鄭 文
(中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司廣州設(shè)計(jì)院,廣東廣州510640)
永和大道跨線橋工程位于永和大道與永順大道交叉口,永和大道為蘿崗路網(wǎng)中重要的南北向交通性干道,將承擔(dān)開(kāi)發(fā)區(qū)東區(qū)、永和開(kāi)發(fā)區(qū)大量的南北向交通流,也是蘿崗中心區(qū)、開(kāi)發(fā)區(qū)東區(qū)、科學(xué)城與北部地區(qū)聯(lián)系的重要通道。永順大道是東西向大動(dòng)脈,是永和開(kāi)發(fā)區(qū)與周邊地區(qū)聯(lián)系的重要通道,沿線廠房密集,交通出行量大。
交叉口目前為簡(jiǎn)單的平面燈控交通組織方式。由于現(xiàn)狀交叉口流量較大,交通堵塞時(shí)有發(fā)生,交通延誤較大,另隨著永和隧道南北出口的通車,永和大道將承擔(dān)科學(xué)城與知識(shí)城聯(lián)系的重要通道,未來(lái)該路口將難以承受交通壓力,成為該片區(qū)的交通瓶頸。
根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)論永和大道與永順大道交叉口應(yīng)設(shè)置分離式立交提升交叉口通行能力。該交叉口立體交通首要保證永和大道南北向直行車流快速或按設(shè)計(jì)車速連續(xù)行駛,其它方向的交通流能相互銜接轉(zhuǎn)換即可。因此,該立交采取永和大道跨線橋跨越永順大道的型式,其它各流向交通則通過(guò)平面信號(hào)控制的方式轉(zhuǎn)換。
圖1 永和大道跨線橋場(chǎng)地現(xiàn)狀圖
根據(jù)道路實(shí)際條件,再通過(guò)道路等級(jí)、車道數(shù),以及交叉口間距、道路坡度、車輛構(gòu)成比例等系數(shù)的折減計(jì)算,得到不同車道數(shù)量時(shí)道路可能通行能力飽和度(V/C),如表1所列。
表1 永和大道跨線橋可能通行能力計(jì)算表
現(xiàn)狀搖田河與永順大道平行并緊臨于其北側(cè),永和大道在此處已修建跨越搖田河的永和大道橋(見(jiàn)圖1)。既有永和大道橋建于2003年,為1-30 m簡(jiǎn)支T梁橋?,F(xiàn)狀交叉口用地限制較大,無(wú)設(shè)置大型立交條件。該方案的關(guān)鍵點(diǎn)在于如果利用既有的永和大道橋。
根據(jù)《永和大道改造工程可行性研究報(bào)告》中相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),永和大道的設(shè)計(jì)車速為50 km/h,但該橋位于直線及半徑為1100 m的圓曲線上,線形條件較好。根據(jù)方案設(shè)計(jì)專家評(píng)審意見(jiàn),將該跨線橋設(shè)計(jì)車速調(diào)整為60 km/h,橋下輔道設(shè)計(jì)車速可按城市次干路I級(jí),定為40 km/h。
根據(jù)交通流量預(yù)測(cè),跨線橋雙向4車道飽和度偏高,但雙向6車道則富余量略大,根據(jù)該路大型車輛比例較大的特點(diǎn),按雙向6車道建設(shè)較為適宜。
因?yàn)槭芮昂笮虑f路與永和大道相交路口、來(lái)安四街與永和大道相交路口限制,所以跨線橋縱坡采用4.5%。為了滿足分離式立交的功能要求,需保留既有永和大道橋作為輔道加以利用,新建跨線橋主橋需要連續(xù)跨過(guò)永順大道及既有永和大道橋。根據(jù)現(xiàn)狀實(shí)際情況,主橋跨徑擬采用(30+46+46+30)m,引橋采用25 m標(biāo)準(zhǔn)跨徑的小箱梁,主橋主墩斜交,與永順大道平行,其余橋墩正交布置。
跨線橋位于兩個(gè)城市主干路的交叉路口,城市景觀要求較高,主橋下部結(jié)構(gòu)擬采用花瓶墩,引橋采用樁柱式橋墩。上部結(jié)構(gòu)采用分幅設(shè)計(jì),每幅寬度12.95 m,兩幅之間設(shè)10 cm的縫,由于永順大道交通繁忙,為了盡可能降低對(duì)永順大道交通的影響,方案設(shè)計(jì)階段主橋擬采用鋼箱梁,比較方案采用變截面連續(xù)梁。鋼箱梁采用工廠預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)吊裝的方法施工,能很好地解決對(duì)永順大道交通及現(xiàn)狀永和大道橋的影響;比較方案主橋兩邊跨采用滿堂支架,跨永順大道及永和大道橋兩主跨采用貝雷架施工。兩方案優(yōu)缺點(diǎn)比較如表2所列。
表2 方案設(shè)計(jì)階段方案比選
方案設(shè)計(jì)專家評(píng)審會(huì)上,專家對(duì)主橋跨徑進(jìn)行了肯定,但表示預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的比選方案在造價(jià)和后期養(yǎng)護(hù)方面明顯優(yōu)于鋼箱梁,建議采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu),但應(yīng)在下一階段設(shè)計(jì)中,針對(duì)既有永和大道橋段的施工條件進(jìn)行主跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的形式和施工方式的比選。并且鑒于該路大型車輛較多,跨線橋縱坡4.5%偏大,建議適當(dāng)降低,由此引起的跨線橋延長(zhǎng)還可避免來(lái)安四街車輛強(qiáng)行上下橋的事故隱患。
故此,該跨線橋的方案基本確定下來(lái),初步設(shè)計(jì)階段將跨線橋縱坡調(diào)整為3.5%。為了結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)方便,將主墩斜交改為正交,主跨跨徑適當(dāng)調(diào)整為(32+48+48+32)m,北側(cè)引橋增加一跨。并主要就主橋的施工方案進(jìn)行了比選,采用滿堂(貝雷)支架施工與懸臂澆筑法施工進(jìn)行比選(見(jiàn)表3)。
通過(guò)與業(yè)主及管養(yǎng)部門溝通,該跨線橋施工時(shí)永順大道交通可以疏導(dǎo)限行,甚至可以封閉讓車輛繞行,結(jié)合上述比選及業(yè)主意見(jiàn),該跨線橋推薦采用滿堂(貝雷)支架法施工。
表3 初步設(shè)計(jì)施工工藝比選一覽表
根據(jù)方案設(shè)計(jì)專家組意見(jiàn),初步設(shè)計(jì)之前安排了第三方檢測(cè)單位對(duì)既有永和大道橋進(jìn)行了檢測(cè),以確定整個(gè)方案是否可行。根據(jù)最終檢測(cè)報(bào)告,既有永和大道橋健康狀況良好,能滿足改造后分離式立交的功能要求。
由于該跨線橋景觀要求較高,初步設(shè)計(jì)評(píng)審中業(yè)主提出引橋樁柱式橋墩與主橋花瓶墩不協(xié)調(diào),不如花瓶墩美觀,主橋采用斜腹板大箱梁與引橋小箱梁風(fēng)格也不統(tǒng)一,為了整個(gè)橋型形式統(tǒng)一,建議將引橋上部結(jié)構(gòu)改為連續(xù)大箱梁、下部結(jié)構(gòu)改為花瓶墩,專家也同意業(yè)主意見(jiàn)。
同時(shí)初步設(shè)計(jì)專家組意見(jiàn)提出為了地面交通左轉(zhuǎn)彎行車軌跡順暢,永順大道行車視覺(jué)效果更好,主橋分左右兩幅錯(cuò)墩布置合理。施工圖中將左幅主橋跨徑調(diào)整(33.5+48+48+30.5)m,右幅主橋跨徑調(diào)整為(30.5+48+48+33.5)m,左右幅兩側(cè)引橋均為3×25 m預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁,引橋橋墩左右幅對(duì)齊。
主橋箱梁立面采用變截面單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,梁高1.5 m~2.7 m,支點(diǎn)附近腹板寬采用0.5 m~0.8 m,跨中腹板寬采用0.5 m(見(jiàn)圖2、圖3);兩側(cè)引橋采用等截面單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,梁高為1.5 m,支點(diǎn)附近腹板寬采用0.45 m~0.65 m,跨中腹板寬采用0.45 m。主橋及引橋懸臂長(zhǎng)3 m,頂板厚采用0.26 m、底板厚采用0.25 m,腹板采用斜腹板,斜率為4:1。
圖2 永和大道跨線橋主橋立面圖(單位:cm)
圖3 永和大道跨線橋橫斷面圖(單位:cm)
該橋主橋采用滿堂(貝雷)支架法施工,引橋采用滿堂支架法施工??缬理槾蟮兰皳u田河處采用貝雷支架,另外兩孔采取滿堂支架法施工。跨搖田河處貝雷支架不允許搭設(shè)在既有橋的T梁上,由于貝雷支架跨度較大,施工時(shí)必須控制好貝雷支架的撓度,并做好支架的基礎(chǔ)處理。在跨永順大道處需對(duì)向各留2車道的空間,施工時(shí)不阻斷永順大道的交通,便于永順大道對(duì)向行駛的車輛通過(guò)。
滿堂支架及跨永順大道貝雷架均有比較成熟的施工經(jīng)驗(yàn),該項(xiàng)施工的難點(diǎn)在于跨既有永和大道橋的大跨度貝雷架。為了不影響既有永和大道橋,避開(kāi)既有橋的基礎(chǔ),設(shè)計(jì)單位根據(jù)實(shí)測(cè)地形及既有永和大道橋的竣工圖通過(guò)初步驗(yàn)算提出一個(gè)施工方案(見(jiàn)圖4),以供施工單位參考。
圖4 跨永和大道橋貝雷架施工方案圖(單位:cm)
施工單位施工過(guò)程中須保護(hù)好既有橋的橋臺(tái),需要監(jiān)測(cè)施工過(guò)程中橋臺(tái)頂撓度,必要時(shí)可進(jìn)行臨時(shí)加固處理。
施工單位通過(guò)反復(fù)論證最終采用了設(shè)計(jì)單位建議的施工方案,并做了優(yōu)化及改進(jìn),將整個(gè)貝雷架高度降低,標(biāo)高略高于現(xiàn)狀橋面標(biāo)高,貝雷架采用雙層,每層貝雷架下玄桿采用雙層玄桿進(jìn)行加強(qiáng)。施工前組織了兩輪專家評(píng)審及驗(yàn)收,確保此處貝雷架設(shè)計(jì)安全。
施工過(guò)程中對(duì)貝雷架、貝雷架上支架及既有橋梁進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,一旦實(shí)際發(fā)生位移大于理論計(jì)算值的80%就發(fā)出預(yù)警,通過(guò)組織專家現(xiàn)場(chǎng)會(huì)審確保安全后再繼續(xù)施工。整個(gè)施工過(guò)程中僅在貝雷架上支架預(yù)壓時(shí)出現(xiàn)預(yù)警,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)專家會(huì)審發(fā)現(xiàn)堆載方式與理論計(jì)算方式有差別,調(diào)整堆載方式后繼續(xù)堆載,最終完成支架預(yù)壓。
目前永和大道跨線橋已經(jīng)順利成橋,即將通車。主橋跨既有橋梁的大跨度貝雷架施工是該橋的一個(gè)難點(diǎn),是該橋成功與否的關(guān)鍵點(diǎn)。最終在各單位的高度重視及共同努力下,整個(gè)施工過(guò)程較為順利,對(duì)既有永和大道橋也完全沒(méi)有破壞,成功將該跨線橋建成。國(guó)內(nèi)橋梁施工中這么大跨徑的貝雷支架較為少見(jiàn),希望通過(guò)對(duì)本文的介紹及該橋的成功,能對(duì)同類型的橋梁設(shè)計(jì)提供一些參考。
[1]JTG D60-2004,公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].
[2]JTGD62-2004,公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[3]JTG/T F50-2011,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].