大型互通立交桥梁总体设计实例剖析

大型互通立交桥梁总体设计实例剖析中国市政工程 2005年第5期(总第117期) 聚龙路立交(亦称闽江大道立交)交叉口五路相交,北向为西二环(大桥)、东南向为南二环、南向为浦上路、东西向为聚龙路,二环和浦上路为快速路、聚龙路为I级主干道。立交根据二环路、浦上路为快速路的特点,设置了二环与浦上路三向均为上、下行双幅分离的定向高架匝道桥和大桥与一层环岛的双向互通匝道。匝道与主线设置变速车道衔接,二环主线半径采用 400m,双向六车道,断面宽度为 2× 13.0m。浦上路方向为双向四车道,断面宽度为2× 9.5m。二环...

中国市政工程 2005年第5期(总第117期) 聚龙路立交(亦称闽江大道立交)交叉口五路相交,北向为西二环(大桥)、东南向为南二环、南向为浦上路、东西向为聚龙路,二环和浦上路为快速路、聚龙路为I级主干道。立交根据二环路、浦上路为快速路的特点,设置了二环与浦上路三向均为上、下行双幅分离的定向高架匝道桥和大桥与一层环岛的双向互通匝道。匝道与主线设置变速车道衔接,二环主线半径采用 400m,双向六车道,断面宽度为 2× 13.0m。浦上路方向为双向四车道,断面宽度为2× 9.5m。二环东与浦上路方向为双幅单车道,断面宽度为2×8.0m。大桥与一层环岛的双向互通匝道按单向单车道布置,断面宽度为 8.0m+1.75m(人行道)。底层聚龙路与三个方向的辅路采用直径80m 环岛平面交叉。本工程高架桥梁总面积 50183m2,桥梁规模大,匝道桥采用定向叠层布设。 1桥梁总体设计原则桥址区地势平坦,且紧靠闽江南岸的南江滨休闲路,在适用、安全、经济、合理的前提下,应充分考虑城市景观的要求,综合桥梁立面布置、施工MATCH_ word _1716002535830_1及孔跨布置协调等方面选择合适的跨度和结构形式。 2桥梁结构形式和代表跨径的选择 2.1结构形式选择箱形梁整体性强,抗扭刚度大,结构动力特性优越,尤其在曲线梁桥设计中优点更为突出。其外形美观,适用性强,是目前国内外广泛采用的高架结构形式,具有先进、成熟的设计施工经验,施工方法也比较灵活多样。本桥景观要求较高,曲线梁段多,主线与匝道连接部多(叉道多),施工工艺宜采用现浇混凝土结构。因此,选用整体性好,刚度大的现浇预应力混凝土箱梁,结构较能适应桥梁平面尺寸变化大的立交桥的桥梁结构。由于连续梁桥面连续性好,其中间墩可以做得很轻巧,能有效减少桥墩的工程数量,降低墩柱对沿线景观的不良影响,而且采用就地现浇的施工方法, 可同时多工作面开展工作,施工进度较快。因此本设计采用预应力混凝土箱形连续梁作为桥梁的结构形式。 2.2桥梁代表跨径选择本桥最高桥墩 16.08m,最矮墩高 2m,平均墩高8.3m左右。上部结构采用支架逐孔现浇施工连续箱梁,设计时分别对35m、30m、25m三种跨径的结构布置进行了综合比较(见表 1)。从经济指标比较,25m跨径的最佳,30m的其次。大型互通立交桥梁总体设计实例剖析刘金福 (福州市规划设计研究院,福州 350003) 摘要:通过福州市聚龙路立交工程桥梁总体设计、桥梁结构形式、代表跨径、布孔、分联、断面、墩形、基础等的设计实例,剖析探讨了大型互通立交桥梁总体设计思路和原则。关键词:立交桥梁总体设计实例剖析项目 35m 30m 25m 上部结构截面型式梁高H/cm 180 160 140 C50混凝土 /m3 0.699 0.625 0.605 钢筋/t 0.098 0.088 0.085 钢绞线/t 0.022 0.018 0.018 下部结构结构型式柱式墩混凝土/m3 C30 0.320 0.249 0.240 C25水下混凝土 0.396 0.389 0.386 钢筋/t 0.061 0.056 0.055 建筑安装费/元 2506 2378 2340 跨径表1不同跨径的主要材料指标及建筑安装费 16.5 H ○桥梁与结构○ 28 中国市政工程 2005年第5期(总第117期) 考虑到大跨径的线条流畅,视野通透,而本工程立交采用叠层布线,分孔受上下两层桥限制,主线桥与聚龙路斜交角度较大,跨线桥跨度达35m,因此, 代表跨径采用30m是比较经济合理的。 3布孔与分联本工程处在地质不良区,路堤合理高度约为 3.0m,因此起桥高度按2.5～3.0m控制。根据甲方总体进度安排,箱梁逐孔现浇施工工期应控制在12个月之内,也即一个开工点的一个方向最多只能施工 24孔(按每孔 15d考虑),由于本立交主线及匝道均为上下行双幅桥,因此每个施工方向最多12跨。考虑本桥具体条件,一个施工方向最多跨数为11跨 (22孔),可满足总体工期要求。本桥仅在中央三角区设置三处开工点,这样分孔后中央区最大的一联孔数为6孔,约180m。为使全桥伸缩缝尽量采用统一规格,按6孔一联为基准对全桥进行分孔划联。全桥共 119孔、27联,代表跨径为 30m,最大跨径 37m,最小跨径21.3m。 4桥梁断面针对箱梁外形,在施工设计中结合了直腹板预应力索型和斜腹板外观效果好的特点,进行俗称“鱼腹式”的两种箱梁断面与斜腹板箱梁作比较 (见表 2)。由表2可知,方案二、三截面积基本相同,方案一低约8.5%、其经济性较好;从力学性能看,三个方案截面抗弯刚度相差不大,方案二的抗扭性能最好; 从外观看,方案二、三断面呈流线型,外形新颖、活泼生动,尤其是方案二,梁体与防撞栏杆底座曲线过渡,线型流畅,整体效果好;方案二断面端部较大实心段可埋设纵向排水管。推荐方案二即采用鱼腹式箱梁。 5墩形城市立交桥需要桥下有较好的通视条件和景观,要求墩形美观轻巧。由于采用连续梁结构,可供选择的墩型有柱式墩和板式墩形式。本工程立交桥曲线桥段多,宜选择既能满足布置多个支座又不具有明显的方向性并与主梁选形相配的流线形花瓶墩,综合以上考虑,本次立交推荐采用椭圆形花瓶墩 (图1)。 6桥墩及基础本桥桥墩与主梁均选择了外形美观的流线形结构,整体协调和谐。一联连续梁与另一连续梁交接墩 (设置伸缩缝处桥墩)主梁跨墩后设置牛腿。合拢处交接墩的盖梁显得更为重要,明盖梁不但影响桥下净空,而且影响整体景观,为此设计中盖梁做成隐形的凸形结构,盖梁横桥向下缘线形与弧形箱底一致, 见图2。通过对地质资料的分析,为保证基础的承载能力,减少沉降,拟采用钻孔灌注桩基础,桩基嵌入基岩。根据经济性和施工工期的分析,本设计 30m 桥跨、桥宽9.5m主线桥基础选用2!1.5m的钻孔桩。 7存在问题 1)由于施工开工点选在立交分合流处,主梁第一次作业在异形梁段,施工难度大,该跨施工整整用了1个月时间,随着施工经验的积累,标准梁段基本是14d一孔。 2)联间交接墩牛腿和凸型盖梁的设置,将给支座维护和更换带来困难,此问题在设计中要引起足够重视。 (收到修改稿日期:2005—08—16) 方案截面积/m2 抗弯惯性矩/m4 抗扭惯性矩/m4 方案一斜腹板 4.81 1.388 3.673 方案二直腹板 5.26 1.362 4.118 方案三直腹板 5.24 1.403 3.513 表2桥梁断面比较图2凸形墩照片 29

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