作者简介:韩忠磊(1978—),男,高等工程师,从事道路桥隧施工干系事情。;
遵义市凤新快线培植工程是一条贯穿遵义老城区,与方案培植中的凤凰山隧道连通,向东延伸至新蒲新区的快速交通通道。项目出发点位于遵义市公交公司,终点至礼仪新城,全长约3.7km,依次超过中华路(互通立交)、内环路、内沙路(互通立交)、外环路、现有川黔铁路、东联线(互通立交),地面道路连接中华路与东联线,形成两层立体交通体系,并在内沙路与既有川黔线(现有川黔线改线后,现有铁路线位改造为城市道路)之间形成3层立体交通。本段工程共分三个标段,个中二标段设计桩号范围为K0+593.5—K1+189.95,全长590m。项目地理位置如图1所示。
图1 遵义市凤新快线培植工程项目位置分布图 下载原图
遵义市凤新快线工程的培植与开通将对缓解主城区交通压力,加强主城区与新蒲新区的直接联系,加快遵义市“南北拓展、东西贯通”发展计策履行起到主要浸染。
2 紧张技能指标遵义市凤新快线工程的道路等级为城市快速路,设计车速为60km/h(储备80 km/h能力),设计车道数为双向6车道,荷载标准为城-A级,设计基准期为100年,环境种别为Ⅱ类,抗震设防烈度为6度,设计基本地震动峰值加速度为0.05g。
3 总体设计方案3.1 平面设计遵义市凤新快线培植工程(二标段)的起讫段为K0+593.5—K1+189.95,路线全长590m。个中上层桥梁超过内沙路、外环路,与川黔线上方跨铁路桥相接,桥梁总长590m;中层桥梁从内沙路路口起桥,超过外环线,与川黔线路口平交,中层桥梁起讫段为K0+913.5—K1+133.5,桥梁总长220m。
遵义市凤新快线培植工程平面支配如图2所示,其构造形式共分3部分。
(1) K0+593.5—K0+913.5段,单层构造形式。跨径支配:钢梁桥40m+框构桥230m+钢梁桥50m=320m,个中50m钢梁桥超过内沙路。桥梁宽度从48.44m渐变至标准宽度31m。
(2) K0+913.5—K1+133.5段,双层桁架桥构造形式。跨径支配:46.667m+92.564m+80.769m=220m。本段为上层和中层桥梁结合形成整体的双层钢桁架桥,桥梁超过外环路和虾子河,桥梁宽度为32.32m。
(3) K1+133.5—K1+183.5段,上层采取钢梁桥,跨径为50m,中层采取钢筋混凝土框构桥与三标段框构桥连接。
3.2 纵断面设计设计中只管即便使平面顺适、纵坡均衡、平纵线形组合折衷,保持路线的连续性。本项目虽为新建市政根本举动步伐项目,但由于项目地处建成区,竖向上须要为现状构筑物预留得当的空间,且工程起终点须要考虑落地问题,因此道路竖向设计需结合沿线内沙路、内环路、外环路、川黔线等高程掌握条件,兼顾纵断坡度对利用功能、行车舒适性、工程量、造价的影响等成分对纵断面设计方案进行优化。
图2 遵义市凤新快线培植工程平面支配图 下载原图
3.3 横断面设计遵义市凤新快线培植工程横断面支配如图3所示。
图3 遵义市凤新快线培植工程横断面支配图 下载原图
(1)钢梁桥桥面标准横断面支配:0.5m(防撞墙)+2.0m(绿化带)+11.5m(车行道)+0.5m(防撞墙)+2.0m(中心分隔带)+0.5m(防撞墙)+11.5m(车行道)+2.0m(绿化带)+0.5m(防撞墙)=31m。
(2)双层桥的上层桥面横断面支配:0.66(外伸桁架构造宽度)+0.5m(防撞墙)+2.0m(绿化带)+11.5m(车行道)+0.5m(防撞墙)+2.0m(中心分隔带)+0.5m(防撞墙)+11.5m(车行道)+2.0m(绿化带)+0.5m(防撞墙)+0.66m(外伸桁架构造宽度)=32.32m。
(3)双层桥的中层桥面横断面支配:2.65m(非机动车道,包括护栏)+11.0m(车行道)+0.5m(防撞墙)+1.5m(中心分隔带)+0.5m(防撞墙)+11.0m(车行道)+2.65m(非机动车道,包括护栏)=29.8m。
(4)人行系统横断面支配:0.5m(栏杆及底座)+3.0m(人行道宽)+0.5m(栏杆及底座)=4.0m。
4 双层钢桁架桥设计双层钢桁架桥采取等桁高平弦桁梁,包括钢桁架和桥面系。双层钢桁架桥的起终点设点处设置牛腿,钢梁桥搭在双层桥起终点处的牛腿上,牛腿的背墙总高度为2.69m。钢桁架由主桁架、主横桁架组成。主桁架腹杆均为斜杆的Warrenen构造,桥梁全宽32.32m。受中层车行位置限定,横桥向设置3榀主桁,即在两侧和中心分隔带设置主桁架,两主桁中央距15.5m。主桁桁高13.006m,节间长度约12.0m。主桁由上弦杆、下弦杆、斜腹杆组成。上弦杆、下弦杆和腹杆采取带纵肋的箱形截面。上、下弦杆截面宽1 200mm,截面高1 500mm,上弦杆顶板和下弦杆底板宽1 320mm,板厚20~28mm。
5 设计难点及运用(1)针对中央城区宝贵地皮资源条件下多种交通需求问题在32m桥面宽度范围内集成上层和中层的12条机动车道、2条非机动车道、夹层的2条人行道及地面的6条车动车道,共计22条车道(含人行道)。在中央城区地皮资源日益紧张的情形下,充分发挥桁架桥天然而成的大跨度的超过能力,高下双层的支撑体系,并利用桁架内部空间加设人行夹层,发挥出钢桁架构造桥梁空间利用率高的上风。
(2)针对繁芜线形条件下桁架桥的构造问题一样平常的钢桁架桥梁为直桥,而由于本桥地处中央城区,周边遍布既有建筑,桥梁构造为曲线构造。桥梁的前半部分位于缓和曲线上,后半部分位于半径为600m的圆弧上。腹杆不设竖杆,均为斜杆,加上桥梁纵坡横坡的影响,各杆件均存在一定程度的空间倾斜。设计和施工时,均采取空间坐标掌握各杆件的位置关系。
(3)针对大跨曲线桥梁抗扭刚度不敷及桥面板与主体构造温度差问题该桥采取桁架体系和桥面体系一体的构造形式。桥位处于平面曲线上,跨距较大,整体上存在扭矩。采取桁架体系和桥面体系一体的构造可以增强整体抗扭刚性。一体型构造可以使桁架系与桥面行车系相互协同浸染,提高整体安全性,还可以避免由于桥面板受日光照射而与桁架体系间的温差引起的纵向力对横梁造成的面外弯矩的浸染。不过,复合集成构造使设计和施工繁芜性有所提高。
(4)针对繁芜地质条件下多次调跨和行车舒适性问题本桥采取46.667m+92.564m+80.769的三跨连续构造。由于桥梁地处低洼,喀斯特地质条件下存在暗河,大量分布溶洞,地质构造繁芜,使得墩柱位置多次调度,连续构造具有更好的适应性。220m的连续桁架桥构造使构造的整体性更强,行车舒适性更好。
(5)针对毗邻桥梁上部构造的支撑问题和桥门架横向刚性不敷问题本桥的桥门构兼作出发点侧和终点侧相邻钢箱梁的墩柱及横梁,省略了毗邻跨的墩柱和盖梁,同时增加的端中横梁为桁架体系带来更大的侧向刚性。
(6)针对大型钢构造桥梁的公路运输问题由于桥梁加工厂位置较远,所有桥梁构件须经公路和市政道路运送至现场,各构件的尺寸、重量须知足公路运输规定。所有桁架构件及桥面板单元,在设计之初明确分割位置,供应详尽的曲线尺寸作为制造和安装的掌握点。采取优化节点构造形式,节点处腹杆由两面连接升级为4面连接,压缩节点板尺寸,使其知足公路运输条件。通过分割桥门构附近节点板,使其知足公路运输条件。
(7)针对繁芜空间构造桥梁的预拼装问题由于构造形式繁芜,受叠加平纵横曲线及预拱度的影响,无法进行实体预拼装,而整体构造高约15m,立向预拼装也面临诸多困难。设计中依赖高精度多维度的设计数据的支持,通过在打算机中用Tekla模型进行预拼装。
(8)针对中央城区交通干线上大型桥梁施工问题桥梁地处中央城区,限定了各种大型施工机器的进场和施工手段的利用,而且施工场地狭窄,只能在桥梁原位将各构件逐一吊装。此外,横跨道路为城市主要主干路,交通压力大。在施工期间无法中断地面交通,随时要担保双向4车道及两侧人行道的通畅功能。施工中通过两次地面道路导改担保了交通干线的通畅。
(9)针对桥面板单元安装时的支架问题为知足运输哀求,桥面板在横向被分割成15块。上层桥面离地面高度超过20m。为了在高空中拼装桥面板,须要利用大量支架,给施工带来极大的困难。为此设计了自成支架体系的双层横梁,即横梁下半部分先行安装,形成框架体系,然后以此为支架横向安装桥面板。
(10)针对人行系统与车行桥的领悟问题在高下两层桥面之间,设置了两纵四横的人行系统。人行系统在路口范围内不设一根墩柱,完备依赖吊柱悬挂于桁架构造中,与桁架构造融为一体,避免桥下墩柱林立。人行系统实景如图4所示。
图4 遵义市凤新快线培植工程(二标段)人行系统实景图 下载原图
6 结语遵义市凤新快线培植工程(二标段)总体设计在跨度、构造、工艺等方面采取了新方法、新思路和新工艺,办理了工程中碰着的各种难题,该工程于2019年5月9日建成通车,通车运营以来运行平稳、舒适,构造安全可靠。本项目的履行对办理城市交通拥堵问题,拓展旅游资源开拓,促进城市经济培植发展等方面都将起到十分主要的浸染。
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