韓忠磊，林康

（大連市市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 大連 116000）

1 工程概況

遵義市鳳新快線建設(shè)工程是一條貫穿遵義老城區(qū)，與規(guī)劃建設(shè)中的鳳凰山隧道連通，向東延伸至新蒲新區(qū)的快速交通通道。項(xiàng)目起點(diǎn)位于遵義市公交公司，終點(diǎn)至禮儀新城，全長約3.7km，依次跨越中華路（互通立交）、內(nèi)環(huán)路、內(nèi)沙路（互通立交）、外環(huán)路、現(xiàn)有川黔鐵路、東聯(lián)線（互通立交），地面道路連接中華路與東聯(lián)線，形成兩層立體交通體系，并在內(nèi)沙路與既有川黔線（現(xiàn)有川黔線改線后，現(xiàn)有鐵路線位改造為城市道路）之間形成3 層立體交通。本段工程共分三個(gè)標(biāo)段，其中二標(biāo)段設(shè)計(jì)樁號范圍為K0+593.5—K1+189.95，全長590m。項(xiàng)目地理位置如圖1所示。

圖1 遵義市鳳新快線建設(shè)工程項(xiàng)目位置分布圖

遵義市鳳新快線工程的建設(shè)與開通將對緩解主城區(qū)交通壓力，加強(qiáng)主城區(qū)與新蒲新區(qū)的直接聯(lián)系，加快遵義市“南北拓展、東西貫通”發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施起到重要作用。

2 主要技術(shù)指標(biāo)

遵義市鳳新快線工程的道路等級為城市快速路，設(shè)計(jì)車速為60km/h（儲備80 km/h 能力），設(shè)計(jì)車道數(shù)為雙向6車道，荷載標(biāo)準(zhǔn)為城-A 級，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100 年，環(huán)境類別為Ⅱ類，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震動(dòng)峰值加速度為0.05g。

3 總體設(shè)計(jì)方案

3.1 平面設(shè)計(jì)

遵義市鳳新快線建設(shè)工程（二標(biāo)段）的起訖段為K0+593.5—K1+189.95，路線全長590m。其中上層橋梁跨越內(nèi)沙路、外環(huán)路，與川黔線上方跨鐵路橋相接，橋梁總長590m；中層橋梁從內(nèi)沙路路口起橋，跨越外環(huán)線，與川黔線路口平交，中層橋梁起訖段為K0+913.5—K1+133.5，橋梁總長220m。

遵義市鳳新快線建設(shè)工程平面布置如圖2所示，其結(jié)構(gòu)形式共分3部分。

（1）K0+593.5—K0+913.5 段，單層結(jié)構(gòu)形式。跨徑布置：鋼梁橋40m+框構(gòu)橋230m+鋼梁橋50m=320m，其中50m鋼梁橋跨越內(nèi)沙路。橋梁寬度從48.44m漸變至標(biāo)準(zhǔn)寬度31m。

（2）K0+913.5—K1+133.5 段，雙層桁架橋結(jié)構(gòu)形式?？鐝讲贾茫?6.667m+92.564m+80.769m=220m。本段為上層和中層橋梁結(jié)合形成整體的雙層鋼桁架橋，橋梁跨越外環(huán)路和蝦子河，橋梁寬度為32.32m。

（3）K1+133.5—K1+183.5 段，上層采用鋼梁橋，跨徑為50m，中層采用鋼筋混凝土框構(gòu)橋與三標(biāo)段框構(gòu)橋連接。

3.2 縱斷面設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)中盡量使平面順適、縱坡均衡、平縱線形組合協(xié)調(diào)，保持路線的連續(xù)性。本項(xiàng)目雖為新建市政基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，但由于項(xiàng)目地處建成區(qū)，豎向上需要為現(xiàn)狀構(gòu)筑物預(yù)留合適的空間，且工程起終點(diǎn)需要考慮落地問題，因此道路豎向設(shè)計(jì)需結(jié)合沿線內(nèi)沙路、內(nèi)環(huán)路、外環(huán)路、川黔線等高程控制條件，兼顧縱斷坡度對使用功能、行車舒適性、工程量、造價(jià)的影響等因素對縱斷面設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。

3.3 橫斷面設(shè)計(jì)

遵義市鳳新快線建設(shè)工程橫斷面布置如圖3所示。

圖3 遵義市鳳新快線建設(shè)工程橫斷面布置圖

（1）鋼梁橋橋面標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置：0.5m（防撞墻）+2.0m（綠化帶）+11.5m（車行道）+0.5m（防撞墻）+2.0m（中央分隔帶）+0.5m（防撞墻）+11.5m（車行道）+2.0m（綠化帶）+0.5m（防撞墻）=31m。

（2）雙層橋的上層橋面橫斷面布置： 0.66（外伸桁架結(jié)構(gòu)寬度）+0.5m（防撞墻）+2.0m（綠化帶）+11.5m（車行道）+0.5m（防撞墻）+2.0m（中央分隔帶）+0.5m（防撞墻）+11.5m（車行道）+2.0m（綠化帶）+0.5m（防撞墻）+0.66m（外伸桁架結(jié)構(gòu)寬度）=32.32m。

（3）雙層橋的中層橋面橫斷面布置：2.65m（非機(jī)動(dòng)車道，包括護(hù)欄）+11.0m（車行道）+0.5m（防撞墻）+1.5m（中央分隔帶）+0.5m（防撞墻）+11.0m（車行道）+2.65m（非機(jī)動(dòng)車道，包括護(hù)欄）=29.8m。

（4）人行系統(tǒng)橫斷面布置：0.5m（欄桿及底座）+3.0m（人行道寬）+0.5m（欄桿及底座）=4.0m。

4 雙層鋼桁架橋設(shè)計(jì)

雙層鋼桁架橋采用等桁高平弦桁梁，包括鋼桁架和橋面系。雙層鋼桁架橋的起終點(diǎn)設(shè)點(diǎn)處設(shè)置牛腿，鋼梁橋搭在雙層橋起終點(diǎn)處的牛腿上，牛腿的背墻總高度為2.69m。鋼桁架由主桁架、主橫桁架組成。主桁架腹桿均為斜桿的Warrenen 結(jié)構(gòu)，橋梁全寬32.32m。受中層車行位置限制，橫橋向設(shè)置3 榀主桁，即在兩側(cè)和中央分隔帶設(shè)置主桁架，兩主桁中心距15.5m。主桁桁高13.006m，節(jié)間長度約12.0m。主桁由上弦桿、下弦桿、斜腹桿組成。上弦桿、下弦桿和腹桿采用帶縱肋的箱形截面。上、下弦桿截面寬1 200mm，截面高1 500mm，上弦桿頂板和下弦桿底板寬1 320mm，板厚20～28mm。

5 設(shè)計(jì)難點(diǎn)及應(yīng)用

（1）針對中心城區(qū)寶貴土地資源條件下多種交通需求問題

在32m 橋面寬度范圍內(nèi)集成上層和中層的12 條機(jī)動(dòng)車道、2 條非機(jī)動(dòng)車道、夾層的2 條人行道及地面的6 條車動(dòng)車道，共計(jì)22條車道（含人行道）。在中心城區(qū)土地資源日益緊張的情況下，充分發(fā)揮桁架橋天然而成的大跨度的跨越能力，上下雙層的支撐體系，并利用桁架內(nèi)部空間加設(shè)人行夾層，發(fā)揮出鋼桁架結(jié)構(gòu)橋梁空間利用率高的優(yōu)勢。

（2）針對復(fù)雜線形條件下桁架橋的結(jié)構(gòu)問題

一般的鋼桁架橋梁為直橋，而由于本橋地處中心城區(qū)，周邊遍布既有建筑，橋梁結(jié)構(gòu)為曲線結(jié)構(gòu)。橋梁的前半部分位于緩和曲線上，后半部分位于半徑為600m 的圓弧上。腹桿不設(shè)豎桿，均為斜桿，加上橋梁縱坡橫坡的影響，各桿件均存在一定程度的空間傾斜。設(shè)計(jì)和施工時(shí)，均采用空間坐標(biāo)控制各桿件的位置關(guān)系。

（3）針對大跨曲線橋梁抗扭剛度不足及橋面板與主體結(jié)構(gòu)溫度差問題

該橋采用桁架體系和橋面體系一體的結(jié)構(gòu)形式。橋位處于平面曲線上，跨距較大，整體上存在扭矩。采用桁架體系和橋面體系一體的結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)整體抗扭剛性。一體型結(jié)構(gòu)可以使桁架系與橋面行車系互相協(xié)同作用，提高整體安全性，還可以避免由于橋面板受日光照射而與桁架體系間的溫差引起的縱向力對橫梁造成的面外彎矩的作用。不過，復(fù)合集成結(jié)構(gòu)使設(shè)計(jì)和施工復(fù)雜性有所提高。

（4）針對復(fù)雜地質(zhì)條件下多次調(diào)跨和行車舒適性問題

本橋采用46.667m+92.564m+80.769 的三跨連續(xù)結(jié)構(gòu)。由于橋梁地處低洼，喀斯特地質(zhì)條件下存在暗河，大量分布溶洞，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得墩柱位置多次調(diào)整，連續(xù)結(jié)構(gòu)具有更好的適應(yīng)性。220m 的連續(xù)桁架橋結(jié)構(gòu)使結(jié)構(gòu)的整體性更強(qiáng)，行車舒適性更好。

（5）針對鄰接橋梁上部結(jié)構(gòu)的支撐問題和橋門架橫向剛性不足問題

本橋的橋門構(gòu)兼作起點(diǎn)側(cè)和終點(diǎn)側(cè)相鄰鋼箱梁的墩柱及橫梁，省略了鄰接跨的墩柱和蓋梁，同時(shí)增加的端中橫梁為桁架體系帶來更大的側(cè)向剛性。

（6）針對大型鋼結(jié)構(gòu)橋梁的公路運(yùn)輸問題

由于橋梁加工廠位置較遠(yuǎn)，所有橋梁構(gòu)件須經(jīng)公路和市政道路運(yùn)送至現(xiàn)場，各構(gòu)件的尺寸、重量須滿足公路運(yùn)輸規(guī)定。所有桁架構(gòu)件及橋面板單元，在設(shè)計(jì)之初明確分割位置，提供詳盡的曲線尺寸作為制造和安裝的控制點(diǎn)。采用優(yōu)化節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式，節(jié)點(diǎn)處腹桿由兩面連接升級為4面連接，壓縮節(jié)點(diǎn)板尺寸，使其滿足公路運(yùn)輸條件。通過分割橋門構(gòu)附近節(jié)點(diǎn)板，使其滿足公路運(yùn)輸條件。

（7）針對復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)橋梁的預(yù)拼裝問題

由于結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，受疊加平縱橫曲線及預(yù)拱度的影響，無法進(jìn)行實(shí)體預(yù)拼裝，而整體結(jié)構(gòu)高約15m，立向預(yù)拼裝也面臨諸多困難。設(shè)計(jì)中依靠高精度多維度的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的支持，通過在計(jì)算機(jī)中用Tekla模型進(jìn)行預(yù)拼裝。

（8）針對中心城區(qū)交通干線上大型橋梁施工問題

橋梁地處中心城區(qū)，限制了各種大型施工機(jī)械的進(jìn)場和施工手段的運(yùn)用，而且施工場地狹窄，只能在橋梁原位將各構(gòu)件逐一吊裝。此外，橫跨道路為城市重要主干路，交通壓力大。在施工期間無法中斷地面交通，隨時(shí)要保證雙向4車道及兩側(cè)人行道的通行功能。施工中通過兩次地面道路導(dǎo)改保證了交通干線的通行。

（9）針對橋面板單元安裝時(shí)的支架問題

為滿足運(yùn)輸要求，橋面板在橫向被分割成15 塊。上層橋面離地面高度超過20m。為了在高空中拼裝橋面板，需要使用大量支架，給施工帶來極大的困難。為此設(shè)計(jì)了自成支架體系的雙層橫梁，即橫梁下半部分先行安裝，形成框架體系，然后以此為支架橫向安裝橋面板。

（10） 針對人行系統(tǒng)與車行橋的融合問題

在上下兩層橋面之間，設(shè)置了兩縱四橫的人行系統(tǒng)。人行系統(tǒng)在路口范圍內(nèi)不設(shè)一根墩柱，完全依靠吊柱懸掛于桁架結(jié)構(gòu)中，與桁架結(jié)構(gòu)融為一體，避免橋下墩柱林立。人行系統(tǒng)實(shí)景如圖4所示。

圖4 遵義市鳳新快線建設(shè)工程（二標(biāo)段）人行系統(tǒng)實(shí)景圖

6 結(jié)語

遵義市鳳新快線建設(shè)工程（二標(biāo)段）總體設(shè)計(jì)在跨度、結(jié)構(gòu)、工藝等方面采用了新方法、新思路和新工藝，解決了工程中遇到的各種難題，該工程于2019年5月9日建成通車，通車運(yùn)營以來運(yùn)行平穩(wěn)、舒適，結(jié)構(gòu)安全可靠。本項(xiàng)目的實(shí)施對解決城市交通擁堵問題，拓展旅游資源開發(fā)，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展等方面都將起到十分重要的作用。