徐州市城東大道高架快速路橋梁設(shè)計

朱蔚

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

1 概況

徐州市城東大道為該市骨架路網(wǎng)中西向東對外射線，工程范圍西起三環(huán)東路,東至徐賈快速路，起點樁號為K0+000，終點樁號為K12+300，全長12.3 km，道路紅線寬度50 m。主線快速路采用高架快速路與地面快速路結(jié)合的形式，其中高架總長度約9.7 km，設(shè)計車速為80 km/h。

主線高架總長度約為9.7 km，沿線主要跨越民祥園路、漢源大道、振興大道、鯤鵬大道、京滬高鐵、徐淮高速、高新路等，共設(shè)平行匝道8對。全線共設(shè)立交5座，分別為三環(huán)東路立交、漢源大道立交、高鐵樞紐立交（由鯤鵬大道立交和聯(lián)絡(luò)道立交組成）、高新大道立交、徐賈快速路立交。圖1為工程平面示意圖。

圖1 工程平面示意圖

2 工程特點

2.1 線路長，斷面復(fù)雜

根據(jù)道路的總體布置，全線設(shè)5座立交，8對平行匝道。橋梁的斷面變化頻繁復(fù)雜，設(shè)計在橋梁外形上從上到下力求全線流暢，無論是跨徑變化，還是結(jié)構(gòu)型式變化，設(shè)計均需通過精心處理進(jìn)行平順過渡，在受力合理、滿足功能的情況下兼顧景觀需求。

2.2 跨越物眾多，平面布置要求高

主線跨越橫向道路、鐵路、地道及河道，立交內(nèi)各種匝道多次相交，且下層設(shè)有輔道或地道結(jié)構(gòu)，給橋梁結(jié)構(gòu)的平面布置、立墩提出較高要求。

2.3 地質(zhì)情況差異大

線路范圍內(nèi)巖溶發(fā)育，鉆探成果表明，巖溶發(fā)育程度在深度上無規(guī)律，橋梁樁基持力層選擇應(yīng)根據(jù)鉆探結(jié)合管波綜合確定。設(shè)計根據(jù)地勘報告以及管波資料，分區(qū)域進(jìn)行樁基設(shè)計，并結(jié)合橋墩的高度及受力情況采用不同的下部結(jié)構(gòu)。

2.4 拼寬原有結(jié)構(gòu)

三環(huán)東路立交需拼寬原橋梁結(jié)構(gòu)，鑒于目前三環(huán)東路繁忙的交通量，設(shè)計采用的拼寬結(jié)構(gòu)必須滿足快速施工。為保證運(yùn)營階段的舒適安全，新老結(jié)構(gòu)的變形盡量一致，并要處理好新老結(jié)構(gòu)之間的連接。

2.5 注重細(xì)節(jié)處理

橋梁結(jié)構(gòu)種類多樣，設(shè)計在橋面附屬處理上力求完美，特別是防撞欄桿的處理上保持線形的連續(xù)，在欄桿的伸縮縫處理上采用軟處理，既防水又平順，大大增加了運(yùn)營期間的耐久性，減少了后期的養(yǎng)護(hù)工作。

3 主線橋設(shè)計

主線高架總長度約為9.7 km，復(fù)雜節(jié)點眾多，橋梁跨徑布置必須兼顧各種通行和安全的要求。

3.1 主線跨漢源大道節(jié)點

主線在漢源大道處連續(xù)跨越地鐵規(guī)劃4號線（預(yù)留）、立交內(nèi)的匝道橋、漢源大道地面道路及漢源大道主線地道結(jié)構(gòu)，設(shè)計采用了46 m+2×65 m+46 m四跨連續(xù)梁。由于主線下方有橫向地道和4條匝道同時實施，為減小施工作業(yè)面影響，并減短施工周期，設(shè)計優(yōu)先選擇了鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)梁。圖2為主線跨漢源大道平面圖。

圖2 主線跨漢源大道平面圖（單位：m）

3.2 主線房亭河節(jié)點

房亭河為規(guī)劃五級航道，但現(xiàn)狀不通航，經(jīng)現(xiàn)場踏勘，近期實施通航可能性較小。現(xiàn)狀河道與遠(yuǎn)期規(guī)劃河道平面位置差異較大，經(jīng)與有關(guān)部門協(xié)商，設(shè)計在主線高架橋跨徑布置上考慮30 m+2×45 m+30 m，并斜交正做，在滿足現(xiàn)狀要求前提下預(yù)留遠(yuǎn)期分幅通航條件，每幅預(yù)留26 m通航凈寬，在立面上考慮遠(yuǎn)期地面輔道橋提升空間，并將承臺置于河床，以減小對河道泄洪的影響。

地面輔道橋暫按滿足現(xiàn)狀河道要求布置，跨徑為3×16 m，遠(yuǎn)期再進(jìn)行局部改建。圖3為主線跨房亭河平面圖。

圖3 主線跨房亭河平面圖（單位：m）

3.3 主線跨徐賈快速路節(jié)點

主線跨越徐賈快速路處需預(yù)留今后徐賈主線地道，設(shè)計采用35 m+50 m+35 m三跨連續(xù)梁，中跨50 m預(yù)留遠(yuǎn)期地道的實施空間。由于徐賈快速路地道遠(yuǎn)期實施，主線橋梁可采用支架現(xiàn)澆施工，故設(shè)計推薦采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，采用支架現(xiàn)澆法施工。

4 立交橋設(shè)計

該工程共設(shè)5座立交，分別是三環(huán)東路立交（簡易菱形立交）、漢源大道立交（渦輪全互通型立交）、高鐵樞紐立交（由鯤鵬大道立交和聯(lián)絡(luò)道立交組成）、高新大道立交、徐賈快速路立交（遠(yuǎn)期為樞紐立交）。

根據(jù)總體方案，立交形狀各不相同，受到用地、管線及各種周邊構(gòu)筑物的制約，立交的平縱線形復(fù)雜，層次各不同。

4.1 橋梁設(shè)計需考慮的因素

（1）主線與匝道、匝道與匝道、主線和匝道分別與地道多次相交，平面上和立面上必須滿足通行的安全空間；

（2）匝道線形最小圓曲線半徑60 m，匝道縱坡最大5.55%；

（3）施工時主線地面交通與主要橫向道路地面交通都要保證通行；

（4）施工時考慮橋梁結(jié)構(gòu)與地下地道結(jié)構(gòu)相互影響；

（5）盡量簡短施工周期。

4.2 匝道橋結(jié)構(gòu)

受到以上眾多條件限制，布墩困難，如按常規(guī)布置，立交范圍內(nèi)的門架墩數(shù)量較多，且施工時支架搭設(shè)要考慮上下層的順序，施工的周期過長，而今后運(yùn)營階段，過多的門架墩勢必影響地面交通的視距。故在匝道橋跨徑布置上不得不設(shè)計采用50 m以上的跨徑。

設(shè)計從結(jié)構(gòu)受力合理、施工安全以及節(jié)省造價方面考慮，在條件最復(fù)雜的三環(huán)東路立交、漢源大道立交的立交核心區(qū)域推薦采用鋼箱梁，其他立交范圍內(nèi)基本采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁和鋼筋混凝土連續(xù)梁。

在三環(huán)東路立交、漢源大道立交的立交核心區(qū)域采用鋼箱梁，有效地減少門架墩的出現(xiàn)，提高了今后運(yùn)營階段地面行車的舒適性，且最大限度地減小施工期間對地面交通的影響。

4.3 匝道橋橋墩設(shè)計

部分立交范圍內(nèi)的分隔帶寬度比較小，局部布墩位置十分局促，標(biāo)準(zhǔn)的花瓶式獨柱橋墩無法布置，故設(shè)計考慮部分橋墩采用圓形墩柱接蓋梁的形式，并在橋墩的外立面上增加線條處理，既滿足了橋墩的布置空間，外形也比較美觀。

部分立交匝道基礎(chǔ)與地道結(jié)構(gòu)緊貼在一起，設(shè)計采用橋墩與地道結(jié)構(gòu)合建方案（見圖4）。

5 主線高架橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)地勘報告，該工程根據(jù)不同路段以⑩-h-3層中風(fēng)化灰?guī)r、⑩-nh-3中風(fēng)化泥灰?guī)r、-h-3層砂巖、-h-3層中風(fēng)化灰?guī)r作為樁端持力層，地質(zhì)情況差異較大。

當(dāng)以破碎狀基巖作為樁端持力層時，設(shè)計建議采用樁端后壓漿灌注樁；當(dāng)⑩-nh-3中風(fēng)化泥灰?guī)r作為樁端持力層時，設(shè)計則按摩擦樁設(shè)計。

圖4 地道合建橋墩（單位：cm）

設(shè)計結(jié)合橋墩的高度、跨徑布置，分別設(shè)計橋墩的墩型和樁基的類型。以下介紹主線標(biāo)準(zhǔn)跨徑下的橋墩。

（1）橋墩一

對于主線標(biāo)準(zhǔn)跨徑，立柱高度低于16 m，樁基為端承樁，設(shè)計采用2根直徑2.2 m的鉆孔灌注樁，立柱尺寸為1.8 m×1.7 m（見圖5）。

圖5 橋墩一斷面（單位：cm）

（2）橋墩二

對于主線標(biāo)準(zhǔn)跨徑，立柱高度低于16 m，樁基為摩擦樁，設(shè)計采用4根直徑1.5 m的鉆孔灌注樁，立柱尺寸為1.8 m×1.7 m（見圖6）。

圖6 橋墩二斷面（單位：cm）

（3）橋墩三

對于主線標(biāo)準(zhǔn)跨徑，立柱高度大于16 m，樁基為摩擦樁，設(shè)計采用4根直徑1.8 m的鉆孔灌注樁，立柱尺寸為1.8 m×2.0 m，并增設(shè)一道橫系梁（見圖 7）。

圖7 橋墩三斷面（單位：cm）

6 老橋拼寬

在三環(huán)東路立交內(nèi)，三環(huán)東路主線高架需拼寬，原三環(huán)東路主線高架結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土大箱梁，拼寬橋設(shè)計的重點在于：

（1）新老橋運(yùn)營階段變形盡量一致。

（2）拼橋施工時保證三環(huán)東路高架和地面交通的正常通行。

（3）處理好新老結(jié)構(gòu)的橫向銜接，保證運(yùn)營階段的安全使用。

根據(jù)現(xiàn)場情況，地面和高架的交通均很繁忙，為減小上部結(jié)構(gòu)施工對地面交通的影響，設(shè)計首選裝配式結(jié)構(gòu)型式，拼橋處采用鋼箱梁，頂面現(xiàn)澆混凝土鋪裝，確保新老橋之間拼縫密貼。

拼橋單側(cè)設(shè)置防撞護(hù)欄，為減小由此產(chǎn)生的傾覆力矩，建議拼橋范圍內(nèi)采用鋼防撞護(hù)欄，與鋼主梁一并加工。

考慮到新老橋之間存在的沉降差與運(yùn)營階段存在的梁體變形均會影響結(jié)構(gòu)的耐久性，新老橋之間主體結(jié)構(gòu)不連續(xù)鋪裝連續(xù)的拼接型式，鋪裝采用GD彈性瀝青混凝土，適應(yīng)新老結(jié)構(gòu)的變形，保證行車安全，并采用一定措施處理拼縫處的漏水現(xiàn)象。

7 細(xì)節(jié)處理

由于工程規(guī)模大，不同的位置防撞欄桿的形式也不同。主線采用SS級防撞護(hù)欄，匝道采用SA級防撞護(hù)欄，再結(jié)合今后橋梁上的標(biāo)志標(biāo)線、監(jiān)控設(shè)施預(yù)埋件的布置，設(shè)計采取多種措施避免了不和諧的突變，保證視覺效果。

（1）在防撞欄桿每個變化處均采用一定長度的過渡帶，完成順接。

（2）一改以往在鋼結(jié)構(gòu)上取消防撞護(hù)欄滴水構(gòu)造，外立面上做到與混凝土梁滴水線形一致。

（3）在防撞欄桿的伸縮縫處設(shè)置特殊橡膠帶，既改善今后運(yùn)營時伸縮縫處橋下漏水現(xiàn)象，又避免相鄰兩聯(lián)之間防撞欄桿的不平順。

8 節(jié)能環(huán)保措施

在節(jié)能環(huán)保方面，為消除或減緩、降低由于項目建設(shè)實施對環(huán)境造成的不利影響，設(shè)計采取相應(yīng)措施：

（1）基礎(chǔ)設(shè)計采用大直徑樁基，減少承臺施工開挖量，同時，減少樁基根數(shù)也節(jié)省了巖溶地區(qū)逐樁勘探的成本，更縮短了施工周期。

（2）在立交復(fù)雜區(qū)域采用鋼結(jié)構(gòu)，減少了上下部施工量，減少了環(huán)境污染，加快了施工周期。

（3）在欄桿伸縮縫處、拼橋處均采用特殊措施防止漏水現(xiàn)象的發(fā)生。

（4）施工過程中建議各種鋼筋籠、鋼筋骨架均在工廠制作，現(xiàn)場安裝，既保證了質(zhì)量又節(jié)省了現(xiàn)場工作量。

9 結(jié)語

徐州市城東大道工程線路長，工程量大，總的橋梁面積達(dá)42萬m2。上層有主線橋、匝道橋，地面有輔道路網(wǎng)，地下更有多處地道結(jié)構(gòu)和地鐵結(jié)構(gòu)。設(shè)計、施工均存在很大困難。設(shè)計經(jīng)過多次方案研究，一個一個節(jié)點多專業(yè)合作協(xié)商，在結(jié)構(gòu)合理安全的前提下，盡量方便施工，簡短施工周期，為徐州帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。