广东公路交通
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GuangdongHighwayCommunications
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Vol郾45No郾5Oct郾2019
文章编号:1671-7619(2019)05-0120-04DOI:10.19776/j.gdgljt.2019-05-0120-04
浅谈城市高架桥梁总体方案设计
张利平
(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海20092)
摘要:以太原市南中环东延(东中环-财大东山校区)新建工程桥梁工程总体设计为例,通过对桥梁总体设计原则、桥梁体系与结构形式、上部结构、墩型等设计要素进行探讨,分析了城市高架桥梁总体设计特点以及需要考虑的各方面因素。
关键词:城市桥梁;总体设计;方案
中图分类号:U442.5摇摇摇文献标志码:B
0摇概述
太原市南中环东延(东中环-财大东山校区)
1摇桥梁总体设计原则
新建工程西起东中环-南中环立交东侧跳水台,向东经龙堡路、规划路一、规划六路、规划七路、东环高速公路、东峰路、规划路二、规划路三、规划路四、规划路五、东至规划路六(财大东山校区东侧规划路),工程全长约4.449km,道路红线宽度范围为35m~70m。
南中环东延延续东中环—南中环立交高架,采用双向六车道高架上跨龙堡路、规划路一、规划六路、规划七路、东环高速公路、东峰路,在与规划路二(山大东山校区西侧规划路)交叉口前落地,在保证南中环快速通行的同时,兼顾与道路两侧景观的融合,道路等级为加强型主干路。高架落地点至规划路六段为地面道路,道路等级为城市主干路。
南中环与东环高速公路近期采用子叶型互通立交,远期按苜蓿叶互通立交预留用地。
主线高架下为地面辅道,双向四车道设计,服务于周边地块慢行交通。同时根据总体路网规划及规范要求,结合道路两侧用地现状、规划以及沿线重要建筑物及构筑物位置,在规划六路西侧设置一对上下平行匝道;结合东环高速公路立交方案,在东环高速公路两侧设置上下匝道,保证高架快速系统与地面慢行系统的充分沟通。
本工程高架桥梁总面积80034m2,其中主线
桥址位于城区,且临近学校,人流量较大。因此,在安全、适用、经济、合理的前提下,充分考虑城市景观的要求,综合桥梁立面布置、施工方案、场地现状及孔径布置等要素,选择合适的结构型式和跨径。
2摇桥梁体系与结构型式
桥梁结构形式可以简单地由连续桥面体系或连续结构体系来支撑。简支结构、连续桥面体系的上部结构可以采用预制空心板梁、T梁、预制小箱梁,亦可采用钢-砼叠合梁。连续梁上部结构可采用先简支后连续小箱梁或现浇预应力砼连续箱梁以及连续刚构、全钢结构连续箱梁或普通钢筋砼箱型梁结构。
经过近十几年来全国的市政工程实践,对于桥梁结构设计已经潜移默化地从传统的安全、实用、经济、美观到讲究安全的耐久性、实用的舒适性、经济的合理性以及美观的人文、环保、生态等和谐效果的统一性。
由于桥梁工程的造价占工程总造价比重大,而桥梁标准段占桥梁总体比重也较大,因此,本工程桥梁标准段结构的合理选型是本次设计的重要内容。因此,在兼顾美观、经济、符合施工进度的前提下,根据总体规划的安排,根据结构型式较多采用的预制T梁、预制小箱梁、预制节段大箱梁、现浇大箱梁等,对适合高架结构的各种结构方案,如结构力、技术经济、施工和景观等进行了分析和比较,见表1、表2。
桥梁面积为63543m2,集散车道及匝道面积为16491m2。集散车道采用与主线平行布置的方式。·120·
作者简介:张利平(1990-),男,硕士研究生,助理工程师,从事桥梁工程设计、咨询工作,E-mail:zhangliping_2014@126.com。
2019年第5期张利平:浅谈城市高架桥梁总体方案设计
总第164期
表1摇上部结构综合比较
简支梁
连续梁结构体系
小箱梁大箱梁先简支大箱梁后连续现浇施工期交通影响
小大较小大施工速度快慢较慢慢施工复杂程度易较易复杂复杂结构性能较好较好好好行车条件较差较差好好相对造价低较高较高高景观效果
较好
好
较好
好
表2摇上部结构经济指标比较
梁型砼/
钢铰线/
钢筋/
工程(m3/m2)(kg/m2)(kg/m2)实例跨径/mT梁0.5316.797.9延安路高架中段30预制0.4517.583.5浦东外小箱梁环线等30简支0.5825.7115.0南北大箱梁高架等35连续梁
0.64
32.1
140.9
延安路高架东段
35
型欠缺已不适应城市的发展要求T梁施工便捷,工程造价较低;,预制小箱梁具但其存在的外
有预制段与现浇段有色差、整体刚度相对较差、景观性较差等不足;而整体现浇大箱梁虽施工较复杂,但本工程除个别节点为现状道路外,其余均是规划道路。在跨越现状道路段采用施工快捷的钢结构连续梁,可有效控制施工对地面交通的影响。此外,大箱梁结构与已建成的南中环外观和谐统一,保证整个高架线形的一致,在总体上达到了完整美观的要求。
连续箱梁整体性能好,抗扭刚度大,能适应各25种平面线型和桥梁宽度的变化,其跨度能力约为
的要求~45m,。箱梁结构简单能更好地满足一般城市立交桥和高架桥、轻巧、线条流畅,整体上看更美观、更流畅、更舒适。
综合考虑,连续大箱梁结构型式是本工程的3摇首选结构桥梁上部结构设计
。
3.1摇本工程桥面标准段宽度为跨径布置
23.5m,由于地面道
路的限制,箱梁的桥墩立柱只能设置在地面8m宽的中央分隔带内。因此,决定了主线桥梁支座间距为6.4m,横梁挑臂长达8.45m。为使箱梁纵横2m,向梁高匹配且受力合理采用等高梁设计。
,取标准跨径为30m,梁高
48m,跨路口段公路较宽梁高为,桥梁跨径确定为2.,根据行车视距的要求7m;跨东环高速公路段,确定跨径为
72m,梁高为,由于高速3.6m,采用变高梁设计3.2摇。
太原市南中环东延工程主线桥共有预应力混凝土箱梁上部设计
25联,其
中钢箱梁2联,预应力混凝土箱梁23联。本项目预应力混凝土箱梁断面形式为弧形边腹板大悬臂23.断面3m,,标两端各设置准联桥面0.宽1m度为后浇滴水构造23.5m,结构。宽标准联度为
箱梁采用单箱5室设计。
0.2m。主梁两侧悬臂长度均为悬臂沿弧线延伸至主梁底板5.6m,,悬臂部分的边箱室采用小箱室设计。悬臂端高度为臂部分自重为了减少悬,
使主梁悬臂顶板与弧形底板之间形成撑-系杆受力体系。断面构造如图1所示。
图1摇23.5m宽标准断面构造(单位:mm)
由于总体布置要求,主线箱梁的宽度变化较大,宽度变化范围为23.5m~43.0m,且标准断面主梁横桥向外挑长度达到8.45m。因此,变宽处通过增加箱室宽度或者增加箱室数量,两边箱箱室宽度保持不变,即悬臂宽度保持不变。
·121·
2019年第5期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇广东公路交通摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇总第164期
箱梁采用双向预应力体系,其中纵向预应力
采用15-覬s力采用17-覬15.s15.2、12-覬s2、15-覬15.s2和9-覬s15.2,横梁预应束均采用两端张拉,锚固于梁端顶板上15.2和12-覬s15.,避免在梁2。腹板端部张拉,影响相邻联施工。施工时应注意避免3.横向预应力束与纵向预应力束之间的冲突3摇匝道桥上部设计
。
本工程共设置一组上下平行匝道、两条跨东环高速公路段的南北集散车道和两条NE、ES匝道。匝道桥的跨径布置遵照以下原则:(1)墩柱尽量与主线一致,以利于美观,避免空间上视觉错乱感;(2)为周边接线桥梁预留出入口。
根据上述原则,一组平行匝道的跨径及梁高与主线一致,采用预应力连续梁设计。平行匝道桥的标准断面如图2所示。
图2摇8.5m宽匝道标准断面(单位:mm)
钢筋混凝土箱梁NE、ES匝道的弯曲半径均较小。桥宽13.5m,采用单箱双室设,故全部采用
计。标准跨径为22m,梁高采用1.6m。NE、ES匝道与南北集散车道相接处采取局部变高处理,变高范围为3.5m,梁高变化为1.6m~2.0m。NE、ES匝道的标准断面如图3所示。
图3摇13.5m宽匝道标准断面(单位:mm)
4摇墩型
城市高架桥梁要求桥下有良好的通透性和景
观要求,要求墩型轻巧美观。根据总体设计,主线桥梁的桥墩需布置在道路中间8m宽处中央分隔带内,主线桥梁墩柱采用花瓶墩。·122·
主线桥梁标准桥墩采用双立柱花瓶墩,主墩为两根1.6m(横桥向)伊1.7m(顺桥向)矩形截面,截面的四个边角采用半径0.15m的圆弧倒角。主墩底部两根墩柱之间净距3.8m,底部全宽(两根墩柱外侧到外侧之间距离)7m。主墩为了提升主3m梁的横向稳定性及主墩自身的景观效果,在顶部
宽度由范围内两墩分别向外侧倾斜1.6m渐变至2.1m,顶部全宽为,单根墩柱横桥向8.7m,支座间距6.4m,在距离墩顶0.3m处设置一道高度为1.35~1.66m的变高横系梁柱底部为8.5m1.宽匝道桥桥墩采用单立柱花瓶墩。
8m(横桥向)伊1.7m(顺桥向)哑铃型。墩截面,顺桥向宽度窄处为1.3m。墩柱顶部2.5m4.范围228m,内变支座间距宽,横桥2.向4m。
墩宽由1.8m渐变至顶部
墩由两根13.5m1.宽匝道桥桥墩采用双立柱花瓶墩2m(横桥向)伊1.7m(顺桥向)矩形截。主
面,截面的四个边角采用半径0.15m的圆弧倒角。主墩底部两根墩柱之间净距1.8m,底部全宽(两根墩柱外侧到外侧之间距离)4.2m。主墩为了提升主梁的横向稳定性及主墩自身的景观效果,在顶部3m范围内两墩分别向外侧倾斜,单根墩柱横桥向宽度由1.2m渐变至1.7m,顶部全宽为5.9m。
支座间距4m,在距离墩顶0.3m处设置一道高度
5摇为1.特殊节点
2m的横系梁。
因为跨高速公路段交通繁忙,桥梁施工时不具备满堂支架条件,故预应力混凝土连续梁施工时只能采用挂篮悬臂浇筑(跨高速公路段桥梁有3幅,不具备转体施工条件)。南北集散车道边跨各带一个裤衩段,因此采用挂篮悬臂浇筑时,裤衩段需要满堂支架浇筑。
钢结构连续梁具有工厂加工、现场施工方便快捷等优点,对现场环境影响较小,但造价相比于预应力混凝土梁稍高;悬浇预应力混凝土连续梁由于南北集散车道边跨存在裤衩段,施工较麻烦,对现场环境影响较大,且裤衩段预应力张拉存在
困难,但造价相比于钢箱梁较省。综上分析,跨高
6摇速公路段采用分离式钢箱梁方案结语
。
太原市南中环东延为连接太原市区与山西大学东山校区、财经大学东山校区的一条主干道,该项目的实施,对于改善区域交通、推动太原市东部
2019年第5期义。
张利平:浅谈城市高架桥梁总体方案设计
参考文献:
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总第164期
城区尤其是东部科教园区的快速发展有着重要意
本文简要介绍了该工程高架桥梁的总体设计情况,期望对其他同类型项目提供一定的借鉴参考。
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BriefDiscussiononOverallSchemeDesignofUrbanViaductBridges
(TongjiUniversityArchitecturalDesignandResearchInstitute(Group)Co.,Ltd.,Shanghai200092)
ZHANGLiping
Abstract:TakingtheoveralldesignofthenewconstructionbridgeprojectintheEastExtension(EastCentralRingRoad-CaidaDongshanCampus)ofNanzhonghuan,TaiyuanCityasanexample,thedesignprinciplesofthebridge,thebridgesystemandstructuralform,theupperstructureandthepiertypehavebeendiscussed.Theoveralldesigncharacteristicsofurbanelevatedbridgesandvariousfactorsthatneedtobeconsideredhavebeenanalyzed.Keywords:urbanbridge;overalldesign;scheme
适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适适(上接第119页)
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PerformanceAnalysisonGFRPConcreteBridgeBarrier
ZENGJie1,GAOJianyu2,GONGShuai2,KANGHanjing2,YANGFuyu2,YANShuming2
Abstract:Steelbarsoftheconventionalreinforcedconcretebarrierwereheavyandcorrodedeasily,andGFRPbarswerelightandhadamuchbetteranti-corrosionnature.SteelbarsofconcretebarrierwerereplacedbyGFRP,andtheproblemthatconcretebarrierwereheavyandcorrodedeasilycouldeffectivelysolved.BasedontheSS-levelconcretebridgebarrier,theadvantagesofGFRPconcretebarrier,suchasbettersafety,durability,economyandlightweight,wereintroducedinthispaper.
Keywords:Reinforcedconcretebarrier;GFRP;Safetyperformance;Economy;Durability;Lightweight;
(1.ShenzhenExpresswayCompanyLimited,Shenzhen5180342;2.BeijingHualu蒺anTrafficTechnologyCo.,Ltd.,Beijing100070)
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