廣州至高明高速公路(廣州段)橋梁結(jié)構(gòu)形式分析

劉 進，周月明

(1.株洲市規(guī)劃設(shè)計院，湖南 株洲 412007;2.廣州市公路勘察設(shè)計有限公司，廣州 510500)

1 廣州至高明高速公路廣州段簡介

廣州至高明高速公路廣州段，起點位于廣州市番禺區(qū)化龍鎮(zhèn)復(fù)甦村，終點位于佛山市順德區(qū)陳村鎮(zhèn)吳家圍，位于廣州環(huán)城高速公路南段與國道主干線廣州繞城公路南段之間。同時它還連接著廣珠北線(建成)、南沙港快速路(建成)、迎賓路(建成)、東新高速(在建)和廣珠西線(建成)等多條南北縱線，將起到轉(zhuǎn)向分流的作用。廣明高速公路廣州段向東通過國道主干線廣州繞城公路東段(以下簡稱廣州東二環(huán))與廣州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)連接，向南通過平南公路與南沙經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)連接，中間通過番禺化龍、南村、鐘村等地，向西通過廣明公路佛山段與佛山聯(lián)系。

2 橋梁上部結(jié)構(gòu)的綜合比較

在進行設(shè)計時，橋梁上部構(gòu)造應(yīng)盡量選擇標準化、裝配化、工廠化的結(jié)構(gòu)，根據(jù)各自結(jié)構(gòu)形式特點、考慮施工流程等方面，選取有代表性的橋梁方案進行比選。結(jié)合本項目的實際情況，選取20 m、25 m、30 m跨徑進行上部結(jié)構(gòu)比選。上部結(jié)構(gòu)形式在寬幅空心板、裝配式小箱梁、T形梁之間取舍(表1)，通過各方面綜合比較，最終確定經(jīng)濟合理的跨徑組合和結(jié)構(gòu)形式。變寬段橋梁和部分匝道橋，受線形、凈空及美觀等因素制約，結(jié)合地形條件采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。

通過綜合比選(表1)，本次設(shè)計在一般路段推薦采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)小箱梁。

表1 橋梁上部結(jié)構(gòu)方案綜合比較

3 橋梁經(jīng)濟跨徑的比較

3.1 相同結(jié)構(gòu)不同跨徑的結(jié)構(gòu)經(jīng)濟比較

考慮到本線路橋梁沿途通過城市發(fā)展區(qū)，橋下尚有輔道及眾多地方道路通行，如橋梁采用的跨徑較小，就會使得橋下墩柱林立，嚴重影響到橋下的景觀。因此，在本線路橋梁經(jīng)濟跨徑的比選中，采用了跨徑較大的預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁這一結(jié)構(gòu)形式。預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁采用預(yù)制吊裝的施工方法，快速方便，對橋下影響小，景觀性也較好，比較適合本段的實際情況。對25 m跨小箱梁方案及30 m小箱梁方案進行同等深度比選，比較方法為采用橋梁總長相等和相同的地質(zhì)情況，通過對不同橋梁跨徑和結(jié)構(gòu)形式的計算分析，確定下部結(jié)構(gòu)樁柱直徑及配筋，再根據(jù)樁頂力計算下部樁長，從而進行不同橋梁結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性比較。

在表2中，對25 m以及30 m跨徑的預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁方案的經(jīng)濟技術(shù)指標進行了比較。比較條件:墩高均取為10 m，根據(jù)沿線一般地質(zhì)情況，樁長分別取45 m和60 m，兩個方案的材料指標均按每平方米橋面面積的平均值來進行比較。

通過比較可以看到，采用30 m跨徑，各項材料的指標都較高，使得其工程造價要比采用25 m跨徑預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁高。因此，在非立交變寬范圍內(nèi)，一般推薦采用25 m跨徑預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁方案;對于地質(zhì)條件較差，或跨越河流密集地帶，或者橋下交通條件較為復(fù)雜的橋梁，則可采用30 m跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，以降低下部基礎(chǔ)的費用。而在立交主線的變寬段，考慮到施工的簡便以及橋梁的美觀，推薦采用20～30 m跨現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。

表2 橋梁經(jīng)濟技術(shù)指標比較

3.2 相同跨徑不同上部結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟比較

25 m、30 m跨不同上部結(jié)構(gòu)的比較見表3、表4。表中數(shù)據(jù)均已計入整體化層。

表3 25 m跨(以一聯(lián)125 m正交橋為例)

表4 30 m跨(以一聯(lián)120 m正交橋為例)

從表3、表4可以看到，基于下部結(jié)構(gòu)尺寸相同或相近，僅從上部結(jié)構(gòu)考慮，同等跨徑小箱梁比T梁經(jīng)濟。從經(jīng)濟性及美觀、實用角度出發(fā)，上部結(jié)構(gòu)推薦預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁的形式。

4 橋墩形式比較

在采用兩幅分離式斷面的前提下，本段橋梁的下部可以采用半幅雙柱式橋墩和半幅薄壁板式橋墩這兩種形式。對下部結(jié)構(gòu)的這兩種形式，從經(jīng)濟、安全、美觀等方面(表5)進行比選討論。

圖1 薄壁板式墩與雙柱式墩圖式

表5 橋墩方案比較

在表5中，對這兩種橋墩方案從經(jīng)濟、技術(shù)與景觀等各個方面進行了對比?？傮w而言，半幅薄壁板式橋墩經(jīng)濟性略差于半幅雙柱式橋墩，而兩者在技術(shù)方面都不存在問題，施工也都方便快捷。但薄壁板式橋墩比半幅雙柱式橋墩美觀，占地較少，橋下的空間也更為開闊，采光更好，更有利于橋下行車。經(jīng)綜合考慮，本段橋梁推薦采用半幅板式橋墩。

5 結(jié)論

廣州至高明高速公路(廣州段)橋梁采用兩幅分離式斷面、半幅薄壁板式橋墩，上部結(jié)構(gòu)在等寬段采用先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁。該方案可以有效組織交通，減少干擾，利于行車順暢、安全。主梁、橋墩形式造型美觀，增加橋下車道透光度，占地較少，結(jié)構(gòu)簡潔美觀，施工技術(shù)較為成熟，造價較低?？鐝揭?5 m跨為主，再根據(jù)具體路段的不同情況對跨徑進行調(diào)整。

［1］姚玲森.橋梁工程［M］.北京:人民交通出版社，2002.

［2］中華人民共和國交通部.JTG D60—2004 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［3］中華人民共和國交通部.JTG D62—2004 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［4］中華人民共和國交通部.JTG D63—2007 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，2007.