對現(xiàn)行地鐵高架橋梁設(shè)計探討

沙石磊

【摘 要】 隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，特別是全國各大城市對地鐵建設(shè)的加速發(fā)展，促使我國地鐵建筑與城市市政及周邊建筑等一些相關(guān)設(shè)施之間遇到越來越多的復(fù)雜問題——不斷出現(xiàn)地形地質(zhì)復(fù)雜，構(gòu)造物多，地鐵車站場地有限等問題必須與高架橋共建成為一體，所以，要成功設(shè)計一條安全系數(shù)高、經(jīng)久耐用的地鐵高架橋，結(jié)構(gòu)設(shè)計就顯得十分重要。本文針對地鐵線路特點(diǎn)及橋梁設(shè)計部分的安全因素進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】 高架橋結(jié)構(gòu) 探討分析 建設(shè) 地鐵

1 地鐵高架橋梁安全性的構(gòu)成

橋梁安全性，其實就是結(jié)構(gòu)安全性，所謂結(jié)構(gòu)安全性是結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力，是結(jié)構(gòu)工程最重要的質(zhì)量指標(biāo)。對結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計來說，結(jié)構(gòu)的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力、結(jié)構(gòu)的整體牢固性與結(jié)構(gòu)的耐久陛等。

1.1 橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性分析

地鐵高架我橋梁超負(fù)荷或超載會使橋梁應(yīng)力幅度加大、損傷加劇，甚至?xí)霈F(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面，由于超載造成的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)，將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，從而可能危害橋梁的安全性。

1.2 橋梁結(jié)構(gòu)的整體牢固性

橋梁結(jié)構(gòu)的整體牢固性是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)某處的局部破壞不至于導(dǎo)致大范圍連續(xù)破壞倒塌的能力，或者說是結(jié)構(gòu)不應(yīng)出現(xiàn)與其原因不相稱的破壞后果。主要依靠結(jié)構(gòu)能有良好的延性和必要的冗余度，用來對付地震、爆炸等災(zāi)害或因人為差錯導(dǎo)致的災(zāi)難后果，可以減輕災(zāi)害損失。

1.3 地鐵橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性

我國土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工規(guī)范，重點(diǎn)放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，而對環(huán)境因素作用下的耐久性要求則相對考慮較少。然而，地鐵高架橋梁在建造和使用過程中，一定會受到環(huán)境、有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，并要承受車輛、風(fēng)、地震、超載、人為因素等外來作用，同時橋梁所采用材料的自身性能也會不斷退化，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)各部分不同程度的損傷和劣化。

2 區(qū)間地鐵高架標(biāo)準(zhǔn)橋梁選擇

2.1 結(jié)構(gòu)體系的選擇

城市軌道交通高架結(jié)構(gòu)受力體系主要有簡支體系和連續(xù)體系兩種。在一般情況下，簡支梁體系結(jié)構(gòu)受力明確，易于標(biāo)準(zhǔn)化施工，易于保證施工質(zhì)量，綜合優(yōu)勢明顯。標(biāo)準(zhǔn)區(qū)段橋梁推薦采用簡支梁體系，跨交叉路口或其他特殊條件下必須采用大跨時可考慮采用連續(xù)梁體系。

2.2 梁型選擇

高架橋上部結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，除滿足規(guī)定的強(qiáng)度外，應(yīng)有足夠的豎向剛度和橫向剛度，并保證結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。本高架區(qū)間段橋梁配合高架區(qū)間景觀設(shè)計，以減小高架橋梁整體結(jié)構(gòu)體量，控制橋梁混凝土成品外觀質(zhì)量，保證橋梁工程標(biāo)準(zhǔn)化施工為原則。區(qū)間橋梁上部結(jié)構(gòu)有許多種結(jié)構(gòu)形式可供選擇，通過對技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)美觀、滿足功用、施工快捷等方面的綜合比較，提出以下幾種梁型方案：箱梁、T形梁、槽形梁和空心板橋。

2.3 橋墩形式的選擇

墩柱除滿足通常的強(qiáng)度及墩頂水平位移等常規(guī)要求外，還要滿足軌道交通荷載的特殊要求。在此前提下，配合上部箱梁的設(shè)計，考慮支座構(gòu)造、附屬設(shè)施的要求并充分考慮美觀。橋梁的下部結(jié)構(gòu)除應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和滿足軌道交通荷載的特殊要求，即水平剛度要求外，外部造型也很重要。花瓣式Y(jié)型橋墩：墩柱上部設(shè)圓弧倒角曲線順接，以達(dá)到與上部梁體的線條流暢一致，減少視覺錯位感。墩四周設(shè)S型圓弧倒角，增加結(jié)構(gòu)線條的柔和，適當(dāng)消除混凝土構(gòu)件的凝重感。

3 提高勘察設(shè)計質(zhì)量的措施

3.1 用先進(jìn)理念引領(lǐng)公路建設(shè)

要進(jìn)一步創(chuàng)新提升地鐵線路勘察設(shè)計理念，一要貫徹“以人為本，安全至上”理念。選線要盡量繞避不良地質(zhì)災(zāi)害體，盡量避免長大縱坡和高填深挖。對特殊復(fù)雜橋梁隧道工程認(rèn)真組織開展安全風(fēng)險評估。二要貫徹“生態(tài)環(huán)保、資源節(jié)約”理念。路線要將減少用地、減少礦產(chǎn)資源壓覆作為路線方案選擇和優(yōu)化的重要指標(biāo)。積極推廣利用風(fēng)能、太陽能等清潔能源，積極采用瀝青、水泥混凝土路面再生利用等技術(shù)。三要貫徹“全壽命周期成本”理念。把提高建設(shè)質(zhì)量和工程耐久性放在首位。把嚴(yán)格控制工程投資作為約束性目標(biāo)。

3.2 確保地質(zhì)勘察資料全面實用可信

外業(yè)勘察資料尤其是地質(zhì)勘察資料是設(shè)計的基礎(chǔ)和依據(jù)，必須確保全面、實用、可信。勘察設(shè)計單位應(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制外業(yè)勘察與地質(zhì)勘察指導(dǎo)書，報項目建設(shè)管理單位批準(zhǔn)并報省級交通運(yùn)輸主管部門備案。項目建設(shè)管理單位或交通運(yùn)輸主管部門要組織做好外業(yè)勘察特別是地質(zhì)勘察的驗收工作。凡是由于勘察設(shè)計單位未完成地質(zhì)勘察指導(dǎo)書所確定的工作量或項目建設(shè)管理單位把關(guān)不嚴(yán)而引發(fā)重大、較大設(shè)計變更的，交通運(yùn)輸主管部門不予確認(rèn)并追究相關(guān)單位的責(zé)任。凡是勘察工作量沒有完成或深度不足的，不得組織驗收，驗收不合格的不得開展內(nèi)業(yè)設(shè)計工作。

3.3 確定合理的勘察設(shè)計周期

項目建設(shè)管理單位要給勘察設(shè)計單位一個合理的勘察設(shè)計周期。除平原區(qū)等地形地質(zhì)條件相對簡單的項目外，初步設(shè)計有效工作周期一般不少于120個工作日，施工圖設(shè)計有效工作周期不少于180個工作日。設(shè)計單位要建立健全內(nèi)部質(zhì)量保證體系，嚴(yán)格按照設(shè)計質(zhì)量管理流程開展勘察設(shè)計，依據(jù)通過驗收的外業(yè)勘察資料和地質(zhì)勘察資料進(jìn)行內(nèi)業(yè)設(shè)計。大力推行設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，加強(qiáng)建設(shè)過程中設(shè)計與施工的密切配合銜接。

3.4 健全勘察設(shè)計管理制度

對擬列入工程投資規(guī)模的科研項目要嚴(yán)格篩選、陽光操作，形成專題報告隨初步設(shè)計文件一起上報審查。省級交通運(yùn)輸主管部門驗收的科研成果要報部公路局備案以便推廣應(yīng)用。要盡快建立勘察設(shè)計企業(yè)信用信息庫，開展勘察設(shè)計企業(yè)信用評價，實現(xiàn)設(shè)計企業(yè)的信息公開。對有嚴(yán)重不良記錄的勘察設(shè)計單位，要公開曝光，一年內(nèi)不得承攬新的設(shè)計任務(wù)。

4 結(jié)語

安全性和耐久性是地鐵高架橋梁設(shè)計的重中之重，關(guān)系到整個地鐵工程質(zhì)量是否合格。在地鐵設(shè)計時應(yīng)充分考慮到地鐵工程的線路需求合理經(jīng)濟(jì)的選擇設(shè)計方案，保證安全性的同時力求實現(xiàn)工程的最大收益。地鐵高架橋設(shè)計是一個復(fù)雜的、系統(tǒng)的工程，在設(shè)計過程中仍然有許多重大的理論問題需要解決，需要設(shè)計人員具有豐富的理論知識，并且盡量避免主觀經(jīng)驗因素對設(shè)計的影響。在不斷總結(jié)以往經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步創(chuàng)新提升公路勘察設(shè)計理念，保證工程質(zhì)量和安全、控制工程造價，促進(jìn)公路建設(shè)又好又快發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]《地鐵設(shè)計規(guī)范》（GB50157-2003）.

[2]《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》（TB10002.1-2005）.endprint