寶豐路跨解放大道鋼桁架橋梁方案論述

王瓊++周穎

摘 要：寶豐路硚口路快速化（建設(shè)大道—京漢大道）工程是常青路-硚口路-江漢四橋快速通道的重要組成部分。寶豐路與解放大道交叉節(jié)點(diǎn)是該工程的控制性節(jié)點(diǎn)，該處兩條快速路交叉角度小，地面層交通組織復(fù)雜，墩位限制因素多，并且上跨解放大道高架橋的寶豐路高架橋?yàn)樯舷聦盈B置雙層橋梁，包括地面層共有四層車道。桁架結(jié)構(gòu)具有跨度大、方便設(shè)置雙層橋面、施工方便等特點(diǎn)，被確定為該處的寶豐路雙層高架橋橋梁方案，由于雙層橋面均需要設(shè)置超高并且均有變寬，該文就如何采用規(guī)則桁架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙層橋面變寬及橋面超高做出論述，對(duì)同類結(jié)構(gòu)橋梁的設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼桁架 雙層鋼桁架 雙層橋梁 鋼桁架橫坡 橋面超高 雙層變寬橋梁

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）11（c）-0026-03

近年來隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市交通系統(tǒng)的建設(shè)需求也日益提高，面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的城市路網(wǎng)及及地下市政管線，城市高架橋作為交通系統(tǒng)中跨越障礙的主要建筑物，其方案的優(yōu)劣對(duì)整個(gè)系統(tǒng)影響深遠(yuǎn)。寶豐路硚口路快速化（建設(shè)大道—京漢大道）工程中寶豐路立交作為該工程的控制性節(jié)點(diǎn)，其方案的優(yōu)劣對(duì)整個(gè)工程影響重大。鋼桁架方案作為該工程雙層鋼架橋跨越被交高架的首先方案，其優(yōu)勢(shì)明顯，但實(shí)現(xiàn)上仍存在不少難題，該文就鋼桁架橋梁方案橋面橫坡問題作較詳細(xì)的論述，并結(jié)合實(shí)際情況確定最終方案。

1 鋼桁架方案概述

主線橋在跨解放大道高橋時(shí)，受地面行車道和解放大道高架橋的影響，在此設(shè)置67 m的大跨徑橋梁，考慮到在此處左右線橋梁已經(jīng)形成上下兩層的雙層高架，并且受到銜接匝道的影響無法在此做連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，因此采用上下層均通行的簡(jiǎn)支鋼桁梁結(jié)構(gòu)（如圖1）。

主桁孔跨采用66.89 m雙層簡(jiǎn)支鋼桁梁，上層左高架線路中心線67 m，下層右高架線路中心線66.905 m。主桁采用帶豎桿的三角形桁式，桁高約8 m，采用兩片主桁，桁間距16.5 m；全橋設(shè)置8個(gè)節(jié)間，節(jié)間長(zhǎng)度8.2 m。

根據(jù)路線平面，主桁橫向間距15.6 m，縱向長(zhǎng)67.285 m。上下層均與線路斜交（如圖2）。

左右兩片主受力桁架長(zhǎng)度相等并且相互平行，桁架間距采用15.6 m。下層橋面處于兩片桁架之間，橋面邊線距桁架間距0～2.1 m；上層橋?qū)挻笥趦善旒荛g距，橋面邊線距桁架間距0～3.15 m（如圖3）。

上下層橋面高差8.1～8.8 m。節(jié)間長(zhǎng)度8.25 m，支座距梁縫中心線0.6425 m。上下層均位于緩和曲線上，上層橫坡-3.056%～0.862%，下層橫坡-2.512%～2.154%。橋面鋪裝8 cm混凝土+10 cm瀝青。

2 設(shè)計(jì)和施工上存在的主要問題

在橋面超高橫坡的實(shí)現(xiàn)方式上，由于該橋上下層均位于緩和曲線上，橫坡變化幅度較大，上層橫坡-3.056%～0.862%，下層橫坡-2.512%～2.154%，造成橫坡實(shí)現(xiàn)較困難。

3 解決方案

方案一，橋面橫坡完全由橋面鋪裝形成。采用鋪裝調(diào)整橫坡，經(jīng)計(jì)算上層鋪裝需增加2.2～54.9 cm，下層鋪裝需增加3.1～35.1 cm。該方案雖然設(shè)計(jì)、施工簡(jiǎn)單，但由于二期恒載增大，對(duì)主桁造成負(fù)擔(dān)，另外鋪裝太厚，橋面瀝青在溫度、車輛荷載作用下容易發(fā)生不穩(wěn)定變形及破壞。

上下層橋面板水平布置，在橋面板上鋪裝鍥形混凝土調(diào)平層來形成橋面橫坡，經(jīng)計(jì)算上層需增加2.2～54.9 cm混凝土調(diào)平層，下層需增加3.1～35.1 cm混凝土調(diào)平層。該方案雖然設(shè)計(jì)、施工簡(jiǎn)單，但由于二恒增大，對(duì)主桁造成負(fù)擔(dān)，材料浪費(fèi)，橋梁側(cè)面景觀較差。

方案二，上層混凝土板下層鋼箱梁。針對(duì)鋼桁梁上層受壓，下層受拉的受力特點(diǎn)，上層橋面采用在縱橫梁體系上鋪預(yù)制混凝土板，下層橋面采用鋼箱形式，鋼箱通過外伸橫梁與桁架弦桿連接。上下層橫坡均通過調(diào)整橫梁高度實(shí)現(xiàn)。該方案下層鋼箱梁協(xié)助下弦桿抗拉，上層混凝土板協(xié)助上弦桿受壓，鋼材用量較省，充分發(fā)揮混凝土和鋼材的作用。但由于上下橋面僅通過橫梁節(jié)點(diǎn)參與桁架受力，桁架整體受彎時(shí)橫梁節(jié)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生較大的垂直向內(nèi)力，橫梁和節(jié)點(diǎn)均處與不利受力狀態(tài)；另外下層鋼箱由于橋面高出弦桿高度范圍，影響美觀；上層混凝土橋面采用預(yù)制混凝土板時(shí)，由于每個(gè)橫梁斜率均不相同，采用預(yù)制混凝土橋面板無法完全符合橋面橫坡，采用墊片來將混凝土板調(diào)平，混凝土板每個(gè)角點(diǎn)墊片的厚度計(jì)算復(fù)雜。

方案三，上下橋面均采用混凝土板，主桁及橫梁均做成規(guī)則結(jié)構(gòu)，預(yù)制混凝土板通過濕接縫與鋼縱梁形成形成鋼混疊合梁橋面板，鋼縱梁擱置在桁架節(jié)間橫梁上并設(shè)置支座釋放縱向約束，使疊合梁橋面板不參與桁架上下弦受力，釋放橫梁節(jié)點(diǎn)垂直力，橋面橫坡通過變截面鋼縱梁與橋面板濕接縫共同形成。

該方案主桁設(shè)計(jì)和施工均較方便，桁架為規(guī)則常規(guī)結(jié)構(gòu)，主桁架承受總體結(jié)構(gòu)彎矩和剪力，混凝土和鋼縱梁橋面系不參與桁架主體受力，結(jié)構(gòu)受力明確，吊裝及施工方便快捷。

方案四，上下均采用鋼箱形式。該方案采用上下均為鋼箱梁的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體系中鋼箱梁兼做總體結(jié)構(gòu)的上下弦桿件，箱梁直接承受自重及活載的彎剪作用，并兼做上下弦桿的拉壓桿件，箱體受力復(fù)雜，并且從箱梁中伸出節(jié)點(diǎn)板制造復(fù)雜精度要求高，同時(shí)箱梁為調(diào)整橋面橫坡截面形狀變化復(fù)雜，箱內(nèi)暗弦桿高度跟隨變化，對(duì)總體結(jié)構(gòu)的上下弦桿受力較為不利。施工上由于上下層均為箱體結(jié)構(gòu)，工廠需要進(jìn)行分塊預(yù)制并現(xiàn)場(chǎng)焊接，現(xiàn)場(chǎng)焊接縫較多，施工質(zhì)量受較多不利因素影響。

4 結(jié)論

該文根據(jù)工程實(shí)際情況，提出適用于大跨徑雙層跨線橋的鋼桁架方案，并針對(duì)該方案難點(diǎn)問題（上下層橋面橫坡變化較大）從結(jié)構(gòu)體系上提出解決方案，各方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，均具有較強(qiáng)的可操作性。綜合考慮各種因素，由于方案三板桁分離方案受力明確，橋面超高實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單，被確定為該項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)方案。

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