多種橋型組合在新324 國道提升改造工程中的應(yīng)用

■莊志龍

（廈門市政集團(tuán)有限公司，廈門 361000）

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高架橋不僅需滿足道路快速通行要求，同時也成為主要城市景觀。 城市橋梁建設(shè)過程中， 尤其是當(dāng)建設(shè)用地受到限制時，橋梁選型變得尤為重要。 安全、經(jīng)濟(jì)、適用，美觀是橋梁選型的四大基本原則， 除滿足以上原則外，橋梁選型還應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場情況因地制宜，做到施工方便、快捷，確保施工工期。 本研究以廈門市新324國道提升改造工程為背景， 總結(jié)了本項目橋梁選型的一些經(jīng)驗， 以期對同類項目建設(shè)起到拋磚引玉的作用。

1 項目背景

新324 國道廈門段全長52.2 km，共分5 段，其中縱二線及同安段已開工建設(shè)， 坂頭立交以西段、坂頭立交以東段、翔安段三段需要提升。 項目地理位置見圖1。

圖1 項目地理位置圖

提升改造項目路線總長26.5 km， 道路等級為一級公路兼城市快速路標(biāo)準(zhǔn)。 項目擬采用長高架型式，實現(xiàn)主線快速通行。 項目新建高架橋4 座（雙向6 車道），其中含新建預(yù)制小箱梁、組合鋼板梁及現(xiàn)澆梁共16.2 km（福建省內(nèi)規(guī)模最大的組合梁）。 本項目具有以下特點：（1）路線里程長、受限因素多。 擬建項目為舊路提升改造，經(jīng)過多處基本農(nóng)田區(qū)、互通區(qū)并跨越多處現(xiàn)狀構(gòu)造物、河道、交叉道路等。 （2）現(xiàn)狀道路交通流量大，需確保不中斷交通，橋梁架設(shè)施工場地受限，施工交通組織難度大。 （3）項目沿線城鎮(zhèn)化水平高，穿越20 個村莊及3 處工業(yè)區(qū)，施工難度大、干擾多。（4）項目工期緊，建設(shè)工期要求為1 年。

2 橋梁總體方案選型

本項目橋梁長度大，施工受限因素多。 采用單一橋型無法滿足保障工期、 交通通行等方面要求，因此應(yīng)按因地制宜原則，選擇橋梁總體方案為多橋型組合方案。 具體段落橋型選擇原則如下：（1）坂頭立交以西段：道路緊鄰村莊、基本農(nóng)田及企業(yè)紅線，施工場地受限，交通組織困難，結(jié)合工期及造價因素，橋梁方案下部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆，上部一般路段采用預(yù)制小箱梁、跨路口和用地受限段采用組合鋼板梁。 （2）坂頭立交以東段：跨路口、非標(biāo)準(zhǔn)跨等特殊節(jié)點占比多（40%），同時考慮橋梁規(guī)模較小、交通導(dǎo)改空間大，橋梁方案采用整體現(xiàn)澆為宜。 （3）翔安段：現(xiàn)狀交通量小、交通導(dǎo)改空間大，結(jié)合工期及造價因素，橋梁方案下部采用現(xiàn)澆，上部一般路段采用預(yù)制小箱梁、跨路口和非標(biāo)準(zhǔn)跨采用現(xiàn)澆。 標(biāo)準(zhǔn)段落橋梁施工橫斷面布置見圖2。

圖2 橋梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

為保證施工工期、提高標(biāo)準(zhǔn)化施工、減小工程造價、并響應(yīng)國家低碳環(huán)保理念，應(yīng)重點考慮橋型的合理布置。 在橋梁方案初稿的基礎(chǔ)上結(jié)合實際建設(shè)條件，進(jìn)一步優(yōu)化橋型布置方案。 主要考慮在互通區(qū)內(nèi)用地條件較好段落以及無法布置標(biāo)準(zhǔn)跨徑段落調(diào)整為現(xiàn)澆箱梁； 采用30 m 和35 m 兩種標(biāo)準(zhǔn)跨徑的預(yù)制小箱梁組合使用， 可有效避讓現(xiàn)狀構(gòu)筑物，提高預(yù)制小箱梁的適用段落。 具體變化情況見表1。

表1 橋型組合優(yōu)化對比表

從表1 可知，優(yōu)化橋型組合后，可節(jié)約橋梁造價約1.2 億元，優(yōu)化4%的橋梁造價。

在項目建設(shè)的前期方案研究中，應(yīng)結(jié)合實際情況對橋型方案進(jìn)行充分論證。 在滿足項目工期要求的情況下，盡量節(jié)約工程造價，減小對現(xiàn)狀交通的影響，以發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

3 橋型上部結(jié)構(gòu)方案

本項目橋梁工程具有規(guī)模大、 工期短的特點，上部結(jié)構(gòu)方案選擇對項目建設(shè)影響極為重要，故需進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)方案比選。

3.1 預(yù)制拼裝小箱梁

本項目長高架中標(biāo)準(zhǔn)段長度較長，采用預(yù)制小箱梁可提高預(yù)制率、經(jīng)濟(jì)性好，且能適應(yīng)變寬，協(xié)調(diào)性較好。 針對本項目橋梁雙向6 車道的特點（橋?qū)?7 m），對小箱梁進(jìn)行了計算分析，優(yōu)化了原標(biāo)準(zhǔn)圖中的配束方式。 同時為了增加橋型美觀，原標(biāo)準(zhǔn)圖中三道橫隔梁優(yōu)化為一道。 本項目小箱梁橫向分布系數(shù)見表2。

表2 小箱梁橫向分布系數(shù)表

3.2 現(xiàn)澆箱梁

本項目在施工場地不受限且無法布置標(biāo)準(zhǔn)跨徑段落采用現(xiàn)澆箱梁，施工中滿布支架的各施工部分可獨立進(jìn)行，較為機動靈活，有利于全線的施工組織合理安排。 由于設(shè)計、施工技術(shù)成熟，不需要太多的機械設(shè)備， 對設(shè)備的要求低， 造價普遍較低，質(zhì)量容易保證，對地形的適應(yīng)性強，各種地形均可適用。

3.3 組合鋼板梁

本項目在上跨現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)物及用地受限段采用組合鋼板梁。 施工時工字鋼梁與混凝土橋面板分開鋪設(shè)，可大幅減輕吊裝荷載。 組合鋼板梁雖然造價較高但解決了施工過程中場地受限、吊裝困難等問題，達(dá)到了減少工期和保證交通通行的目的。

方案研究階段針對組合鋼板梁進(jìn)行了計算分析，優(yōu)化了組合鋼板梁的構(gòu)造，如減少了同跨徑布置的鋼板梁高度，取消了小縱梁的設(shè)置等。 具體計算結(jié)果見圖3。

圖3 組合鋼板梁鋼梁下緣最大應(yīng)力

本項目選定預(yù)制小箱梁、現(xiàn)澆箱梁、組合鋼板梁3 種橋梁上部形式，并按照因地制宜的原則選用不同的橋型組合， 充分發(fā)揮各橋型優(yōu)勢做到最經(jīng)濟(jì)、最高效。 具體原則為：在現(xiàn)場具備吊裝條件、施工單位實力較強、 能大面積開展預(yù)制工作的路段，優(yōu)先選擇預(yù)制小箱梁；在跨路口、非標(biāo)準(zhǔn)跨等特殊節(jié)點占比多的路段選擇現(xiàn)澆箱梁； 在跨徑較大、用地受限、吊裝工作困難的路段，選擇組合鋼板梁。 上部結(jié)構(gòu)各方案比選見表3。

表3 橋梁上部結(jié)構(gòu)方案

4 橋梁下部方案

根據(jù)橋梁總體選型結(jié)果，本項目上部結(jié)構(gòu)采用組合鋼板梁、預(yù)制小箱梁及現(xiàn)澆箱梁形式，對應(yīng)下部結(jié)構(gòu)采用大懸臂蓋梁+雙柱墩、雙柱花瓶墩+頂系梁（表4）。

表4 橋梁上下部結(jié)構(gòu)采用組合

根據(jù)工程建設(shè)經(jīng)驗，蓋梁和橋墩可采用現(xiàn)澆施工和預(yù)制施工兩種工法，兩種工法各具特點，需結(jié)合本項目實際情況進(jìn)行充分論證比選（表5）。

表5 預(yù)制橋型下部結(jié)構(gòu)工藝比選

由于本項目存在用地受限、工期緊、橋梁規(guī)模大、交通導(dǎo)改難度大等諸多限制因素，因此下部結(jié)構(gòu)選用“鋼筋籠工廠預(yù)制、現(xiàn)場澆筑”施工方案可減少預(yù)制量、減小大型構(gòu)件的運輸及吊裝、降低對現(xiàn)狀交通的影響、保障工期，且本方案較全預(yù)制方案可節(jié)約投資約4 500 萬元。

5 結(jié)語

本研究以新324 國道提升改造工程為背景，對橋梁總體方案、上部方案、下部方案等方面進(jìn)行分析。 本著因地制宜原則，充分考慮工程實施難度、工程進(jìn)度、節(jié)約投資等因素，本項目采用多種橋型組合方案，充分發(fā)揮各橋型優(yōu)勢，合理選擇上部結(jié)構(gòu)形式及下部結(jié)構(gòu)施工工法。 在用地受限，工期緊迫等多種限制條下，保障施工期間交通通行、節(jié)約投資、響應(yīng)國家低碳環(huán)保理念。