城市立交橋梁結構設計研究

宋曉飛

（容海川城鄉規劃設計有限公司晉城分公司，山西 晉城 048000）

1 工程概況

橋梁建設規模的大小由其所跨越的障礙物（河道及道路） 大小決定，橋梁跨徑布置是橋梁總體設計的關鍵，合理的跨徑布置對控制工程規模、降低施工難度、提升橋梁景觀效果具有重要意義。

1.1 跨A 河航道

A 河為通航河道，現狀河寬約120m。A 河現狀為五級航道，規劃等級為三級，最高通航水位為8.33m 最低通航水位為3.33m。橋梁主跨通航凈空不小于82m×7.0m（凈寬×凈高）。為盡量減小橋梁規模，節省兩岸橋梁用地，在水中設墩，主跨采用85m，通航凈寬邊線與橋墩邊緣間距0.25m，承臺埋入河床底以下，兩幅橋橋墩位于同一直線上，橋墩連線與河道水流方向平行。兩幅橋采用相同跨徑布置，跨徑組合為50m+85m+50m。

1.2 跨B 河

B 河為等外級航道，B 河最高通航水位4.33m，最低通航水位2.33m，現狀河道寬約43m，通航凈空不小于12m×2.5m。

2 結構選型

2.1 跨A 河大橋

A 河為規劃三級航道，通航凈寬不小于82m，A 河大橋跨徑組合為50m+85m+50m，分兩幅橋布置，單幅橋寬17.75m，橋面布置機動車道、非機動車道、人行道。兩幅橋中間預留華山路主線施工空間。主跨85m 橋梁通常可采用預應力混凝土變截面連續梁和鋼結構系桿拱橋。

2.2 跨B 河橋

B 河為等外級航道，有通航要求。根據橋梁總體布置，B 河橋跨徑分別為50m、54m 簡支結構，類似跨徑通常采用預應力混凝土箱梁和鋼-混凝土組合箱梁。預應力混凝土箱梁適用于直線橋或曲線半徑較大的橋梁，一般為現澆施工；鋼-混凝土組合梁既適用于直線橋又適用于小半徑曲線橋，一般采用預制吊裝施工。B 河橋與河道斜交并位于曲線上，且河道處不宜采用大量支架現澆，采用預制吊裝施工更為方便合理，故B 河橋采用鋼-混凝土組合梁結構，組合梁斷面與混凝土箱梁相似，箱室采用鋼結構預制拼裝，橋面板采用混凝土現場澆筑。

3 橋梁結構設計

3.1 A 河大橋

1） 上部結構，A 河大橋上部結構主梁采用50m+85m+50m 預應力混凝土變截面連續箱梁，共兩幅橋，單幅橋橋寬17.75m，采用單箱雙室截面，為減小主梁施工難度，采用直腹板斷面，箱梁頂板總寬17.55m，底板寬12.15m。箱梁中支點梁高5.0m，高跨比1/17；跨中梁高2.2m，高跨比1/38.6，跨中梁高與支點梁高之比為0.44，梁底按二次拋物線變化。頂底板均設置2%單向橫坡。箱梁頂板厚280mm，底板厚280～600mm；腹板厚500～800mm，按線性變化；懸臂板長度2.7m，懸臂端部板厚220mm，根部厚550mm；箱內腹板與頂底板相交處分別設倒角。箱梁墩頂設置橫梁，橫梁兩側突出腹板形成半圓柱造型，中橫梁及邊墩附近底板設永久人孔，中跨跨中設橫隔板。中墩支座橫向間距10.0m，北側邊墩支座橫向間距5.0m，對稱于懸澆箱室結構中心線布置。南側邊墩處橋面行人及非機動車通過梯坡道落地，橋面寬度變窄，支座橫向間距調整為7.0m。箱梁0#節段長度為10m，對稱懸臂澆筑部分分為10 個節段，節段長度3.0～4.0m，合龍段長2.0m，每幅橋共設置二個邊跨合龍段和一個中跨合龍段。箱梁縱向設預應力鋼束，按全預應力構件設計；橫梁按A 類預應力構件設計；豎向不設預應力；橋面板按鋼筋混凝土構件設計。縱向預應力采用φS15.2 高強度低松弛鋼絞線，標準強度為1860MPa，錨固體系為群錨體系。

2） 下部結構，橋梁下部結構應選擇簡潔、通透、剛勁、給人以安全感和舒適感的結構型式，并與上部結構及周圍環境協調統一。A 河大橋主墩位于河道內，采用門架式帶系梁雙柱墩，橋墩單個立柱截面尺寸為4.9m×2.5m（平行水流方向×垂直水流方向），迎水面設置成半圓弧，與上部結構橫梁突出的圓弧對應，既減小橋墩的阻水效應，又具有良好的景觀效果。主墩承臺為矩形實體承臺，厚度3.5m，承臺頂面埋入規劃河床底面以下，每個承臺下設12 根直徑1500mm 鉆孔灌注樁。每個主墩外側都設置一個混凝土防撞墩，每個防撞墩下設5 根直徑800mm 鉆孔灌注樁。

3.2 B 河橋

1） 上部結構，B 河橋分別采用54m、50m 簡支鋼-混凝土組合梁，主梁高度為2.65m（鋼梁2.4m+橋面板0.25m）。縱向每隔2m 左右依次設一道空腹式或加勁橫梁。在鋼梁頂板設剪力釘連接鋼梁與混凝土橋面板。鋼梁采用單箱三室閉合式斷面（不計兩側懸臂箱室），鋼梁頂板寬17.55m，頂板厚12mm；底板寬10.4m，底板厚16 ~25mm；腹板高2372mm，厚16~20mm。混凝土橋面板厚250mm。剪力釘采用直徑19mm，高度為200mm 的圓柱頭焊釘。

2） 下部結構，B 河橋橋墩采用高架橋常用的帶系梁雙柱花瓶墩，立柱橫向間距可隨橋梁寬度調整，橋墩適用性強。立柱兩側圓弧與上部結構箱梁挑臂圓弧對應，造型優美協調。單個立柱截面尺寸為1.6m×1.8m（橫向×縱向），承臺為矩形實體承臺，厚度2.5m，承臺下設6 根直徑1200mm 鉆孔灌注樁。

4 結語

城市立交橋是城市交通中非常重要的一部分，城市立交橋梁的設計對城市立交橋整體建設的影響也是非常深遠的。因此，在設計階段就要對橋梁結構的設計工作加以重視，根據實際情況，合理設計橋梁結構，從而保障城市交通的順利發展。