蘇州軌道交通2號(hào)線高架區(qū)間橋梁特點(diǎn)

宋慶華　顧戌華

(蘇州市市政工程設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司　江蘇蘇州　215123)

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蘇州軌道交通2號(hào)線高架區(qū)間橋梁特點(diǎn)

宋慶華顧戌華

(蘇州市市政工程設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司江蘇蘇州215123)

介紹蘇州軌道交通2號(hào)線高架區(qū)間橋梁的結(jié)構(gòu)形式選擇、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，闡述標(biāo)準(zhǔn)段簡支梁、跨河跨路段連續(xù)梁、下部結(jié)構(gòu)橋墩、欄板等的設(shè)計(jì)，對橋梁上下部結(jié)構(gòu)的選型特點(diǎn)、橋墩墩頂縱向水平線剛度取值問題進(jìn)行研究。結(jié)果表明，橋墩墩頂縱向水平線剛度可根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁睾蛙囕v情況對規(guī)范限值作適當(dāng)降低。

軌道交通；高架區(qū)間；線剛度；箱梁

1　工程概況

蘇州軌道交通2號(hào)線總體呈南北走向，線路起于蘇州市相城區(qū)京滬高鐵蘇州北站，經(jīng)平江新城、蘇州火車站、石路商業(yè)區(qū)、滄浪新城，終于吳中區(qū)迎春南路，全長26.6 km，全線設(shè)22座車站，其中高架車站5座，地下車站17座。高架線全長約8 km，6個(gè)高架區(qū)間全長6 632.744 m。

高架線路大部分路段位于已建或待建地面道路采蓮路的中央分隔帶中，線路兩側(cè)為民宅或耕地，有2處曲線段(R=500 m)，其余線路基本處于直線段。

2　橋梁結(jié)構(gòu)形式的選擇

根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，并結(jié)合施工條件，高架區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)段采用簡支整體大箱梁，跨徑30 m，全線簡支梁跨徑變化范圍為19.62～35 m；對有較大跨越要求的跨河跨路段采用變截面連續(xù)梁，跨徑有(35+50+35)m(多處)、(40+60+40)m(1處)、(2×44)m(1處)，箱梁采用C50砼，支架現(xiàn)澆施工。

3　設(shè)計(jì)原則及標(biāo)準(zhǔn)

3.1設(shè)計(jì)原則

1) 梁體在列車靜活載作用下，其豎向撓度不應(yīng)超過下列容許值：L≤30 m為L/2 000，30 m

2) 梁體的橫向自振頻率應(yīng)不小于 90/L。

3) 橋墩水平線剛度：根據(jù)梁軌共同作用原理計(jì)算。

5) 墩臺(tái)沉降容許值：墩臺(tái)均勻沉降量為20 mm，相鄰墩臺(tái)沉降量之差為10 mm。

6) 線路鋪設(shè)后，橋梁徐變上拱或下?lián)现挡淮笥?0 mm。

3.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1) 列車最高運(yùn)行速度為80 km/h，列車采用B型車，5輛車編組；

2) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為100年；

3) 工程結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)；

4) 抗震設(shè)防烈度6度，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g。

4　標(biāo)準(zhǔn)段簡支梁設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)段采用30 m簡支箱梁。簡支梁的梁高為1.8 m，箱梁端橫梁寬度1 m，不設(shè)跨中橫梁。預(yù)應(yīng)力鋼束采用φS15.20鋼絞線，腹板內(nèi)鋼束上彎至梁頂張拉，底板鋼束在箱梁內(nèi)一側(cè)張拉，另一側(cè)為固定端。箱梁采用C50砼，支架現(xiàn)澆施工，各跨箱梁可同步施工。箱梁斷面如圖1、2所示。

圖1　30 m簡支梁支點(diǎn)斷面

圖2　30 m簡支梁跨中斷面

5　跨河跨路段連續(xù)梁設(shè)計(jì)

5.1(35+50+35)m變截面連續(xù)梁

跨河跨路段采用(35+50+35)m預(yù)應(yīng)力砼變截面連續(xù)箱梁(多處)。連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼束在梁端張拉錨固，施工時(shí)要求先施工該聯(lián)箱梁。箱梁斷面如圖3、4所示。

圖3　(35+50+35)m連續(xù)梁支點(diǎn)斷面

圖4　(35+50+35)m連續(xù)梁跨中斷面

5.2(40+60+40)m變截面連續(xù)梁

春申湖路規(guī)劃為蘇州中環(huán)線(隧道)，該節(jié)點(diǎn)采用(40+60+40)m變截面連續(xù)箱梁，箱梁預(yù)應(yīng)力鋼束在梁端張拉。箱梁斷面如圖5、6所示。

圖5　(40+60+40)m連續(xù)梁支點(diǎn)斷面

圖6　(40+60+40)m連續(xù)梁跨中斷面

5.3(2×44)m連續(xù)梁(墩梁固結(jié))

太陽路節(jié)點(diǎn)采用(2×44)m變截面連續(xù)梁(墩梁固結(jié))，該節(jié)點(diǎn)處為2號(hào)線標(biāo)高最高點(diǎn)，軌道交通2號(hào)線處于第3層，規(guī)劃312國道(改線)高架橋處于第2層。箱梁預(yù)應(yīng)力鋼束在梁端張拉，箱梁斷面如圖7、8所示。

圖7　(2×44)m連續(xù)梁根部斷面

圖8　(2×44)m連續(xù)梁端部斷面

6　下部結(jié)構(gòu)橋墩設(shè)計(jì)

下部結(jié)構(gòu)橋墩采用花瓶墩，橋墩墩頂縱向水平線剛度與橋墩高度、橋墩截面尺寸、樁基直徑、樁的間距、地質(zhì)情況等參數(shù)有關(guān)。簡支梁橋墩墩身根部橫橋向?qū)?.5 m，順橋向?qū)捀鶕?jù)墩身線剛度要求為變值，變化范圍為1.8～2.5 m。大跨徑連續(xù)梁中墩也采用花瓶墩，墩身根部橫橋向?qū)?.0 m，順橋向?qū)捀鶕?jù)線剛度要求為變值，變化范圍為2～2.5 m。在太陽路南側(cè)，為避免橋墩與橋下道路沖突，全線共設(shè)置了3個(gè)門式墩，采用箱梁與橋墩分離的形式，墩頂橫梁采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。

下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)均采用鉆孔樁基礎(chǔ)，每個(gè)橋墩一般采用4φ1.2 m鉆孔樁，大跨徑橋梁橋墩及較高的橋墩采用4φ1.5 m鉆孔樁，門式墩采用雙承臺(tái)，每個(gè)承臺(tái)下設(shè)4φ1.2 m鉆孔樁。鉆孔樁、承臺(tái)均采用C35砼，墩身采用C40砼。橋墩尺寸圖如圖9～12所示，尺寸表如表1、2所示。

圖9　簡支梁橋墩(樁徑1.2 m)

圖10　簡支梁橋墩(樁徑1.5 m)

圖11　連續(xù)梁橋墩

圖12　門式墩

簡支梁跨徑L/m簡支梁增高H/m順橋向樁間距a/m承臺(tái)高度b/m順橋向墩寬度c/m鉆孔樁直徑/cmL≤30H≤11.53.22.01.812011.5≤H≤12.53.62.01.812012.5≤H≤14.03.62.02.212014

表2　連續(xù)梁中墩尺寸

7　欄板設(shè)計(jì)

橋面欄板采用預(yù)制欄板，高1.5 m，標(biāo)準(zhǔn)段欄板長度為2 m，梁端及局部位置采用非標(biāo)準(zhǔn)欄板。預(yù)制欄板縫隙采用聚氨酯灌封膠封堵，防止列車噪聲傳至敏感建筑物，如圖13所示。

圖13　欄板設(shè)計(jì)

8　經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

上部結(jié)構(gòu)箱梁經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表3所示。

9　設(shè)計(jì)要點(diǎn)

關(guān)于橋墩墩頂縱向水平線剛度取值問題，根據(jù)初步設(shè)計(jì)專家評審意見，鑒于蘇州地區(qū)的氣溫條件及行駛B型車的實(shí)際情況，并根據(jù)梁軌共同作用原理，對簡支梁及連續(xù)梁橋墩墩頂縱向水平線剛度限值進(jìn)行了優(yōu)化，適當(dāng)降低了線剛度限值。按GB 50157—2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的最小線剛度限值的0.7～0.75倍取值，設(shè)定原則如下：L≤30 m簡支梁橋墩，240 kN/cm；L>30 m簡支梁橋墩，280 kN/cm；簡支梁雙固定支座橋墩，480 kN/cm；連續(xù)梁中墩(跨徑(35+50+35)m、(40+60+40)m，僅1個(gè)中墩采用固定支座)480 kN/cm；連續(xù)梁邊墩采用活動(dòng)支座，按一般簡支梁橋墩處理。

表3　上部結(jié)構(gòu)箱梁經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

計(jì)算表明，經(jīng)過與軌道交通專業(yè)的配合，上述橋墩墩頂縱向水平線剛度的取值滿足要求。

10　結(jié)語

蘇州軌道交通2號(hào)線高架區(qū)間橋梁上部結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段采用現(xiàn)澆整體簡支箱梁，跨河跨路段采用變截面連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)橋墩采用花瓶墩。橋墩墩頂縱向水平線剛度取值可結(jié)合當(dāng)?shù)貧鉁丶败囕v情況，對規(guī)范限值適當(dāng)降低。蘇州軌道交通2號(hào)線已于2013年12月28日開通試運(yùn)營。

[1] GB 50157—2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2003.

(編輯：王艷菊)

Characteristics of the Viaduct Design of Suzhou Urban Rail Traffic Line 2

Song Qinghua Gu Xuhua

(Suzhou Municipal Design Institute Co., Ltd., Suzhou Jiangsu 215123)

This paper introduces the structure form, design principle and design standard of the viaduct in Suzhou urban rail traffic Line 2 and illustrates the design of a simply-supported beam in standard sections, continuous beams crossing the bridge and river, the structure of the lower part of a bridge pier, and the column board. The paper also studied structural characteristics of the upper and lower bridge, and discussed how to determine longitudinal horizontal stiffness value of bridge's pier top. Longitudinal horizontal stiffness value of bridge's pier top could be appropriately adjusted to a smaller one in line with local temperatures and vehicle conditions.

urban rail traffic; viaduct; longitudinal stiffness; box girder

10.3969/j.issn.1672-6073.2015.01.022

2013-12-31

2014-01-13

宋慶華，男，高級(jí)工程師，從事橋梁設(shè)計(jì)工作，Song_qh@smedi.com.cn

U443

A

1672-6073(2015)01-0097-04