城市高架橋的總體平面布置方案與應用

周師凱

（?？谑惺姓こ淘O計研究院，海南 海口 570208）

0 前言

在城市橋梁建設中，周圍環(huán)境對橋梁的總體布置影響很大，從三維空間縱覽全局，在立面空間布置上主要考慮橋下機動車道、橫向交叉路口等凈空要求，如果是多層結(jié)構(gòu)還要滿足各層的凈空要求；在橫斷面空間要考慮地面道路車行道、非機動車道、人行道、上下行匝道等寬度要求；平面空間要考慮既要保證橋下既有道路寬度，又要考慮地下管線的影響，同時還考慮橋梁跨度和結(jié)構(gòu)高度與周圍環(huán)境在空間上的協(xié)調(diào)，從而保證城市景觀的要求。由于高架橋工程一般規(guī)模較大，總體投資較高，如沒有特殊要求，往往為了減少工程造價，在總體方案上盡可能采用標準構(gòu)件，因此上部結(jié)構(gòu)以預制構(gòu)件為主，下部結(jié)構(gòu)采用標準尺寸的蓋梁為主，在局部特殊路段采用非標準設計。本文以某高速公路K44+497.070～K47+378.700段，全長2 881.63 m高架橋為例，介紹高架橋的總體平面布置和超大懸臂蓋梁的設計和應用，可供同類橋梁設計提供借鑒參考。

1 項目背景

某高速公路全長83.5 km，全線70%路段為高架橋路段，部分路段為雙向6車道+緊急停車帶和雙向8車道+緊急停車帶。全線設有6座互通立交和跨江雙層特大橋1座。其中K47+243.810～K47+378.700段處于雙向8車道高架橋，東接跨江大橋引橋上層，西接A4互通立交，橋梁面積232 027 m2，上部結(jié)構(gòu)采用預應力空心板和預應力簡支T梁，下部結(jié)構(gòu)采用預應力雙柱式倒T型蓋梁橋墩，全線按雙幅橋設計，局部橋面中央分隔帶開口處和樁號終點處按單幅橋設計。

2 主要技術標準與設計參數(shù)

（1）荷載等級：公路－I級；

（2）雙向8車道標準橋?qū)挘弘p幅橋橋面布置為0.5m(防撞墻)+19.13m(車行道)+0.5m(防撞墻)+0.24（中央分隔帶）+0.5m(防撞墻)+19.13m(車行道)+0.5m(防撞墻)=40.26m；單幅橋橋面布置為0.5m(防撞墻)+39.5m(車行道)+0.5m(防撞墻)=40.5m；

（3）抗震設計：基本烈度7度，地震動峰值加速度0.1 g，工程重要性系數(shù)1.3；

（4）行車速度：120 m/h；

（5）橋梁設計安全等級：一級，γo＝1.1；

（6）環(huán)境類別：I類。

圖1為高架主線雙向8車道標準段橋梁橫斷面布置圖。

3 橋梁總體平面方案布置

本區(qū)間高架橋梁平面布置控制節(jié)點有：地面交合路口2處、橫向斜交主干路口2處、河流2處、鐵路1處、高壓乙烯管線1處、斜交軍纜1處、橫向規(guī)劃路口2處，高架橋中央分隔帶開口2處。上部結(jié)構(gòu)設計標準構(gòu)件有5種，分別為20 m、22 m預應力空心板梁和 30 m、35 m、45 m預應力T梁。下部結(jié)構(gòu)分20（22）板梁m+20（22）m板梁、20（22）m板梁 +30 m T梁、30（35）m T梁 +30（35）m T梁、30 m T梁 +40 m T梁、35 m T梁 +45 m T梁 5種類型標準橋墩，非標準橋墩有11種類型。表1為橋梁總體布置。

3.1 上跨地面道路某公路路口平面布置方案

上跨地面道路某公路路口平面布置方案見圖2。

圖1 高架主線雙向8車道標準段橋梁橫斷面布置圖（單位：mm）

表1 橋梁總體布置一覽表

續(xù)表1

圖2 上跨地面道路某公路路口平面布置方案圖

高架橋與某公路匯合口，Pm11～Pm17上部結(jié)構(gòu)采用7×22m標準空心板梁，左幅橋下部結(jié)構(gòu)PmL11～PmL13橋墩采用小門式墩避讓地面道路，Pm14～Pm 17橋墩采用大門式墩，左右幅橋合并設計，結(jié)合橋面調(diào)頭車道開口設計，減少橋墩的種類。

3.2 上跨城一路平面布置方案

上跨城一路平面布置方案見圖3。

圖3 上跨城一路平面布置方案圖

橋梁與城一路路口斜交角度10°，為了減小橋梁跨徑，橋墩采用三跨對角線對稱斜交轉(zhuǎn)正交過渡設計，上部結(jié)構(gòu)左幅橋PmL23～PmL26采用34.589 m+45 m+38.181 m非標準T梁組合，右幅橋 PmR23～PmR26采用 38.181 m+45 m+34.589 m非標準T梁組合，下部結(jié)構(gòu)斜交橋墩采用非標準橋墩。

3.3 上跨H1河、專線鐵路、高壓乙烯管線、H2河平面布置方案

上跨H1河、專線鐵路、高壓乙烯管線、H2河平面布置方案見圖4。

圖4 上跨H1河、專線鐵路、高壓乙烯管線、H2河平面布置方案

此節(jié)點集中了H1河、專線鐵路、高壓乙烯管線、H2河4種控制要素，其中H1河和H2河有規(guī)劃河道藍線要求，專線鐵路和高壓乙烯管線有安全距離要求。要考慮高架橋整體各節(jié)點的控制要素，又保證標準跨徑的使用，該節(jié)點Pm46～Pm50上部結(jié)構(gòu)采用35 m+35 m+45 m+35 m標準T梁組合，下部結(jié)構(gòu)全部采用標準形式。

3.4 上跨城二路平面布置方案

上跨城二路平面布置方案見圖5。

圖5 上跨城二路平面布置方案圖

橋梁與城二路路口斜交角度8°，為了減小橋梁跨徑，橋墩采用三跨對角線對稱斜交轉(zhuǎn)正交過渡設計，上部結(jié)構(gòu)左幅橋PmL62～PmL65采用30.643 m+46.5 m+33.505 m非標準T梁組合，右幅橋PmR62～PmR65采用33.505m+46.5m+30.643m非標準T梁組合，下部結(jié)構(gòu)斜交橋墩采用非標準橋墩。

3.5 上跨斜交軍纜平面布置方案

上跨斜交軍纜平面布置方案見圖6。

圖6 上跨斜交軍纜平面布置方案圖

橋梁與軍纜斜交73°，由于此軍纜為部隊比較重要的管線，保密級別較高，為了避免在施工期間對軍纜的安全造成威脅，雙幅橋在此節(jié)點采用錯位布置，左幅橋PmL67～PmL74上部結(jié)構(gòu)采用30m+4×35 m+45 m+35 m標準T梁組合，右幅橋PmR67～PmR74采用3×35 m+45 m+2×35 m+30m標準T梁組合，下部結(jié)構(gòu)均采用標準橋墩。

3.6 上跨規(guī)劃路平面布置方案

上跨規(guī)劃路平面布置方案見圖7。

由于橋梁與規(guī)劃路口斜交角度較小，橋梁跨徑適當放大，Pm79～Pm82上部結(jié)構(gòu)采用正交 35 m+45m+35m標準T梁組合，下部結(jié)構(gòu)均采用標準橋墩。

3.7 上跨某公路交合口平面布置方案

上跨某公路交合口平面布置方案見圖8。

圖7 上跨規(guī)劃路平面布置方案圖

圖8 上跨某公路交合口平面布置方案圖

此節(jié)點為本區(qū)間高架橋的終點，銜接跨江大橋引橋上層，地面道路將在此節(jié)點進入大橋引橋的下層，通過雙層大橋跨江到達江東。由于地面道路在此進行改道及規(guī)劃路的影響，Pm88～Pm91左右幅橋合并設計，并將橋面附近的中央分隔帶開口調(diào)整至本節(jié)點，上部結(jié)構(gòu)采用35 m+35 m+30 m標準T梁組合，下部結(jié)構(gòu)Pm88～Pm89采用大門式墩設計，Pm90采用超大懸臂橋墩設計。

4 設計總結(jié)

本標段橋梁面積為116 014 m2，其中標準梁面積為105 660 m2，非標準梁面積為10 354 m2，標準梁占91.08%，非標準梁占8.92%。下部結(jié)構(gòu)橋墩共計83個，其中標準橋墩有61個，非標準橋墩有22個，標準橋墩占73.5%，非標準橋墩占26.5%。

城市高架橋橋梁平面布置是龐雜的系統(tǒng)工程，既要考慮橋梁的技術難點又要兼顧地面交通功能及地下管線等影響因素。該工程經(jīng)過精心優(yōu)化設計后，有效地提高了標準化構(gòu)件的使用，在城市橋梁設計中具有參考和應用價值，有效地節(jié)約了投資和縮短建設工期。目前，該工程2009年底已建成通車。

[1]CJJ 11-1993，城市橋梁設計準則[S].

[2]JTG/T D81-2006，公路交通安全設施設計細則[S]