拉薩市環(huán)城路西環(huán)互通立交橋方案設(shè)計

李陽澤

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）第十市政設(shè)計院有限公司，甘肅 蘭州 730030）

1 概述

擬建拉薩市環(huán)城路西環(huán)互通立交橋位于金珠西路與北京西路交叉口，為“兩個半定向+兩個苜蓿葉”的三層完全互通式立交，金珠西路東西向交通位于立交第一層，北京西路南北向交通位于第二層，轉(zhuǎn)向匝道位于第二、三層之間。北京西路主線雙向4～6車道，金珠西路主線全線為雙向六車道。共設(shè)置8條匝道，其中ES、EN、WN、WS匝道為單向單車道匝道,總寬8 m；其余4條匝道為單向雙車道匝道，總寬9 m。立交方案圖如圖1所示。

圖1 立交方案圖

2 設(shè)計原則

（1）確保城市主干路直行交通的連續(xù)性。

（2）保持交通功能與建設(shè)規(guī)模的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，以求節(jié)約工程造價。

（3）車輛行駛線路合理，匝道與主線的連接、分流與合流的布置要符合安全和舒適的行車條件，匝道出入主線方式應(yīng)力求右進右出。

（4）立交總體造型布置協(xié)調(diào)、流暢，富于美感；橋梁結(jié)構(gòu)簡潔、美觀，以符合城市景觀需求。

（5）橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計遵循適用、安全、經(jīng)濟、美觀、施工快捷的建設(shè)方針。充分采用新技術(shù)、新工藝、新材料，使適用性和經(jīng)濟性結(jié)合最佳，結(jié)構(gòu)的設(shè)計做到技術(shù)合理、先進，施工便利，經(jīng)濟指標(biāo)低。

（6）橋梁中選用的結(jié)構(gòu)必須具有規(guī)定的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性，處理好橋面伸縮縫及橋面排水系統(tǒng)，滿足行車平順、舒適、快速、安全的要求。

（7）橋梁建筑的重點放在總體布置和主體結(jié)構(gòu)上?？傮w布置和結(jié)構(gòu)選型除應(yīng)與拉薩市的交通形成一個完整的體系，協(xié)調(diào)和諧，創(chuàng)造簡潔、清晰、輕巧、通透的建筑形式。所選方案應(yīng)既能快速施工，以利于立交早日建成發(fā)揮作用，又要兼顧美觀，使之成為拉薩市的地標(biāo)性建筑。

（8）橋型方案力求標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，孔跨類型盡量統(tǒng)一。

3 橋型選擇

3.1 立交主線橋梁結(jié)構(gòu)選型

一般立交主線結(jié)構(gòu)形式可選擇簡支結(jié)構(gòu)體系加連續(xù)橋面，亦可采用連續(xù)結(jié)構(gòu)體系。簡支結(jié)構(gòu)體系可采用預(yù)制空心板梁、預(yù)制T梁、預(yù)制小箱梁等。連續(xù)結(jié)構(gòu)體系可采用預(yù)制小箱梁簡支變連續(xù)、等截面連續(xù)整體箱梁、變截面連續(xù)整體箱梁和連續(xù)鋼箱梁等。

從表1可以看出，簡支結(jié)構(gòu)體系在造價上較連續(xù)結(jié)構(gòu)體系便宜，施工速度較快，但簡支梁體系無法避免橋墩蓋梁結(jié)構(gòu)在其外型上較累贅。小箱梁或T梁可采用牛腿支點、倒T蓋梁等措施以減小蓋梁的外露部分，但仍對橋梁縱向的線形流暢帶來不利影響。從結(jié)構(gòu)角度講，牛腿支點又對今后的養(yǎng)護較為不利，而連續(xù)結(jié)構(gòu)體系雖然造價較高，但行車條件好，結(jié)構(gòu)性能安全可靠，特別是連續(xù)整體箱梁線形流暢、協(xié)調(diào)，外形輕盈、美觀，符合現(xiàn)代城市的發(fā)展要求，也體現(xiàn)了現(xiàn)代橋梁建設(shè)水平。連續(xù)箱梁整體性能好，抗扭剛度大，能適應(yīng)各種平面線形和橋?qū)挼淖兓?；行車條件好，跨越跨度大，等截面梁跨越能力可達30～40 m，可較好地滿足一般城市立交橋的使用要求。同時從施工角度出發(fā)，連續(xù)整體箱梁除了可采用成熟的支架現(xiàn)澆外，也可采用懸臂澆筑施工，還可采用縱向節(jié)段拼裝或移動模架逐孔現(xiàn)澆等先進的施工方法。只要合理安排施工順序，加強施工組織管理，完全可滿足工程進度且對施工期間地面交通影響較小。

表1 各種橋梁結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)經(jīng)濟指標(biāo)比較表

因該立交場地用地緊張，金珠西路需要下挖，北京西路主線橋梁梁高受限，跨徑只能布置為20 m。在結(jié)合美觀、經(jīng)濟并且滿足建設(shè)進度的原則前提下，根據(jù)總體方案的布置，對確定了連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)為該工程推薦方案后，根據(jù)以往工程經(jīng)驗，20 m跨徑連續(xù)梁結(jié)構(gòu)單位造價相對便宜且20 m跨徑布置靈活，可滿足大多數(shù)情況下的布墩要求。

因此推薦采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑20 m的等高度鋼筋混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)跨越金珠西路，一聯(lián)長度原則上不大于150 m。

3.2 立交匝道橋梁結(jié)構(gòu)選型

該工程范圍內(nèi)匝道曲率半徑較小，因此簡支空心板梁、小箱梁、疊和梁抗扭剛度較小，不宜采用；而預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁雖跨徑大、抗扭性能好，但如在小半徑結(jié)構(gòu)中實施，受力不是最合理，施工較復(fù)雜，不宜大范圍采用；而鋼筋混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)雖跨徑較小，但一般跨徑采用20 m，主跨跨徑最大可達23 m，在感覺上立柱也不覺得密集，且受力明確、施工便捷，適用于小半徑連續(xù)梁結(jié)構(gòu)；同時考慮到整體協(xié)調(diào)性，采用連續(xù)整體箱梁結(jié)構(gòu)，橋墩外形和基礎(chǔ)與主線保持協(xié)調(diào)一致。

立交匝道結(jié)構(gòu)原則上選用與主線相同的等截面連續(xù)梁橋，并根據(jù)所處的橋位、橋?qū)?、跨徑、線形、施工等條件，分別采用鋼筋混凝土連續(xù)梁、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁或連續(xù)鋼箱梁等不同的結(jié)構(gòu)形式。對于立交內(nèi)多變的平面線形及小半徑曲線段可布設(shè)跨徑20 m左右的鋼筋混凝土連續(xù)梁；當(dāng)布墩受地面道路和既有結(jié)構(gòu)限制，跨徑較大，并且結(jié)構(gòu)處于小半徑曲線段時，可采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。該工程中NE匝道上跨北京西路，SW匝道上跨北京西路時，按原則選用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)的形式。分聯(lián)一般以立交匝道分岔口為控制點，聯(lián)長一般控制在100 m以下。

4 方案設(shè)計

4.1 橋型布置

立交主線橋型及橋跨布置圖分別如圖2和圖3所示。立交主線及各匝道橋跨徑布置見表2。

圖2 立交主線橋型布置圖（單位：mm）

表2 立交主線及各匝道橋跨徑布置

圖3 立交橋跨布置圖

4.2 主梁斷面

立交主線為單箱多室等高度箱梁。頂寬23.3 m，底寬19.1 m。主梁為等高度梁，梁高1.6 m。主梁兩側(cè)各懸臂2.1 m，懸臂端部厚度為20 cm，懸臂根部厚度為45 cm。頂板全聯(lián)等厚，厚度為22 cm。箱梁底板厚度為20～40 cm。腹板為直腹板，厚度為40～60 cm。主梁斷面圖如圖4所示。

圖4 主梁斷面圖（單位：mm）

4.3 匝道斷面

匝道橋為單箱單室等高度箱梁。頂寬9～10 m，底寬4.6～5.6 m。主梁為等高度梁，梁高1.8 m。主梁兩側(cè)各懸臂2.1 m，懸臂端部厚度為20 cm，懸臂根部厚度為45 cm。頂板全聯(lián)等厚，厚度為22 cm。箱梁底板厚度為20～40 cm。腹板為直腹板，厚度為40～60 cm。匝道標(biāo)準(zhǔn)斷面圖如圖5所示。

圖5 匝道標(biāo)準(zhǔn)斷面圖（單位：mm）

主線橋下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式橋墩。橋墩尺寸：單柱橫橋向1.8 m，順橋向1.5 m。雙柱中心間距12 m。承臺截面為矩形，橫橋向尺寸為5.2 m，順橋向尺寸為5.2 m，承臺厚度2.0 m，墊層混凝土厚0.1 m。承臺采用C30混凝土。每個承臺基礎(chǔ)采用4根1200鉆孔灌注樁。

匝道墩基礎(chǔ)橫橋向設(shè)一個承臺及墩柱。墩采用Y形獨柱墩。Y形獨柱墩尺寸：橫橋向底部1.8 m，頂部3.1 m，頂部3 m高度范圍弧線向外側(cè)偏出，兩側(cè)采用相同的圓弧半徑，立柱頂部兩側(cè)采用0.4 m高的直線段。墩柱采用C40混凝土。承臺截面為矩形，橫橋向尺寸為6.3 m，順橋向尺寸為2.5 m，承臺厚度為2 m，墊層混凝土厚0.1 m。承臺采用C30混凝土。每個承臺基礎(chǔ)采用2根1500鉆孔灌注樁。

4.4 橋墩設(shè)計

5 交通組織

從系統(tǒng)角度而言，該立交交通可以分為兩個系統(tǒng)——快速系統(tǒng)和輔道系統(tǒng)，但具體分為主干路交通、匝道交通、輔道機動車交通、非機動車及人行交通。該立交方案交通組織內(nèi)容主要為機動車交通組織和非機動車道及行人交通組織兩部分。

5.1 機動車交通組織

機動車交通組織方式為主干路機動車交通與輔道機動車交通采用各自獨立的運行系統(tǒng)，互不干擾。

地面輔道系統(tǒng)與橫向道路連接，主要服務(wù)片區(qū)內(nèi)的城市生活、服務(wù)類短距離交通。

5.2 非機動車道及行人交通組織

金珠西路、北京西路雙向均布置地面輔道，輔道布置為機非混行結(jié)合人行道，慢行系統(tǒng)在輔道運行，各輔道之間的慢行系統(tǒng)通過橋下道路及人行天橋進行溝通。

6 結(jié)語

拉薩市環(huán)城路西環(huán)互通立交橋的建設(shè)將是拉薩市第一座真正意義上的全互通立交，極大地促進了當(dāng)?shù)亟煌肪W(wǎng)的完善。該項目的實施也為在高原地區(qū)開展橋梁設(shè)計積累了豐富的經(jīng)驗。