京福高速天平立交桥设计

第３２卷第２１期　・３３４・　２　０　０　６年１　１月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏｌ　３２　Ｎｏ．２１　ＮＯＶ．　２００６　文章编号：１００９—６８２５｛２００６）２１—０３３４—０２　京福高速天平立交桥设计　曾宪宝　王　强　摘要：分析了天平互通式立交桥的总体设计、构造特点及结构计算，介绍了其施工控制措施，该桥的使用结果表明其效　果良好，并提出了关于立交桥设计的建议。　关键词：立交桥，放样定位，预拱度，横向钢筋　中图分类号：Ｕ４４８．１７　文献标识码：Ａ　１　工程概况　天平互通式立交桥位于泰安市西侧泰安大街与泰肥路接壤　处，是京福高速公路与泰肥路之间的喇叭型互通立交。立交地处　了，而设计制图的工作大大增加了。Ａ，Ｂ匝道桥由于以“裤衩”桥　相接，桥跨布设复杂且跨径零碎，与主线“裤衩”桥不同的是，Ａ，Ｂ　匝道桥”裤衩”由共用桥台形成；ｃ，Ｄ匝道桥布设同普通弯桥。为　加强结构稳定性，特别是增加结构抗弯扭能力，主线及匝道桥全　两丘陵之间一自然低洼地，中间有一天然河流蜿蜒流过，地面下　还有一大型暗渠悄然横卧，被交道泰肥公路北侧紧邻泰肥铁路。　地形、地物条件的限制使立交主线必须架桥，主线与匝道间全部　部采用连续刚构与连续梁混合结构；桥墩为薄壁墩，梁视桥墩高　度不同，根据刚度计算要求，合理调整墩身尺寸和墩梁固结孔数，　由于地质条件较好，地基大多数为全风化闪长岩，墩台基础大部　分采用扩大浅基，仅跨铁路Ｔ梁部分采用嵌岩桩基础。桥梁横断　以高架桥相接，主线桥左右侧错联布置，共设主线桥８９１　１ＴＩ、匝道　桥６４２　Ｉｒｌ。立交由于整体连续高架，交通分流、合流醒目，匝道转　向和缓自然，外观线型流畅、舒展。立交高架，省去了大量高填方　路基，加快了工程进度，同时节约了大量主线和取土场占地；立交　面采用空心板式翼形断面，主梁等高，桥面横坡由墩身及支座垫　板调整形成。由于天平立交桥为整体高架，其大部分为弯桥及异　型“裤衩”桥，桥面超高渐变，主梁为曲梁，桥面及桥梁外缘全部按　实际曲线布设。　高架也使立交区内河道调制改道、光缆改移、暗渠避让得以从容　进行。然而立交整体高架却使立交桥设计显得格外复杂。　２．３主线桥、“裤衩”桥、匝道桥结构分析与计算　直桥受力较为明确。主要为弯、剪；而弯桥、异型“裤衩”桥受　力复杂且不明确，特别是“裤衩”桥，目前尚无明确计算图式和分　２高架桥设计　２．１　总体设计　天平立交地处微丘地区，地形起伏较为舒缓，从经济性、合理　析计算方法，除纵向受弯剪外，还承受横向扭矩及双向弯矩，其精　性以及施工便捷、自然和谐的角度出发，上部宜选择建筑高度较　确计算非常困难。且空间计算工作量非常大。为此，探讨一个既　小的梁板式桥型结构。由于立交处众多条件的制约，河流、暗渠、　实用又简单合理的计算方法非常重要。参考过去设计的大量弯、　铁路、公路、光缆，特别是主线与匝道间“裤衩”衔联，使高架桥的　斜桥及部分已建立交桥梁，针对异型“裤衩”桥弯、扭、剪组合受力　布置复杂多变。为了满足Ｊｉｌ流不息的铁路、公路交通需求，不中　的特点，进行一系列简化和假设。首先将所有中间桥墩与主梁固　断交通，对跨越铁路、公路部分的桥跨以预制安装的预应力混凝　结。将梁端共用墩横向设置抗扭支座，缩短桥梁纵向抗扭跨径；拉　土组合Ｔ梁跨越，以减少施工期间对铁路、公路交通的影响；同样　大固结墩柱间横向间距，使桥墩与主梁形成一横向框架，共同承　为了保持立交全貌的舒展流畅，对其他控制点全部以现浇连续结　受横向扭矩，从而减轻主梁横向受力。采用桥梁综合计算程序　构布设，并根据跨越要求和黄金分割率进行合理分孔，分别采用　（　ｘ）偏安全的直桥程序进行结构的弯、剪计算；采用弯桥程序按　预应力混凝土、钢筋混凝土连续结构。在主线跨越Ａ匝道处，为　照“裤衩”段最小曲线半径进行曲梁计算，算得各控制截面扭矩；　然后将抗弯纵　增大桥下净空，采用３５　ｒｎ预应力混凝土连续板跨越，对其他桥跨　各计算控制截面根据弯、扭、剪分别进行强度计算，则以２０　Ｉｒｌ左右经济桥跨布设，梁高１．４　ｍ～１．５　Ｉｒｌ，采用钢筋混凝　筋、抗剪箍筋与扭剪纵筋、扭剪箍筋叠加，并按抗扭桁架原理对主　土结构。该结构便于布置异型桥跨形成“裤衩”结构，以便布设小　梁两侧钢筋重点配置；并引入无梁板桥的概念，配置适量的横向钢　在梁端伸缩缝处增　半径弯桥与匝道桥衔接。为增加结构几何稳定性和抗震性能，尽　筋。对圆环分叉端配置环形加强筋进行补强；　可能多地采用墩梁固结结构，仅在伸缩缝处设放置盆式橡胶支座　设翼板加强小横梁。天平立交桥主要工程数量指标见表１。的共用桥墩。　表１　天平立交桥主要工程数量指标表　工程项目　每ｒｎ２主要材料用量　预应力钢材　普通钢材　混凝土　每ｍ２　１‘ｇ　ｋｇｔ　造价／元　２．２构造特点　天平立交最复杂和最有特色之处便是主线与匝道四组“裤　衩”间的桥跨布置与结构设计。经反复比较优化，以主线与匝道　预应力混凝土Ｔ粱　现浇混凝土连续板　现浇预应力混凝土连续板　１３　２　２１．７　７７．８　１６８．９　８２　８　０．９５７　１．２８２　１　１３１　１　６９３　１　６４２　分叉圆弧端径向线作为“裤衩”桥与匝道桥分界线，将桥面分叉半　径反复比较后选定为１　ＩＴＩ，依此来对“裤衩”间主线桥进行分联、分　孔。由于主线左右侧“裤衩”桩号零碎且不全对应，在桥孔划分　３施工控制　　放样定位　上。尽量使桥跨均衡且左右侧墩轴线一致，这使得桥梁分跨多样，　３．１且左右侧桥孔对应连续联不对应；这样结构受力及景观设计合理　收稿日期：２００６—０４—１７　天平立交桥由于大部分位于圆曲线及缓和曲线段上，且部分　作者简介：曾宪宝（１９７２一），男，工程师，潍坊市公路勘察设计院，山东潍坊王２６１０３１　２６１０４１　强（１９７３一），男，工程师，潍坊市交通重点工程项目建设指挥部办公室，山东潍坊维普资讯 http://www.cqvip.com

第３２卷第２１期　２　０　０　６年１　１月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨ１ＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖ０１．３２　Ｎｏ．２１　Ｎｏｖ．２００６　・３３５・　文章编号：１００９—６８２５（２００６｝２１—０３３５—０２　信息管线横穿基坑条件下隧道施工技术　梁怀柱　摘要：根据复兴路隧道的概况，分析对比了基坑顶部信息管的多种保护方案，并确定了旋喷桩内插型钢的施工方案，详　细介绍了该施工工艺，提出了管线监测方法，为类似工程的施工积累了经验。　关键词：信息管，高压旋喷桩，型钢，管线监测　中图分类号：Ｕ４５５．４　文献标识码：Ａ　１复兴路隧道概况　和软塑状态，土层中夹有薄层粉砂，水平渗透系数达１０　ａｎ／Ｓ～　ｍ／ｓ。因此基坑围护结构施工时，防止围护结构渗漏水，造　复兴东路越江隧道是上海市重大工程项目之一，隧道西起光　１０～ｃ对保护周围环境及隧道顶部的地下管线至关重要。　启路，沿复兴东路向东穿过中华路和中山南二路后，过黄浦江沿　成地面沉降，受大气降水及地表水补给，黄浦江两岸底　张杨路到崂山西路和崂山东路之间出地面，全长２　７８０余米，是我　沿线地下水属潜水型，⑦层土承压水头埋深　国首座双层双线越江隧道。为了施工管理方便，隧道分为７个施　层受到黄浦江潮汐影响。经钻孔长期观测，６　ｍ，层土的空隙水压力值为０．１１３　ＭＰａ。基坑开挖接近底板标　工标段，其中浦西两个标段，江中盾构法施工两个标段，浦东三个　８．造成管涌。因此本段施工应认真对待　标段。文中介绍了第五标段两管线穿越基坑条件下的隧道施工　高时，可能会被承压水击穿，加固深度４　ｒｎｏ　技术。复兴路隧道第五标段位于张杨路（浦东南路～崂山东路　承压水。施工采用旋喷桩对坑底土体进行加固，段），全长３８５．８５８　ＩＴＩ，为下层车道暗埋及敞开段。工程北临上海　２基坑顶部管线概况及保护方案比选　市第一八佰伴，南靠上海时代广场，处于浦东商业区繁华地带。　２．１信息管概况　３６孔、９孔信息管地处崂山西路两侧，横穿张杨路，与隧道出　根据浦东新区政府要求，隧道施工期间不得中断交通，需在隧道　两侧各留出单向公交车道。另外，隧道结构南侧靠近巾１　８００雨水　口暗埋段相交。其中３６孔信息管与隧道相交于雨水泵房中部　位　此处基坑开挖宽度为１７．６　ｍ，　管，围护结构距离雨水管最近距离约１０　ｃｒｆｌ。同时，受场地条件及　于隧道设计里程约ＰＤＫ２＋４７８处，４　ｍ左右；管线采用　１００钢管套管，呈９列４排布　工期制约，３６孔信息管及９孔信息管无法搬迁，必须进行原地保　基坑挖深７．护，隧道要在两个管线下面施工。因此，第五标段被视为复兴路　置，信息管（含外套钢管）自重为７５６　ｋｇ／ｍ。３６根钢套管外包　隧道岸边段最艰巨的施工段。　５　ｃｒｆｌ厚素混凝土，其截面尺寸为１．１　ＩＴＩ×０．６ＩＴＩ。９孔信息管位于　横穿跨度约为１６．４１　ＩＴＩ，基坑开　３６孔、９孔信息管所在基坑开挖深度最大不超过９　ＩＴＩ，开挖深　隧道设计里程ＰＤＫ２＋４６２．８５处，ＩＴＩ。９孔信息管在崂山西路西侧横穿隧道基坑，位　度以上部分的土层为淤泥质粉质粘土和粉质粘土，大部分成流塑　挖深度为８．９２　桥梁位于高次抛物线加宽渐变段上，墩台轴线及上部主梁放样采　按径向布设，处理好分叉段钢筋重叠问题；对与斜Ｔ梁接壤端横　用根据路线与桥梁问几何关系极坐标法非常困难且不准确。为　向钢筋按扭变与径向相结合方式布置。　此，对立交桥墩台轴线全部给出大地坐标，按坐标放样；对桥面高　４使用效果　次抛物线加宽渐变部分，采用条板分块，给出各板条几何尺寸；对　天平立交桥现在已经建成使用一年多了，行车安全、舒适、顺　桥面超高渐变，除给出各墩台轴线处超高横坡外，还给出超高渐　畅，使用效果良好，立交桥本身也没有出现诸如裂缝等问题，而且　变的总体几何关系，以控制桥跨问的超高渐变。　该桥还成为当地的一大景观。　３．２支架预压、预拱度设置　５立交桥设计中的问题与建议　天平立交桥大部分为支架现浇结构，主梁混凝土浇筑前要求　５．１桥型方案选择与布设　按不小于上部自重荷载进行预压；并按（恒载＋１／２汽车荷载）挠　在公路立交桥型方案选择中，建议拓宽思路，不单单拘泥于　度设置预拱度。　混凝土、预应力混凝土结构，适当引入钢及钢混结构，如钢箱梁、　３．３模板、钢筋布设　结合梁、钢管拱等，以适应快速高架、美观、桥跨异型等建设要求。　对桥梁外模全部要求采用刚度大、不易变形的光洁模板，芯　５．２异型桥结构分析计算　模采用重量轻、易于弯曲成型且具有一定刚度、不漏浆的一次性　积极探索异型桥梁计算理论，开发简单实用的空间或平面异　内模，对芯模采用定位钢筋严格限位，防止浇筑过程中芯模上浮。　型桥梁计算程序，增加异型桥梁设计的安全性和经济性，加快工　对弯桥和“裤衩”桥纵向钢筋沿桥轴线及桥梁外缘布设，横向钢筋　程设计进度。　．　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｔａｉｐｉｎｇ　ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ　ｉｎ　Ｊｉｎｇｆｕ　ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ　ＺＦ．ＮＧ　Ｘｉａｎ－ｔｍｏ　ＷＡＮＧ　Ｑｉ锄罾　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｔａｉｐｉｎｇ　ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ　ｉｓ　ｙｚｅｄ　ａＳ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｉｔｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ、Ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ＣＯｌ３ｓｔｒｕｃ—　、　ｔｉｏｎ　ＣＯｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｄ　ａｓ　ｗｅｌｅｌ　ａＳ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｄｅｓｉｎ．Ｐｒａｃｔｉｇｃｅ　ａｃｑｕｉｒｅｓ　ｇｏｏｄ　ｅｆｆｅｃｔＫｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ，ｓｅｔｔｉｎｇ－ｏｕｔ　ａｎｄ　ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ，ｃａｍｂｅｒ　ｓｅｔｔｉｎｇ，ｌａｔｅｒａｌ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　收稿日期：２００６—０４—３０　作者简介：梁怀柱（１９８０．），男，助工，上海市第二市政工程有限公司，上海２００１３５