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【摘要】以天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)空港大道高架橋初步設(shè)計(jì)為背景,對(duì)機(jī)場(chǎng)工作區(qū)市政工程中高架橋的橋型方案、上、下部結(jié)構(gòu)選擇、臺(tái)后路基處理、橋梁光彩照明方案等特點(diǎn)進(jìn)行了介紹與探討,為國(guó)內(nèi)其他機(jī)場(chǎng)配套工程的設(shè)計(jì)提供了參考。
【關(guān)鍵詞】市政工程;高架橋;橋型方案;臺(tái)后路基處理;橋梁光彩照明
【中圖分類號(hào)】 U442.5+4?????????? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A
1工程概述
成都市是我國(guó)西南地區(qū)重要的中心城市,也是物流商貿(mào)、金融、科技中心和交通樞紐。成都雙流國(guó)際機(jī)場(chǎng)近年來(lái)航空業(yè)務(wù)量持續(xù)快速增長(zhǎng),受城市規(guī)劃發(fā)展、機(jī)場(chǎng)建設(shè)用地及飛機(jī)噪聲影響等因素制約,原規(guī)劃的第三條跑道已難以實(shí)施,無(wú)法滿足建設(shè)和發(fā)展需要。為滿足航空業(yè)務(wù)量持續(xù)快速增長(zhǎng)、適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、完善綜合交通運(yùn)輸體系等需求,四川省政府及四川省機(jī)場(chǎng)集團(tuán)全力推進(jìn)建設(shè)天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)。
天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目場(chǎng)址位于成都市的東南方向,簡(jiǎn)陽(yáng)市南部,距離成都中心城區(qū)直線距離約50 km,距離雙流機(jī)場(chǎng)直線距離約51 km,距離成都東客站直線距離約42 km,距規(guī)劃天府新區(qū)天府站約30 km。
天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)工作區(qū)布置于機(jī)場(chǎng)航站區(qū)南北側(cè),分為近期工作區(qū)和遠(yuǎn)期工作區(qū)。近期優(yōu)先發(fā)展北航站區(qū)北側(cè)工作區(qū)用地,南工作區(qū)為遠(yuǎn)期用地。工作區(qū)內(nèi)主要為綜合保障設(shè)施,包括機(jī)場(chǎng)業(yè)務(wù)用房、生產(chǎn)輔助設(shè)施、生活服務(wù)設(shè)施、特種車庫(kù)及綜合物資倉(cāng)庫(kù)、機(jī)場(chǎng)配套設(shè)施、海關(guān)及邊檢用地、武警公安及安保、航空公司基地、航空食品、旅客過(guò)夜用房、航油油庫(kù)、其他駐場(chǎng)單位和其它設(shè)施等。
空港大道高架橋位于天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)工作區(qū)內(nèi),為天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)主要市政配套保障設(shè)施之一??崭鄞蟮栏呒軜蛑鳂蛉L(zhǎng)1205 m,主橋共計(jì)14聯(lián)40跨,跨徑組合(2×30) m+(3×30) m+(2×30) m+3×(3×30) m+(3×35) m+3×(3×30) m+(4×28.125) m+(3×31) m+(3×30.667) m+(2×25) m。空港大道高架橋鳥(niǎo)瞰圖如圖1所示。
2高架橋的橋型選擇
2.1橋型方案比選
空港大道高架橋主橋分左、右兩幅橋,單幅橋面標(biāo)準(zhǔn)寬度17 m。其中第1聯(lián)單幅橋面寬度為28.25~30 m, 第2聯(lián)~11聯(lián)單幅橋面寬度17 m,第12聯(lián)單幅橋面寬度為21~25 m,第13聯(lián)單幅橋面寬度21 m,第14聯(lián)單幅橋面寬度為21~17 m。
考慮到市政工程對(duì)景觀的需求,橋梁方案在貫徹工程性能良好、經(jīng)濟(jì)安全合理、滿足道路交通功能的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步注重橋梁結(jié)構(gòu)的美觀,力求做到與城市景觀的和諧統(tǒng)一,體現(xiàn)以人為本、與時(shí)俱進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。本項(xiàng)目采用2個(gè)橋梁方案,主要針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行比較。
(1)方案一:上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,下部結(jié)構(gòu)采用實(shí)體花瓶墩。預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁的上部結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單大方,能較好與周圍建筑融合,同時(shí)能夠較好地適應(yīng)本橋橋面寬度的變化;下部結(jié)構(gòu)為獨(dú)柱實(shí)體花瓶墩,結(jié)構(gòu)輕盈,同時(shí)占地少、橋下視野通透(圖2)。
(2)方案二:上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁,下部結(jié)構(gòu)采用大懸臂雙柱蓋梁型橋墩。上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制小箱梁能夠降低施工難度,有利于控制造價(jià),同時(shí)較好地兼顧橋梁美觀需求。上部結(jié)構(gòu)采用架橋機(jī)架設(shè)主梁,并現(xiàn)澆橫向濕接縫使小箱梁橫向連成整體,由于機(jī)械化施工程度較高,架設(shè)進(jìn)度較快施工難度較小,安全系數(shù)高,小箱梁的預(yù)制可與下部結(jié)構(gòu)同步進(jìn)行,施工周期較短;同時(shí)下部結(jié)構(gòu)采用大懸臂雙柱蓋梁型橋墩,墩柱纖細(xì)圓潤(rùn),結(jié)構(gòu)通透,確保了橋墩的美觀性。方案二的結(jié)構(gòu)形式在成都市二環(huán)高架橋中被廣泛采用(圖3)。
2個(gè)方案在美觀性、施工周期、經(jīng)濟(jì)性等多方面的比較和綜合分析如表1所示。針對(duì)空港大道高架橋?qū)γ烙^性要求較高的特點(diǎn),方案一預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁為空港大道高架橋的首選結(jié)構(gòu)類型(表1)。
空港大道高架橋的主梁、墩身、橋臺(tái)臺(tái)身、翼墻、防撞欄桿等結(jié)構(gòu)外露面均采用清水混凝土,清水混凝土采用一次澆筑成型,外觀不作裝飾,表面顏色均勻、光滑、平整,線條順直、棱角分明。清水混凝土的技術(shù)性能指標(biāo)滿足《成都市市政橋梁清水混凝土技術(shù)指南》要求。
2.2上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
空港大道高架橋主橋梁體推薦采用等高度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。箱梁是目前比較先進(jìn)且被國(guó)內(nèi)外廣泛采用的高架橋梁結(jié)構(gòu)形式之一,其建筑高度適中,截面外形簡(jiǎn)潔,線形流暢、輕巧、美觀,梁體的造型與橋墩配合設(shè)計(jì),更顯得結(jié)構(gòu)輕巧簡(jiǎn)捷,線條流暢。同時(shí)箱梁結(jié)構(gòu)閉合薄壁截面整體受力性能好、抗扭剛度大、適用性強(qiáng),能夠很好得適應(yīng)橋面寬度變化。箱梁截面具有良好的動(dòng)力特性,它的收縮變形數(shù)值小,材料用量少,設(shè)計(jì)與施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)較成熟[1-3]。
空港大道高架橋主橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑30 m,最大跨徑35 m(第3聯(lián)),最小跨徑25 m(第14聯(lián)),主梁采用 C50混凝土支架現(xiàn)澆。主橋第2聯(lián)~11聯(lián)主梁采用單箱三室截面,箱頂寬17 m,箱底寬11.60 m,左右懸臂寬度2.2 m。第13聯(lián)主梁采用單箱三室截面,箱頂寬21 m,箱底寬14.60 m,左、右懸臂寬度2.2 m。第1聯(lián)、第12聯(lián)和第14聯(lián)為變寬異形橋梁。
主橋箱梁結(jié)構(gòu)高度為1.8 m,邊腹板采用斜腹板形式,箱梁按 A類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)。空港大道高架橋主橋橫斷面上部結(jié)構(gòu)橫斷面如圖4所示。
2.3下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
橋梁的下部結(jié)構(gòu)除應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和滿足城市交通荷載的要求外,外部造型也很重要。合理的造型能使上、下部結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致,輕巧美觀。橋墩的線條必須簡(jiǎn)潔,太多的復(fù)雜線條會(huì)使人的視覺(jué)效果凌亂,從而產(chǎn)生厭煩的心理;另一方面,橋墩又要很好地表達(dá)其自身的力線,使人們有一種自然、穩(wěn)健、踏實(shí)的感覺(jué),同時(shí)與上部結(jié)構(gòu)的建筑風(fēng)格也要取得較好的協(xié)調(diào)[4-5]。
空港大道高架橋主橋下部結(jié)構(gòu)花瓶型橋墩如圖5所示,橋墩按普通鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì),墩柱四周均設(shè)計(jì) R=0.2 m的倒角,方便施工脫模,增加結(jié)構(gòu)美觀。
3橋臺(tái)后路基處理
橋頭跳車作為道路的常見(jiàn)病害普遍存在,其中填方路基橋頭跳車問(wèn)題尤為嚴(yán)重。橋頭跳車不僅會(huì)影響行車的舒適與安全,還會(huì)影響車輛的正常運(yùn)行速度,降低道路通行能力,甚至造成交通事故。同時(shí)由于車輛的高速行駛在橋頭產(chǎn)生跳動(dòng)和沖擊,對(duì)路面和橋梁產(chǎn)生附加的沖擊荷載,加速對(duì)橋臺(tái)、橋頭路面及橋梁伸縮裝置的破壞,也加快了車輛本身的損壞,直接影響了道路的使用壽命和社會(huì)效益[6]。
空港大道高架橋橋臺(tái)場(chǎng)平高程均高于現(xiàn)狀地面,橋臺(tái)處高出場(chǎng)平高程。為盡量降低橋臺(tái)與其后路基沉降差,減小橋頭跳車現(xiàn)象,結(jié)合地形地質(zhì)特點(diǎn),對(duì)場(chǎng)平高于現(xiàn)狀地面高程的橋臺(tái)背后路堤與橋臺(tái)連接處設(shè)置過(guò)渡段。過(guò)渡段長(zhǎng)40 m, 從場(chǎng)平地表開(kāi)始采用 CFC樁復(fù)合地基進(jìn)行處理,并加強(qiáng)整體填筑邊坡穩(wěn)定,對(duì)橋臺(tái)前10 m范圍內(nèi)地基同樣采用 CFC 樁進(jìn)行處理。處理寬度范圍為道路寬度兩側(cè)各增加一排樁。
CFC樁復(fù)合地基處理樁體強(qiáng)度不小于 C15混凝土強(qiáng)度,樁平面按照間距2 m三角形布置,樁徑50 cm,從場(chǎng)平地表開(kāi)始打入,深度根據(jù)不同地質(zhì)情況及回填高度分段設(shè)置,并向道路結(jié)合段逐漸減小趨勢(shì)。樁頂30 cm范圍內(nèi)滿鋪一層級(jí)配碎石墊層,并于墊層中設(shè)置2層雙向土工格柵。級(jí)配碎石墊層粒徑5~16 mm,石料飽和抗壓強(qiáng)度不小于30 MPa,樁頂碎石層采用靜壓施工。
4橋梁光彩照明方案
隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展,照明方案越來(lái)越多樣化,照明設(shè)置的種類也越來(lái)越多。對(duì)于高架橋來(lái)說(shuō),除了要考慮到結(jié)構(gòu)美學(xué)外,光彩照明工程也是橋梁景觀照明的一個(gè)重大內(nèi)容。光彩照明工程,并非燈光越多越亮效果就越好,應(yīng)是在秉持環(huán)保的前提下,積極提倡節(jié)能減排的理念,通過(guò)考慮周圍環(huán)境以及照明的需求,選擇高雅柔和、色彩豐富的光色,使得高架橋能在燈光的映襯下和裝飾下,融入到周圍大環(huán)境的夜色景觀中。
空港大道橋梁主線橋雙側(cè)布置單挑路燈,燈桿高度為12 m,臂長(zhǎng)2.5 m,燈具仰角10。, 間距30 m。燈具光源 LED半截光型,功率140 W。匝道采用護(hù)欄路燈照明,燈具光源 LED,功率8 W, 間距2 m,雙側(cè)布置。在橋梁側(cè)面設(shè)置洗墻燈作為光彩照明,燈具光源為 LED,功率3 W,全彩色,通長(zhǎng)布置,如圖6、圖7所示。
5結(jié)束語(yǔ)
高架橋上部結(jié)構(gòu)采用大懸臂斜腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,下部結(jié)構(gòu)采用獨(dú)柱實(shí)體花瓶墩的結(jié)構(gòu)形式以其輕盈、美觀、柔和、纖細(xì)的特點(diǎn),能較好地滿足機(jī)場(chǎng)工作區(qū)的市政配套工程對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的景觀要求。但是,天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)橋梁基礎(chǔ)位于地鐵深基坑范圍內(nèi),為確保施工工期并有效控制工程造價(jià),在最終實(shí)施階段,綜合考慮采用了方案二的結(jié)構(gòu)類型,將主線橋現(xiàn)澆梁優(yōu)化為預(yù)制梁,下部結(jié)構(gòu)采用大懸臂雙柱蓋梁型橋墩,該結(jié)構(gòu)形式在成都市二環(huán)高架橋中被廣泛采用,工藝成熟,結(jié)構(gòu)尺度與機(jī)場(chǎng)工作區(qū)環(huán)境相適應(yīng)。
填方路基橋頭跳車普遍存在。天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)作為成都市的一張新名片,為盡量減小橋頭跳車現(xiàn)象,對(duì)場(chǎng)平高于現(xiàn)狀地面高程的橋臺(tái)背后路堤與橋臺(tái)連接處設(shè)置長(zhǎng)40 m過(guò)渡段,從場(chǎng)平地表開(kāi)始采用 CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行處理,并加強(qiáng)整體填筑邊坡穩(wěn)定,對(duì)橋臺(tái)前10 m 范圍內(nèi)地基同樣采用 CFG樁進(jìn)行處理,有效地降低了橋臺(tái)與其后路基沉降差。
對(duì)于高架橋來(lái)說(shuō),除了要考慮到結(jié)構(gòu)美學(xué)外,光彩照明工程也是橋梁景觀照明的一個(gè)重要部分。本項(xiàng)目通過(guò)考慮周圍環(huán)境以及照明的需求,在秉持環(huán)保的前提下,積極踐行節(jié)能減排的理念,選擇高雅柔和、色彩豐富的光色,使得高架橋能在燈光的映襯下和裝飾下,融入到周圍大環(huán)境的夜色景觀中。
本文以天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)空港大道高架橋初步設(shè)計(jì)為背景,對(duì)機(jī)場(chǎng)工作區(qū)市政工程中高架橋的橋型方案、上下部結(jié)構(gòu)選擇、臺(tái)后路基處理、橋梁照明等特點(diǎn)進(jìn)行了介紹,為國(guó)內(nèi)其他機(jī)場(chǎng)配套工程的設(shè)計(jì)提供了參考。
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