南京市臨江路工程方案設計

張全陽，潘怡宏

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北武漢 430010）

1 主要技術標準

臨江路為規劃的浦口中心區西南－東北向主軸(見圖1)。該項設計的道路西南起城南河（樁號為K8+096.048），東北至興浦路（樁號為 K15+800.304），道路全長 7.7 km，路幅寬 66 m，兩側各 10 m 綠化帶。

圖1 臨江路地理位置圖

（1）道路等級。根據交通量預測結果，考慮擬建道路在浦口新城的地位和作用，結合浦口區浦口新城規劃要求，推薦該項目近期按城市Ⅰ級主干路修建，預留遠期快速化改建條件。

（2）設計車速。根據道路等級，結合規范要求，考慮到遠期快速化改造，推薦該項目設計車速主線取 60 km/h，輔道 40 km/h。考慮到遠期快速化改造，設計中道路平面線形按 80 km/h 進行設計，縱斷面除七里河大橋主線按 80 km/h 進行拉坡設計外，其余路段主線按 60 km/h 設計，輔道按 40 km/h進行拉坡設計。

（3）通行凈空。機動車道不小于 5.0 m，非機動車道及人行道不小于 3.5 m，橋梁跨主干路、次干路凈空不小于 5.0 m，橋梁跨支路凈空不小于 4.5 m。

（4）荷載等級。橋梁設計荷載：為公-Ⅰ級；人群荷載按《城市橋梁設計荷載標準》（CJJ 77-1998）取用；路面結構計算荷載：BZZ-100 kN。

（5）地震基本烈度。地震基本烈度Ⅶ度，地震動峰值加速度為 0.1 g。

（6）橋梁結構設計基準期為 100 a。

（7）橋梁結構環境類別為Ⅰ級

2 道路標準橫斷面

2.1 標準段斷面

斷面布置（見圖2）為：3.5 m 人行道+3.5 m非機動車道+1.75 m 分隔帶+7.5 m 輔道+2.5 m側分隔帶+11.75 m 機動車道+5 m 中央分隔帶+11.75 m 機動車道+2.5 m 側分隔帶+7.5 m 輔道+1.75 m 分隔帶+3.5 m 非機動車道+3.5 m 人行道=66 m。

圖2 臨江路標準橫斷面圖（單位：m）

2.2 特殊段斷面

將推薦的 66 m 紅線斷面的側分隔帶取消，斷面布置為：3.5 m 人行道+3.5 m 非機動車道+1.75 m分隔帶+18.75 m 機動車道+5 m 中央分隔帶+18.75 m 機動車道+1.75 m 分隔帶+3.5 m 非機動車道+3.5 m 人行道=60 m（見圖3）。

圖3 特殊段（華康路-光明路）斷面圖（單位：m）

2.3 跨七里河落地斷面

斷面布置為：4 m 人行道（非機動車道）+6 m 輔道+0.5 m 安全距離+7.5 m 人行道（非機動車道）+15.5 m 機動車道+5 m 中央分隔帶+15.5 m 機動車道+7.5 m 人行道（非機動車道）+0.5 m 安全距離+6 m 輔道+4 m 人行道（非機動車道）=72 m（見圖4）。

圖4 跨七里河段斷面圖（單位：m）

3 軟基處理

3.1 溝塘分布

軟基處理方法多種多樣，在各種處理方法中，軟弱土層的工程特性、分布范圍及厚度通常是軟基處理首先考慮的重要因素。根據國內外的工程經驗，軟基處理方法的選擇一般按照不處理—>淺層處理方法—>排水預壓方法—>樁基或輕質填料的順序來考慮。不同的方法所解決的主要問題各異，但亦可針對某一地質狀況采用幾種方法達到綜合處理效果。

道路沿線溝塘分面較廣，從“溝塘分布圖”（見圖5）中可以看出，興隆路至規劃支路四、規劃支路五至商務大街、規劃支路七至商務東街分布有成片溝塘。

圖5 沿線溝塘分布圖

3.2 軟基處理方案

3.2.1 排水固結堆載預壓法

塑料排水板是一種復合型土工合成材料，它由塑料制成的排水芯帶和外包的土工織物濾膜組成，將其打入地基之中，作為排水通道，可使軟土地基加速排水固結。具有排水效率高、投資省、施工簡單、速度快、對周邊土層擾動較小等優點。在工期允許的情況下，排水固結堆載預壓法是一種經濟、安全和環保的軟土地基加固方法。

3.2.2 水泥土攪拌樁

水泥土攪拌樁是用帶有回轉、翻松、噴粉與攪拌功能的機械，將軟土地基局部范圍的某一深度、某一直徑內的軟土用水泥漿噴射以改良、加固，形成加固土樁體。改良后的加固土樁體只考慮樁的置換作用，應力集中效應，進而減少總沉降，但不考慮加固土樁地基的排水固結速度和對地基的擠密作用。水泥土攪拌樁適用于處理正常固結的淤泥、淤泥質土、飽和黏性土地基。

3.2.3 PTC 樁

在工廠里采用先張預應力成型工藝經過養護而制成的一種空心圓筒型混疑土預制構件，運輸到施工現場后，通過錘擊或靜壓的方法沉入到地下，再在管樁頂部及樁間土上設置樁帽和褥墊層形成復合地基。樁體承載以端承力為主，一般樁長超過12 m 時，需要焊接。

3.2.4 現澆混凝土大直徑管樁(PCC 樁)

現澆混凝土大直徑管樁（簡稱 PCC 樁），采取振動沉管灌注樁的機械設備和成樁施工工藝形成混凝土大直徑現澆管樁，再配合樁帽和褥墊層而形成復合地基。施工工藝簡述如下：在設備底盤和龍門支架的支撐下，依靠上部振動頭的振動力，將雙層鋼質套管組成的空腔結構及焊接成一體的下部活瓣樁靴沉入預定的設計深度，形成地基中空的環形域，在腔體內均勻灌注混凝土，之后邊振動拔管邊繼續澆注混凝土，從而在內管中土體和外部土體之間形成了混凝土管樁。再在管樁頂部及樁間土上設置樁帽和褥墊層形成復合地基。

常用地基處理方案比較見表1所列。

4 路面結構

4.1 機動車道、輔道路面

路面結構各層由上至下依次為：

4 cm 改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料面層（SMA-13）；

6 cm 中粒式改性瀝青混凝土（AC-20C）；

8 cm 粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）；

0.6 cm 改性乳化瀝青稀漿封層；

18 cm 5%水泥穩定碎石上基層；

17 cm 4%水泥穩定碎石下基層；

表1 常用地基處理方案比較表

20 cm 碎石土底基層。

4.2 非機動車道路面結構

路面結構各層由上至下依次為：

1.5 cm 彩色瀝青混凝土磨耗層；

5 cm 細粒式瀝青混凝土（AC-13C）；

20 cm 厚 5%水泥穩定碎石基層；

15 cm 碎石土底基層。

4.3 人行道路面結構

6 cm 透水磚；

3 cm 干硬性水泥砂漿墊層；

15 cm 4%大空隙水泥穩定碎石基層；

15 cm 碎石土底基層。

5 平面交叉口

道路沿線共有 26 個平面交叉口，與臨江路主線相接的路口有：珠泉東路、總部大道、天浦路、七里河路、石佛路、中央大道、商務東街、吉慶路、珍珠南路、興浦路等 10 個路口；與橋下輔道相接的丁字路口有：下河路、同心路、興隆路、規劃支路一、規劃支路二等 5 個路口；與地面輔道相接的右進右出路口有：康華路、光明路、鎮南河路、規劃支路三、規劃支路四、規劃支路五、規劃支路六、商務大街、規劃支路七、規劃支路八、規劃支路九等 11個路口。圖6為大型交叉效果圖，圖7為交叉口的不同處理方案圖。

圖6 大型交叉效果圖

6 橋梁工程

6.1 橋梁概況

該工程范圍內，跨越河道主要有鎮北河、七里河、勝利河、中心景觀水面、定向河、大興十字河、北十字河（見圖8）。 其中，七里河、定向河為現狀河流。河道均無通航要求。重點橋梁為七里河橋梁，見圖9所示。

圖7 交叉口的不同處理方案圖

圖8 沿線河道位置圖

圖9 七里河斷面圖

6.2 七里河橋方案

6.2.1 拱形連續梁(見圖10)

圖10 拱形連續橋效果圖

主梁采用 28 m+43 m+28 m 拱形連續斜梁，斜度為-18°。主梁寬 23.4 m，單箱四室，中墩根部梁高 5 m，邊墩根部梁高 4.8 m，跨中梁高 1.5 m，梁底曲線為二次拋物線。箱梁頂板厚 0.25 m，底板由跨中的 0.25 m 二次拋物線漸變至根部的 0.70 m，腹板厚 0.50 m。

下部結構采用柱式墩，鉆孔灌注樁基礎，施工方法采用“支架現澆”。

6.2.2 分聯布跨（見圖11）

圖11 橋梁分聯布跨示意圖

跨徑布置為：（5× 32）+（30+35+35+32+24）+（28+43+28）+（24+34+34+35+30）+（3× 32）＝668（m），橋梁寬 48.5 m，分兩幅布置（見圖12）。

圖12 主橋斷面方案圖（單位：cm）

橋梁寬 48.5 m，橫向分兩幅布置，橋梁斷面布置為:3.0 m 人行道+3.5 m 非機動車道+1.0 m 機非分隔帶+15.5 m 機動車道+2.5 m 中央分隔帶+15.5 m 機動車道+1.0 m 機非分隔帶+3.5 m 非機動車道+3.0 m 人行道=48.5 m

每幅箱梁寬 23.8 m，單箱四室。

6.3 七里河橋設計體會

6.3.1 景觀橋梁設計原則

在實際設計過程中，因為業主的要求，需要橋梁達到某種景觀效果，設計中應貫徹“橋梁的主體輪廓應由結構形成”，而不應留在后期裝飾。

6.3.2 梁底曲線

設計中對變截面連續箱梁的幾種常用曲線進行了比較：（1）二次拋物線；（2）異形二次拋物線；（3）橢圓，見圖13 所示。二次拋物線變化比較平緩，混凝土用量大，橢圓和異形二次拋物線均具有中部平緩、根部變化較大的特點。設計的前期參考了南通長岸路十里坊大橋的結構尺寸，該橋跨徑布置為 28.85 m+42.5 m+28.85 m，橋寬 37 m，底梁曲線為橢圓形。通過對橢圓進行幾何分析可知：橢圓拱在梁的根部斜率成 90°，梁根部尺寸變化太過劇烈，對受力不利。綜合考慮，梁底曲線采用異形二次拋物線。

圖13 梁底曲線比較圖

AutoCAD 中，spline 線實際上是非均勻有理 B樣條曲線，常用的二次曲線如圓、橢圓、雙曲線、拋物線等均能有 spline 精確表示。該工程采用的異形二次拋物線可采用三個控制點的二次樣條曲線精確表示，給設計帶來極大方便，見圖14 所示。

6.3.3 拱形連續梁計算注意事項

6.3.3.1 力學模型

該橋橋面寬 23.8 m，同時又是斜橋（斜度為18°），理論上應采用梁格法建立空間模型得出的結論才比較可靠。在 MIDAS/CIVIL 中用梁格法中應注意以下事項：

圖14 各種曲線比較圖

（1）將多室箱梁分隔為梁格時，注意縱梁的中心和軸位置應盡量一致。

（2）每跨內的虛擬的橫向聯系梁數量不應過少(劃分為 1.5 m 左右一個在精度上應能滿足要求)。

（3）虛擬的橫向聯系梁之間盡量要設為鉸接(可將縱梁之間的虛擬橫梁分隔為兩個單元，將其中一個釋放梁端約束)。

（4）虛擬的橫向聯系梁的剛度可按一字或二字形矩形截面計算。

（5）虛擬的橫向聯系梁的重量應設為零(可在截面剛度調整系數中調整)。

（6）當虛擬的橫向聯系梁懸挑出邊梁外時，應設置虛擬的邊縱梁(為了準確地計算自振周期和分配荷載)，此時可將虛擬的邊縱梁作為一個梁格進行劃分。

（7）定義移動荷載的車道時，應盡量選擇按“橫向聯系梁”方法分布移動荷載，此時應將所有的橫向聯系梁定義為一個結構組，并在定義車道時選擇該結構組。

（8）MIDAS/CIVIL 自帶的梁格法建模助手在等高度連續箱梁中計算中誤差較小，在變高度連續箱梁中建議不要用程序自帶的梁格法建模助手，需用梁格法進行計算的橋梁，最好先采用單梁模型進行計算，以便從總體上對結構受力進行把握。

該工程主要采用單梁模型進行計算，同時用節點彈性連接模擬支座反力。

6.3.3.2 參數取值

橋規中對采用“水泥混凝土（調平層）＋瀝青混凝土”雙層鋪裝的溫度梯度取值沒有具體明確，而溫度梯度是一個可變作用，對預應力混凝土的計算結果有很大影響。理論上，水泥混凝土調平層對橋梁箱梁梁頂的溫度場有影響，為了避免審查單位提出不同的看法，建議瀝青混凝土鋪裝層用到 10 cm。

7 結語

臨江路為南京市規劃的浦口中心區西南－東北向主軸，該項目設計具有工期緊、地質條件復雜、橋梁設計景觀要求高等重難點。結合施工圖階段設計體會，本文著眼介紹工程總體設計方案及重點橋型的設計要點。

[1] JTG D60-2004，公路橋涵設計通用規范 [S].

[2] CJJ37-2012，城市道路工程設計規范 [S].

[3] CJJ129-2009，城市快速路設計規程 [S].