厚12 mm；底板寬 10.4 m，底板厚 16～25 mm；腹板高2 372 mm，厚16～20 mm?；炷翗蛎姘搴?50 mm。剪力釘采用直徑19 mm，高度為200 mm的圓柱頭焊釘。

圖10 高水河橋主墩構(gòu)造圖（單位：mm）

圖11邵仙河橋主梁斷面（單位：mm）

（2）下部結(jié)構(gòu)

邵仙河橋橋墩采用高架橋常用的帶系梁雙柱花瓶墩，立柱橫向間距可隨橋梁寬度調(diào)整，橋墩適用性強(qiáng)。立柱兩側(cè)圓弧與上部結(jié)構(gòu)箱梁挑臂圓弧對(duì)應(yīng)，造型優(yōu)美協(xié)調(diào)。單個(gè)立柱截面尺寸為1.6 m×1.8 m（橫向×縱向），承臺(tái)為矩形實(shí)體承臺(tái)，厚度2.5 m，承臺(tái)下設(shè)6根直徑1 200 mm鉆孔灌注樁，見圖12。

圖12 邵仙河橋橋墩構(gòu)造圖（單位：mm）

3.3 跨道路及其他橋梁

ES、WN匝道跨遠(yuǎn)期華山路主線分別采用（27+38+27）m、（32+45+32）m 鋼 - 混凝土組合連續(xù)梁，上部結(jié)構(gòu)主梁高度為2.15 m（鋼梁1.9 m+橋面板0.25 m）?？v向每隔2 m左右設(shè)一道空腹式或加勁橫梁。在鋼梁頂板設(shè)剪力釘連接鋼梁與混凝土橋面板。鋼梁采用單箱雙室閉合式斷面（不計(jì)兩側(cè)懸臂箱室），鋼梁頂板寬10.0 m，頂板厚12 mm；底板寬5.2 m，底板厚 16～28 mm；腹板高 1 872 mm，厚14～16 mm?；炷翗蛎姘搴?50 mm。剪力釘采用直徑19 mm，高度為200 mm的圓柱頭焊釘。端橫梁箱體內(nèi)灌注壓重混凝土，見圖13。

圖13 鋼-混凝土組合連續(xù)梁斷面（單位：mm）

預(yù)應(yīng)力混凝土梁基本位于直線段或彎曲半徑較大的曲線段上，是本工程應(yīng)用最多的結(jié)構(gòu)形式，包含 40 m、30 m、28 m、27 m、26 m 等多種跨徑,標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)挿譃?7.75 m、12.5 m，存在一定范圍的變寬段。40 m跨徑梁高2.2 m，30 m及30 m以下跨徑梁高為2.0 m。17.75 m橋?qū)挷捎脝蜗淙覕嗝妫?2.5 m橋?qū)挷捎脝蜗潆p室斷面，變寬段橋通過(guò)調(diào)整箱室寬或增加箱室個(gè)數(shù)適應(yīng)橋?qū)?。箱梁頂板?20 mm，底板厚 220～400 m，腹板厚 400～600 mm，見圖 14、圖 15。

圖14 40m跨箱梁斷面（單位：mm）

普通鋼筋混凝土梁基本位于彎曲半徑較小的曲線段上，跨徑為20～22 m，梁高1.7 m，橋?qū)?.0～10.2 m，采用單箱雙室斷面，頂板厚220 mm，底板厚 220～400 mm,腹板厚 350～500 mm，見圖 16。

下部結(jié)構(gòu)橋墩均采用帶系梁花瓶式雙柱墩，基礎(chǔ)采用承臺(tái)接鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)。

圖15 30 m跨箱梁斷面（單位：mm）

圖16 20 m跨箱梁斷面（單位：mm）

4 施工方法

橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)考慮實(shí)施的可行性，力求安全便捷，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件和結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)選擇合理的施工方法。

高水河大橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，上部結(jié)構(gòu)主梁采用掛籃懸臂澆筑，共分10個(gè)節(jié)段懸澆（見圖17）。0#塊采用支架現(xiàn)澆，并設(shè)置臨時(shí)固結(jié)，確保懸臂澆筑時(shí)主梁安全穩(wěn)定。懸臂澆筑過(guò)程中，對(duì)主梁節(jié)段線形及應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控，確保成橋線形及應(yīng)力與設(shè)計(jì)狀態(tài)吻合。下部結(jié)構(gòu)橋墩位于河道中，采用鋼板樁圍堰施工，高水河屬于通航河道，施工期間在圍堰兩側(cè)設(shè)置通航警示及引導(dǎo)標(biāo)志。

圖17 掛籃懸澆示意圖

鋼-混凝土組合梁通常采用工廠加工現(xiàn)場(chǎng)吊裝施工，根據(jù)實(shí)際吊裝能力，設(shè)置臨時(shí)支撐，分段吊裝后拼接成整體；對(duì)于組合連續(xù)梁，拼縫位置應(yīng)避開墩頂及跨中位置，設(shè)置在反彎點(diǎn)位置附近。橋面板混凝土可直接利用鋼梁頂板現(xiàn)澆，先澆筑跨中橋面板，再澆筑墩頂橋面板。

預(yù)應(yīng)力混凝土梁和普通鋼筋混凝土梁大多采用滿堂支架現(xiàn)澆，在施工期間有通行要求的路口采用設(shè)置門洞的少支架現(xiàn)澆。主梁豎向分兩次現(xiàn)澆，第一次澆筑底板腹板，第二次澆筑頂板；縱向澆筑順序?yàn)橄葷仓缰?，再由跨中向兩?cè)支點(diǎn)澆筑，以減少支架沉降的影響。

5 結(jié)語(yǔ)

揚(yáng)州市金灣路華山路立交橋梁工程建設(shè)條件復(fù)雜，通過(guò)方案比選采用了預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁、鋼-混凝土組合梁、預(yù)應(yīng)力及普通鋼筋混凝土梁等多種結(jié)構(gòu)形式。目前近期工程已完成竣工驗(yàn)收，實(shí)踐證明該立交橋梁總體設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可靠、施工便捷。金灣路華山路立交節(jié)點(diǎn)的竣工為金灣路全線竣工通車及遠(yuǎn)期華山路快速化改造創(chuàng)造了有利條件，也為同類型立交互通的建設(shè)積累了經(jīng)驗(yàn)。