摘要:隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展和市民的收入不斷增加,城市交通負荷日益加重,城市立交橋能為城市道路規(guī)劃中有一定緩解交通堵塞的作用,下面就主要來探討下城市立交橋技術(shù)要點的處理。
關(guān)鍵詞:城市交通,立交橋,預(yù)應(yīng)力
一、引言
隨著道路建設(shè)的發(fā)展和交通的需要,城市人口的急劇增加使車輛Et益增多,平面交叉的道口造成車輛堵塞和擁擠,許多大中城市的交通要道和高速公路上興建廠一大批立交橋,用空間分隔的方法消除道路平面交叉車流的沖突,使兩條交叉道路的直行車輛暢通無阻。城市環(huán)線和高速公路網(wǎng)的聯(lián)結(jié)也必須通過大型互通式立交進行分流和引導,保征交通的暢通。城市立交橋已成為現(xiàn)代化城市的重要標志。為保證交通互不干擾,而在道路、鐵路交叉處建造的橋梁。廣泛應(yīng)用于高速公路和城市道路中的交通繁忙地段。從此,城市交通開始從平地走向立體。
二、主要技術(shù)參數(shù)與水文地質(zhì)條件
某立交橋位于市區(qū),為五線三層互通式立交橋。底層為地而道路,二層為中環(huán)線直行車道。
2.1主要技術(shù)參數(shù)
設(shè)計荷載:汽車一20級,掛車一100驗算;
地震烈度:按7度地震基本烈度設(shè)防;
設(shè)計車速:V豐橋=100km/h,Vm道=50km/h;
平面線:R忡道≥65m;
橋梁橫斷面寬度:兩條車道匝道橋梁總寬度10.5m;匝道交匯段三車道匝道總寬度14.0m;立交漸變段橋梁總寬度為14.0~30.5m;
橋梁最大縱坡<5%,最大橫坡<6%;
排水標準:重現(xiàn)期:la;集水時間:10min,徑流系數(shù):1.0;延緩系數(shù):2.0。
2.2水文地質(zhì)條件
根據(jù)橋址處40個鉆孔(18個取土孔,22個靜力觸探孔)資料,地質(zhì)結(jié)構(gòu)按其成因共分七層,除第一層為人工填土外,其余六層多為粉土或粉質(zhì)粘土,其中第五層為細砂至中砂,厚15.2—17.9m。根據(jù)各土層剪切波速的實測值,平均值為228m/s,判定場地土為Ⅲ類土。
地下水一般為S04一Na或Cl—Na型水,對砼有一定的侵蝕性。
三、城市立交橋設(shè)計規(guī)劃與設(shè)計原則
在立交橋的設(shè)計規(guī)劃中應(yīng)重點考慮出入交通量、交通組成、設(shè)計車速、城市景觀、用地范已建工程、拆遷可能性、將來的遠景發(fā)展等相關(guān)兇素。本文立交橋設(shè)計重點考慮了以下因素:
(1)立交范闈內(nèi)地面道路應(yīng)相互連通,構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),疏解沿線地方單位進出交通,組織公共交通;
(2)應(yīng)向空問發(fā)展,以節(jié)約用地,減少拆遷;
(3)滿足交叉I=1交通功能需要,與立交等級、性質(zhì)、任務(wù)和交通量相適應(yīng);立交主要道路與次要道主要交通流向與次要交通流向相結(jié)合;
(4)立交造型美觀,與立交所處的地形、地物及環(huán)境相適應(yīng)。
四、橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1 結(jié)構(gòu)選型
設(shè)計移交橋具有交通量大,無斷交條件,曲線橋和異型段橋約占全橋面積70%以上等特點,并要求工期短。經(jīng)過多次優(yōu)化比選,主跨25m以上的曲線橋和異型段橋采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁;主跨在25m以下(含25m)的曲線橋和異型段橋,采用現(xiàn)澆普通鋼筋砼連續(xù)箱梁;直線段橋則采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼大空心簡支板梁,然后設(shè)以橋面連接板。
4.2結(jié)構(gòu)計算
箱梁內(nèi)力按平面桿系有限元程序計算,并采用三維有限元分析程序作驗算。通過計算與合理的選擇優(yōu)化使得配置的預(yù)應(yīng)力束與受力特征更趨合理,并減少鋼絞線40%以上。
預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件,基本上按傘預(yù)應(yīng)力構(gòu)件考慮。部分截面按A類受彎構(gòu)件考慮,恒載時不允許m現(xiàn)拉應(yīng)力,營運階段的最大拉應(yīng)力控制在砼的極限拉應(yīng)力以內(nèi)。
預(yù)應(yīng)力束與孔道壁的阻系數(shù)(u)用0.20,束位置偏差系數(shù)(K)用0.002。
在計算過程中,考慮了支座對箱體的約束效應(yīng),內(nèi)支點負彎矩時,采用0.95的折減系數(shù)。
(1)鋼筋混凝土箱形連續(xù)梁
該類箱梁包括曲線梁及異形梁,梁體分別采用 單箱單室、單箱雙搴及單箱三室截面。跨度18~30m,梁高1.2一1.6m,一般取4孔為一聯(lián)。最小平面半徑R=45m。箱梁頂、底板縱向布置 25及 32鋼筋。異形梁采用單箱多章處理,外觀整潔。對于分離式基礎(chǔ)則在頂板上設(shè)構(gòu)造縫以減小橫向剛度,防止因基礎(chǔ)下沉不均勻引起的箱梁橫向相對變位而造成的內(nèi)力過大、混凝土開裂等不利現(xiàn)象。箱梁結(jié)構(gòu)均采用2m的懸臂翼緣。
箱梁的結(jié)構(gòu)分析采用PKPM連續(xù)梁計算程序。按施工、運營階段進行內(nèi)力及抗裂性能計算并配置普通鋼筋;考慮到橋墩臺不均勻下沉對梁體產(chǎn)生的不利影響,荷載組合取偏安全的組合,且按相鄰墩臺相對位移2cm計算。箱梁橫向計算時需采用框架結(jié)構(gòu)分析計算方法。
(2)預(yù)應(yīng)力混凝土槽梁及空心板梁
槽形梁及板梁跨度為1 8.30m,簡支梁結(jié)構(gòu)。主筋采用冷拉雙控Ⅳ級粗鋼筋,標準強度為750Mpa,工廠預(yù)制,現(xiàn)場架設(shè)施上。簡支梁結(jié)構(gòu)具有架設(shè)速度快且預(yù)制質(zhì)量好等優(yōu)點,但在匝道平面曲線復(fù)雜。在架設(shè)時應(yīng)采用變化鉸接縫寬度的方法以形成平面變寬度的匝道線形。
4.3結(jié)構(gòu)措施
根據(jù)計算知,在荷載作用下,小半徑曲線橋的扭矩比直線橋的扭矩要大,且內(nèi)外弧支點反力相差也大。為了使內(nèi)力分布規(guī)律更加合理,我們對A匝道橋采取了以下措施:
(1)箍筋間距加密至10cm;
(2)將中墩單支點向外弧側(cè)預(yù)調(diào)8-llcm的偏心。
(3)每聯(lián)端支點采用強勁的抗扭雙支座,且將其 間距加大到3.6m,并將端橫隔梁加長到與橋同寬。
五、橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.1 蓋梁
預(yù)應(yīng)力砼大空心板,采用倒T形蓋梁,跨徑10.0—12.8m,懸跨比0.34~0.37,部分為獨柱懸臂長8.1m,蓋梁高2.3l~2.61m,寬2.5~2.6m,牛腿最小高度1.1m。對于相鄰孔主梁跨徑不等的蓋梁,用支座偏位法來抵衡不平衡彎矩。為了適應(yīng)彎橋空心板的布置需要。蓋梁寬度采用大小頭的扇形狀。除長度大于17.5m的獨柱雙懸臂蓋梁采用預(yù)應(yīng)力鹼結(jié)構(gòu)外,其余均用普通鋼筋硅結(jié)構(gòu)。主筋:預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)用 l5.24ram高強度低松弛鋼絞線,普通鋼筋混凝土用Ⅱ級鋼。蓋梁混凝土:預(yù)應(yīng)力混凝土C50,普通鋼筋混凝土C30。
5.2墩柱
設(shè)計橋最高柱身為14.923m,一般柱高為3~1lm。柱身采用倒棱的矩形截面。其尺寸:柱高大于1lm(含11m)用140×200cm;柱高小于1lm采用110×150cm,角棱15×15cm。柱子主筋采用Ⅱ級鋼,配筋率控制在l%以內(nèi),柱身混凝土采用C30普通混凝土。
5.3樁基礎(chǔ)
基礎(chǔ)采用40x40cm的鋼筋混凝土打入樁,鋼板焊接接頭。樁中心最小橫向間距1.0,最小縱向間距1.2m。鋼筋混凝土承臺厚1.5m,根據(jù)具體需要在頂、底部鋪設(shè)受力鋼筋網(wǎng)。簡支梁結(jié)構(gòu)樁長24m,連續(xù)梁考慮不均勻沉降的不利影響,采用樁長30m。為了確保地下各種管道的安全,根據(jù)地形條件還采用了直徑0.7~1.5m的鉆孔樁,樁長最大40m。上述樁底均已進入了暗綠色粉質(zhì)粘土持力層或草黃色粉質(zhì)粘土。在墩臺計算中,一聯(lián)卜部結(jié)構(gòu)的活載水平制動力及溫度力按墩身剛度分配到各墩臺,剛度系數(shù)考慮橡膠支座剪切變形的影響;墩臺還進行了七度地震力的檢算。
六、橋面結(jié)構(gòu)
橋而鋪裝層設(shè)8cm厚的C30混凝土墊層(預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁設(shè)C30防水混凝土墊層),并設(shè)中8鋼筋網(wǎng),間距15cm。墊層之上在負彎矩處涂以防水涂料,上鋪設(shè)5cm厚瀝青混凝土,橋面采用橡膠板式伸縮縫。全橋采用矩形、圓形板式橡膠支座及四氟板式橡膠支座。
機動車道兩側(cè)均設(shè)鋼筋混凝土墻上加連續(xù)潤管的復(fù)合式防撞墻,非機動車道橋面兩側(cè)沒人行欄桿。
城市大型跨線橋立交工程應(yīng)首先做好總體規(guī)劃設(shè)計工作,在前期工作階段就應(yīng)認真做好方案 的比選,這對工程的順利實施和緩和對周邊環(huán)境的影響起到至關(guān)重要的作用。在做好方案比選后,就應(yīng)按照橋梁卜部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、橋面結(jié)構(gòu)的設(shè)計順序進行整體橋梁的設(shè)計。
七、結(jié)語
城市大型跨線橋立交工程應(yīng)首先做好總體規(guī)劃設(shè)計工作,在前期工作階段就應(yīng)認真做好方案的比選,這對工程的順利實施和緩和對周邊環(huán)境的影響起到至關(guān)重要的作用。
參考文獻:
[1] 胡大琳.橋涵工程試驗檢測技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2000;
[2] 城市道路設(shè)計規(guī)范[S];
相關(guān)論文