王海蛟

(黑龍江省公路勘察設(shè)計院)

1 項目概述

杭瑞高速公路是《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》“7918”中的第十二橫,是連接銅仁、遵義及畢節(jié)地區(qū)、橫貫黔北的一條重要快速通道。項目地處云貴高原東北部、黔北山地區(qū),屬半濕潤大陸性氣候區(qū),溫和多雨。沿線跨越侵蝕型、溶蝕型中低山、殘丘谷地、丘陵地貌。河流屬長江水系,為烏江上游鴨池河北岸偏巖河的支流。

遵義至金沙段橋梁地形地質(zhì)復(fù)雜,地面橫坡大,變化頻繁,跨越溝谷的高架橋多。同時位于較小的平曲線上,因此,斜彎、坡、橋多,墩臺形式多樣。

2 橋梁設(shè)計具體原則

(1)橋型結(jié)構(gòu)以“技術(shù)可行、安全、適用、經(jīng)濟合理、造型美觀、利于環(huán)保”為原則,結(jié)合路線平縱指標、地形、地質(zhì)、施工條件,兼顧美觀與周圍景觀協(xié)調(diào)。

(2)橋梁孔徑原則上不降低原有河道、溝渠功能,盡量不破壞原有水系和排灌網(wǎng)絡(luò),滿足水利配套和農(nóng)灌的需要。

(3)大中橋橋型結(jié)構(gòu)以中小跨徑為主,力求標準化、裝配化,以方便施工、縮短工期、降低工程投資。

(4)注重功能與實效,考慮橋梁的美觀效果,加強上下部結(jié)構(gòu)形式的選擇,減少對環(huán)境的破壞。

3 橋梁上部結(jié)構(gòu)對比分析

山區(qū)高速公路為保證施工質(zhì)量和進度,除少數(shù)采用大跨徑外,大部分橋梁上部結(jié)構(gòu)以預(yù)制拼裝、常規(guī)結(jié)構(gòu)為主?？紤] 30m、40m預(yù)應(yīng)力混凝土 T梁、預(yù)應(yīng)力混凝土空心板、現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱梁、現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁等作為成熟的常規(guī)結(jié)構(gòu)在當?shù)厥褂枚嗄?且具有構(gòu)造簡單、受力明確、工藝成熟、行車舒適、質(zhì)量易控、吊裝重量輕、后期養(yǎng)護費用少等特點,將其作為一般橋梁的推薦方案。

對于跨越既有高速公路和國省干道、河流水庫等,因橋下不宜設(shè)置支架現(xiàn)澆,盡量選用預(yù)制裝配結(jié)構(gòu),一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土 T梁和空心板;對于立交區(qū)變寬、不規(guī)則橋孔,采用預(yù)應(yīng)力混凝土T梁、支架現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁、現(xiàn)澆鋼筋混凝土等上部結(jié)構(gòu);對于曲線半徑很小的匝道橋、橋?qū)捵兓瘎×业脑训篮筒糠种骶€橋,利用現(xiàn)澆箱梁適應(yīng)性強的特點,采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼筋混凝土箱梁。

(1)40m T梁和 30m T梁

通過實際橋梁比較,本項目40m T梁比 30m T梁橋工程造價高。另外,40m T梁對施工技術(shù)、預(yù)制場地、運輸及吊裝要求較高;30m T梁上部施工工序與 40m T梁基本一致,相同橋長時縱向連續(xù)縫多,具體橋型方案比較列表1如下。

表140 m、30m T梁橋型方案比較表

(2)30m T梁和 20m空心板

30m T梁和20m空心板均為正交橋時,30m T梁工程造價高。但 20m空心板為斜交時,通過實際橋梁比較二者工程造價基本相當。另外,30m T梁對施工技術(shù)、預(yù)制場地、運輸及吊裝要求高,且需張拉墩頂負彎矩鋼筋,施工工期長;20m空心板上部整體性好,施工工序簡單,工藝成熟,質(zhì)量易保證,具體橋型方案比較列表 2如下：

表230 m T梁和 20m空心板橋型方案比較表

(3)20m空心板和 20m T梁

通過實際橋梁比較,33.5m和26.0m路基段20m空心板比 T梁工程造價略低,24.5m路基段二者工程造價基本相當。另外,T梁預(yù)制吊裝就位后,需現(xiàn)澆橫向濕接縫和縱向連續(xù)縫,張拉墩頂負彎矩鋼筋,施工繁雜,施工工期長。具體橋型方案比較列表 3如下：

表3 20m T梁和 20m空心板橋型方案比較表

(4)T梁和小箱梁

30m、40m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁工程造價一般低于 T梁,且建筑高度較低,外形較為美觀。但預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁對施工工藝及預(yù)制場地要求較高,質(zhì)量不易控制,吊裝質(zhì)量大,不便運輸。T梁吊裝重量輕,梁體受力狀態(tài)較好并留有一定安全儲備,施工工藝成熟,在全國廣泛應(yīng)用?？紤]山區(qū)地形因素,在縱斷不受限制的情況下,一般推薦 T梁,以使全線橋梁上部結(jié)構(gòu)形式盡量統(tǒng)一。

4 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

(1)橋墩

空心板和 T梁的下部主要采用雙柱式或多柱式圓柱橋墩。圓柱墩施工方便、外形美觀,與樁基銜接方便。墩柱根據(jù)墩高不同采用不同的直徑,但同一橋梁為施工方便性盡量采用統(tǒng)一墩徑。

互通立交區(qū)的橋梁樁柱尺寸盡量與主線統(tǒng)一;除跨越等級路有美觀要求或建筑限界的限制采用圓端型薄壁墩外,其余橋墩均采用圓柱式橋墩。

(2)橋臺

橋臺類型根據(jù)臺后填土高度和地基情況,采用肋板式臺、柱式臺和重力式橋臺。對于沿陡坡修建的橋梁,考慮現(xiàn)場橫向山體變化較大,設(shè)計時除考慮沖刷計算、基礎(chǔ)穩(wěn)定等方面外,另結(jié)合了路基的開挖情況,橫向臺身作成臺階形,以減小開挖過深造成挖方量增加進而導(dǎo)致滑塌和新的地質(zhì)病害。淺基礎(chǔ)底面標高確定時考慮埋置的安全距離要求,并注意巖層傾向及穩(wěn)定性。

(3)基礎(chǔ)

項目位于低山至丘陵區(qū),具有橫坡大、雨季水量大、水流急沖刷大、對構(gòu)造物破壞大等特點,跨河橋梁基礎(chǔ)主要采用樁基礎(chǔ)形式。當?shù)刭|(zhì)條件允許,基巖覆蓋層淺、開挖工程量不大的橋梁采用淺基礎(chǔ)。個別高架橋考慮淺基礎(chǔ)尺寸較大,對原地表植被破壞嚴重,同時大體積混凝土澆筑時的水化熱較大,須埋設(shè)管道降溫,導(dǎo)致施工工藝復(fù)雜、費用增加,故也選擇樁基礎(chǔ)。

項目位于巖溶區(qū),地質(zhì)條件復(fù)雜,但溶洞規(guī)模較小。為滿足基礎(chǔ)底面承載力要求,基底可位于溶洞頂板以上或穿過溶洞。溶洞處理措施為按其位于地下層深的不同分別采用鋼護筒和片石黃粘土回填。

5 項目概括

項目根據(jù)地形、地質(zhì)條件確定橋梁上下部結(jié)構(gòu)類型,并考慮施工便利性,做好施工方案的細化和優(yōu)化工作。適當統(tǒng)一結(jié)構(gòu)尺寸,注重細節(jié)設(shè)計,保證結(jié)構(gòu)耐久性,創(chuàng)造質(zhì)量優(yōu)良的精品工程。