孫 林，張文鋒，嚴(yán)明星

（1.重慶市市政設(shè)計研究院有限公司，重慶市400020；2.武漢市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，湖北 武漢430023）

0 引 言

隨著我國城市化進(jìn)程的加快，原有城市道路基礎(chǔ)設(shè)施越來越不能滿足城市發(fā)展的需要。為了滿足新規(guī)劃道路的功能，城市中舊的道路及立交橋梁將會面臨改造，受既有邊界條件的影響，擬定合理的改造方案是關(guān)鍵所在?，F(xiàn)結(jié)合荊門市金蝦路跨象山大道橋梁工程（金象立交橋）改造這一典型工程的方案設(shè)計進(jìn)行論述[1-9]。

1 工程概況

1.1 總體概況

荊門市金蝦路北起葛洲壩廠區(qū)，南至中天街，全長2.58 km，是中心城區(qū)進(jìn)出街坊、居住區(qū)和承擔(dān)短距離交通的城市支路。既有金象立交橋位于金蝦路北端，上跨象山大道，于1996年建成使用，是葛洲壩水泥廠老居住區(qū)出行的一條主要通道（見圖1）。

圖1 項目位置示意圖

依據(jù)規(guī)劃，象山大道在該節(jié)點(diǎn)布置雙艙室綜合管廊，并拓寬機(jī)動車道，既有象山大道跨線橋（金象立交橋）橋墩占據(jù)道路斷面，不能滿足雙向6車道通行需求，并且干擾各類管線、綜合管廊布置。

既有金象立交橋位于象山大道北段與金蝦路相交處（見圖2），上跨既有象山大道，與其斜交約55°，橋梁跨徑布置為（10+20+10）m三孔斜交預(yù)制鋼筋混凝土T梁結(jié)構(gòu)，橋面寬度為（9+2×1.5）m，橋梁設(shè)計荷載為汽-20級。

圖2 既有金象立交橋之實景

2 改造方案設(shè)計

2.1 橫斷面設(shè)計

金蝦路斷面設(shè)計考慮兩種方案，如圖3、圖4所示。表1為其橫斷面方案比選表。

表1 橫斷面方案比選表

圖3 方案一：14 m標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（單位：m）

圖4 方案二：20 m標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（單位：m）

考慮到未來金蝦路向北延伸至長寧新城片區(qū)，建議橋梁設(shè)計預(yù)留遠(yuǎn)期交通量增長需求，推薦方案二。

2.2 縱斷面方案

象山大道機(jī)動車道拓寬為雙向6車道后，為滿足其凈空要求，需抬高金象立交橋梁南側(cè)高程，以利于周邊地塊銜接。圖5為其橋位平面圖。

圖5 橋位平面圖（單位：m）

縱斷面方案關(guān)鍵點(diǎn)如下：

（1）金象立交橋橋梁設(shè)計縱坡3.1%；

（2）象山大道滿足主干路機(jī)動車道4.5 m凈空要求；

（3）道路改造范圍約130.4 m；

（4）K0+120~K0+160范圍內(nèi)設(shè)計高程需抬高0.3~0.7 m。

2.3 橋型立面方案比選

2.3.1 象山大道標(biāo)準(zhǔn)斷面簡介

按規(guī)劃，象山大道新建標(biāo)準(zhǔn)斷面如圖6所示。斷面寬度為：8.5 m（人行道）+1.5 m（側(cè)分帶）+4.5 m（非機(jī)動車道）+21 m（雙向6車道）+4.5 m（非機(jī)動車道）+1.5 m（側(cè)分帶）+8.5 m（人行道）=50 m。

圖6 象山大道新建標(biāo)準(zhǔn)斷面圖（單位：m）

既有象山大橋斷面如圖7所示，斷面布置為：0.75 m（人行道）+5.5 m（輔道）+2.5 m（側(cè)分帶）+14 m（雙向4車道）+2.5 m（側(cè)分帶）+5.5 m（輔道）+0.75 m（人行道）=31.5 m。

圖7 既有象山大道斷面圖（單位：m）

由圖6可知，象山大道在既有金象立交橋該節(jié)點(diǎn)布置雙艙室綜合管廊，并拓寬機(jī)動車道，既有金象立交橋墩（臺）占據(jù)新規(guī)劃道路斷面，因此需拆除老橋進(jìn)行重建。

2.3.2 橋梁整體方案比選

根據(jù)象山大道規(guī)劃斷面，橋梁整體方案按照9 m+32 m+9 m布跨設(shè)計?？紤]如下六個方案：

方案一：9 m+32 m+9 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋；

方案二：9 m混凝土簡支梁橋+32 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁橋+9 m混凝土簡支梁橋；

方案三：9 m混凝土簡支梁橋+32 m鋼箱梁橋+9 m混凝土簡支梁橋；

方案四：10.8 m箱式通道橋臺+32.5 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁橋+10.8 m箱式通道橋臺；

方案五：10.8 m箱式通道橋臺+32.5 m小箱梁+10.8 m箱式通道橋臺；

方案六：10.8 m箱式通道橋臺+32.5 m鋼箱梁+10.8 m箱式通道橋臺。

根據(jù)金象立交縱斷面，方案一預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋方案邊中跨比不合理，故不推薦；方案二和方案三左右兩個邊跨簡支梁與中跨簡支梁梁高差異較大，景觀效果差。同時前三個方案均會涉及兩個方面的問題：（1）橋頭銜接高橋臺，拓寬既有場地新建高橋臺基礎(chǔ)施工開挖對周邊建筑影響較大；（2）涉及拆遷，造價增高。因此排除前三個方案，對后三個方案繼續(xù)進(jìn)行比選。

針對后三個方案，橋梁縱向采用“箱式通道兼橋臺功能”方案，相比前三個方案，能與象山大道規(guī)劃斷面較好契合，降低改造結(jié)構(gòu)長度規(guī)模并兼顧高坡?lián)跬烈?，同時又利于分散的管線的布置和綜合管廊的布置。

方案四預(yù)應(yīng)力箱梁需要現(xiàn)場搭支架施工，中斷交通的時間長，同時梁高較高，使得橋下凈空富裕度降低。方案五采用工廠預(yù)制，現(xiàn)場吊裝，對道路交通影響小，但小箱梁的整體景觀不如預(yù)應(yīng)力箱梁和鋼箱梁。方案六鋼箱梁方案采用工廠預(yù)制，現(xiàn)場焊接拼裝施工，中斷交通時間短。因此，綜合考慮施工周期和景觀效果，采用方案六（見圖8）。

圖8 方案六橋型布置圖（單位：m）

改造橋梁結(jié)構(gòu)路線中點(diǎn)樁號為：K0+100.172（與象山大道交叉樁號為：K1+673.657），橋梁路線起點(diǎn)樁號為：K0+069.125，路線終點(diǎn)K0+131.220，橋梁范圍長度62.095 m；橋面寬度為14.5+2×2.75=20（m），雙向四車道，兩側(cè)分別布置人行道。

3 推薦方案結(jié)構(gòu)設(shè)計簡介

3.1 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計

橋梁結(jié)構(gòu)方案上部結(jié)構(gòu)為單跨39.11 m等截面斜腹板簡支鋼箱梁，斜交角度56.2°，頂板寬20.0 m，箱底寬14.278 m，兩側(cè)懸臂長度為2.528 m，其橫截面采用整幅單箱三室箱梁結(jié)構(gòu)，梁高1.6 m。梁頂設(shè)8 cm厚C50鋼纖維混凝土現(xiàn)澆層，其上瀝青鋪裝層布置形式與道路結(jié)構(gòu)層保持一致。鋼箱梁采用工廠制作，現(xiàn)場焊接拼裝。

3.2 箱式通道設(shè)計

在橋梁兩側(cè)均設(shè)箱式通道，在通道頂靠近主梁端設(shè)置橋臺背墻，在通道頂兩側(cè)設(shè)置側(cè)向擋土墻。其中，在葛洲壩家屬區(qū)方向箱式通道高8.7 m，在中天街方向箱式通道高9.85 m。兩側(cè)箱式通道均斜向布置，與象山大道設(shè)計線相交56.2°。通道縱橋向長為11.444 m，橫橋向長為24.068 m，通道位于直線上。

箱式通道所在地段為挖方段，大部分地質(zhì)為巖層，地基承載力較強(qiáng)，采用閉合式矩形框架結(jié)構(gòu)形式。閉合式框架結(jié)構(gòu)頂板和側(cè)墻厚度均為0.8 m，底板厚度為1.0 m。閉合式框架結(jié)構(gòu)側(cè)墻與頂板相交內(nèi)側(cè)設(shè)1.5 m×1 m的倒角，側(cè)墻與底板相交內(nèi)側(cè)設(shè)0.5 m×0.5 m的倒角。箱式通道內(nèi)地面以下敷設(shè)雙艙室綜合管廊及管線覆土及路面結(jié)構(gòu)，地面以上為人行道，最不利凈空高度不小于3.0 m。頂板及側(cè)墻上設(shè)置CW2夾布橡膠防水層。

4 項目實施情況

象山大道改建的上跨金象立交橋于2016年年底竣工，竣工后的實景如圖9所示。

圖9 新建金象立交橋?qū)嵕?/p>

從圖9可以看出，新建金象立交橋整體景觀效果好，功能達(dá)到預(yù)期效果。

5 結(jié)語

通過對荊門市金象立交改造工程改造方案設(shè)計進(jìn)行深入的研究比選，采用箱式通道+鋼箱梁方案是相對合理的方案。將箱涵作為橋臺受力結(jié)構(gòu)應(yīng)用于市政工程中，綜合功能強(qiáng)大：箱涵頂布置四車道的機(jī)動車道+兩側(cè)人行道，箱涵中布置人行道，接近底部布置雙艙室綜合管廊，充分發(fā)揮了箱涵立體功能的特點(diǎn)。該方案既能與象山大道道路斷面較好契合，降低改造結(jié)構(gòu)長度規(guī)模并兼顧高坡?lián)跬烈?；同時又利于分散管線的布置和綜合管廊的布置；并且在施工周期、景觀和造價上來看，該方案相比其余方案具有較大優(yōu)勢。