張志賢

(天津市市政工程設計研究院)

京津高速公路引河橋大橋橋梁總體設計

張志賢

(天津市市政工程設計研究院)

摘 要:通過對現(xiàn)狀引河橋的橋梁概況，通過對舊引河橋從橋梁荷載、交通需求、水利防洪等方面的論述，提出合理的改造方案，供今后類似工程參考。

關鍵詞:引河橋;永定新河;舊橋;新建橋梁

1 工程設計概述及其意義

引河橋大橋為京津高速公路天津西段京津聯(lián)絡線工程上起點處跨越永定新河上的大橋，現(xiàn)京津公路起點引河橋位處。引河橋大橋南起永定新河右側大堤處與外環(huán)線京津公路大型樞紐立交橋梁相接，跨越永定新河和規(guī)劃永定新河北路后落地，主線橋梁全長為615.43 m，橋梁面積:41 835.9 m2。引河橋大橋是在原引河橋橋址上修建，現(xiàn)狀引河橋與河道夾角90°，橋面為三幅斷面型式，中間部分為機動車道橋，兩側為非機動車道。斷面寬度:7.25(人 +非)+1.1(分)+15.3(機)+1.1(分)+7.25(人+非)=32 m，其中機動車道橋最初1969年3月設計并建成?？鐝?3.5 m。共34跨，全長459 m。1989年在原橋兩側各建一慢車道橋，其跨徑及橋長與原引河橋同。梁底標高以不底于現(xiàn)有梁底標高為原則。見圖1。

圖1 引河橋舊橋橫斷面

舊橋機動車道荷載標準為:汽－26，拖－100(汽－26荷載相當于89年規(guī)范汽－15～汽－20之間)。非機動車道橋荷載為3.5 kN/m2。上部結構:機、非動車道橋:簡支T梁。梁高:0.8～1.0 m。(非動車道橋均為利用舊T梁，原橋設計荷載為汽－13)。下部結構均為Φ0.8 m灌注樁。現(xiàn)引河橋橋面標高6.46 ～7.18 m(大沽水平，下同)，梁底標高為5.17 ～5.74 m。河道為三堤兩河，是以深槽行洪為主的復式河道。其中北河寬300 m，南河寬200 m，河堤堤頂高7.03 ～8.53 m。

京津高速公路是連接天津港口、天津市區(qū)及北京市的又一快速通道，本工程的實施對加強京津之間便捷交通聯(lián)系、完善國道主干線路網(wǎng)等具有重要意義。引河橋作為天津市的北大門，是天津市一個重要的出入口，現(xiàn)交通量已經(jīng)超過飽和狀態(tài)，綜合外環(huán)線、西縱道路工程、水利評估等，修建一座具有現(xiàn)代化水準，滿足未來交通量發(fā)展和水利行洪需要的橋梁是十分必要的。

2 總體設計思路

2.1 設計標準

(1)根據(jù)路段總體規(guī)劃，京津聯(lián)絡線按城市快速路標準設計，中間為快速路主線標準，兩側為多功能輔道，道路斷面總寬70 m。斷面布置:13.5(輔)+1.5(分)+19(機)+2(分)+19(機)+1.5(分)+13.5(輔)=70 m。

(2)荷載標準:城－A級。人群荷載:3.5 kN/m2;

(3)橋址處設計水位:100年一遇設計洪水位:6.12 m(黃海水平)。(黃海水平+1.639=大沽水平)

(4)橋址處堤防設計高程:右堤堤頂高程為100年一遇水位加2.50 m超高，堤頂高程為8.62 m(黃海水平)，左堤堤頂為50年一遇水位加2.0 m超高，堤頂高程為8.12 m(黃海水平)。

由于現(xiàn)引河橋的斷面寬度不能滿足城市快速路的使用標準，且橋梁荷載標準低，經(jīng)驗算原橋梁上、下部結構均不滿足現(xiàn)設計荷載標準的要求。橋下凈空高度也不能滿足水利排洪的要求，綜合比較對原橋梁結構不予利用全部拆除，該橋按新建橋考慮設計。

2.2 橋梁斷面設計

結合道路斷面布置型式，本橋從結構受力合理以及施工方便等方面考慮，標準斷面按照上、下行四幅獨立橋梁布置，橋梁全寬70.0 m。

以上橋梁斷面布置不僅結構受力合理，且每一幅橋梁相互獨立，施工方便。

2.3 橋梁跨徑的選擇

鑒于現(xiàn)有橋梁跨徑較小僅為13.5 m，樁基較密，橋梁跨徑選擇以大跨且盡量避讓現(xiàn)有樁基為原則，同時橋梁需跨越永定新河兩側大堤及規(guī)劃永定新河北路，結合道路平面線形及與京津公路立交與之相接的主線及匝道跨徑為30～35 m的現(xiàn)澆箱梁結構。設計經(jīng)過對27 m及40.5 m跨徑比選，考慮跨河橋梁的施工的難易性及經(jīng)濟指標的合理性，最終確定在直線段橋梁均選用27～29 m跨預制結構，曲線段均采用25～28 m跨連續(xù)結構。以上平面布置不僅滿足地上、地下交通的要求、且設計的橋梁下部結構不受現(xiàn)有舊橋樁基的干擾。

2.4 梁底標高的確定

由于引河橋的改建涉及到與兩岸原有道路的銜接，該處引河橋南端相接的京津公路需下穿南曹鐵路，橋梁梁底高程如按照滿足防洪墻即右堤堤頂高程8.62 m(黃海水平)進行設計，新建橋梁較現(xiàn)有橋梁高出4.5～5.1 m，并使工程影響的范圍擴大，且與南岸快速路的高程無法銜接，故設計依據(jù)防洪評價中百年一遇洪水位6.12(黃海水平)+1.5 m超高即梁底高程不低于7.62 m(黃海水平)+1.639=9.259(大沽水平)進行設計。對于不滿足右堤頂高程部分，在行洪時水利部門需采取臨時的封堵措施。

2.5 橋梁結構選型

橋梁的上部結構型式本著適應現(xiàn)代化交通發(fā)展的需要，簡支變連續(xù)小箱梁在施工及造價方面均有一定的優(yōu)勢，且結構整體性較好，外觀相對T梁、板梁好。具有施工方便，工期短，結構合理，行車舒適等優(yōu)點，現(xiàn)澆連續(xù)箱梁結構簡潔、輕盈，線條流暢，具有整體性好，抗扭剛度大，尤其是兩側懸挑出的大伸臂，在結構處理上很容易做到曲線線形的連續(xù)性，并能取得與京津公路立交結構視覺效果一致等優(yōu)點。本橋上部結構全部采用預應力連續(xù)結構的先進體系。小箱梁結構:采用3～4跨一聯(lián)27～29 m裝配式部分預應力混凝土連續(xù)箱梁結構，預制梁寬中梁2.4 m，邊梁2.95 m，中心梁高1.6 m，現(xiàn)澆濕接縫寬0.9～1.1 m。預應力箱梁結構:跨徑25 m+28 m+28 m+26 m四跨一聯(lián)連續(xù)箱梁，梁高1.6 m，跨徑35～36 m一跨簡支箱梁，梁高:1.8 m。箱梁斷面采用與京津公路立交相同的斜腹板斷面形式。橫斷面為單箱單室和單箱多室結構，邊肋采用0.36∶1的斜腹板，懸臂長1.7 m，懸臂根部厚45 cm，端部厚15.25 cm，頂、底板厚度均為0.22 m，預應力混凝土箱梁跨中正常段腹板厚0.4 m，支點加厚段腹板厚0.6 m;連續(xù)結構采用雙向張拉的施工工藝，簡支結構均在跨中設置一道0.3 m厚的中橫隔板。并采用箱內張拉的施工工藝。

橋梁的下部結構根據(jù)地質條件及基礎需在河道內施工的特點，本工程橋梁基礎均采用鉆孔灌注樁，在河道內上部結構為小箱梁的基礎采用單排Φ1.8 m大直徑樁基礎型式，以減少河中樁基數(shù)量，現(xiàn)澆預應力箱梁基礎采用承臺下雙排Φ1.2 m灌注樁基礎，橋臺承臺下采用雙排Φ1.0 m樁基礎。

在與京津公路立交相接處采用與立交相一致造型為花瓶形墩柱，其余跨河道墩柱均為圓形截面，墩柱直徑采用1.5 m。主線每幅橋橫向布置3～4根墩柱，輔道橋橫向布置2根墩柱，小箱梁結構墩柱上設有蓋梁，墩柱外露高度大于6 m的墩身設置橫系梁。橋梁北側橋臺采用U型橋臺形式。

3 結語

結合本工程，合理選擇跨徑，因地制宜的采用一些現(xiàn)澆結構和預制結構，是加快工程進度、降低工程造價、確保工程質量的有效措施之一。在寬橋設計中，橋梁斷面采用分離式，不僅受力明確，施工方便，且質量易于保證。在大型跨河橋梁中，河道內基礎不僅要考慮與環(huán)境的協(xié)調性還要從降低樁基施工技術難度和降低工程造價上考慮，在滿足墩臺結構要求的基礎上，在主河道上適當調整系梁頂?shù)脑O計標高?？杉涌焓┕みM度。

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［1］中國人民共和國交通部.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D62－2004)［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］中國人民共和國交通運輸部.公路橋涵施工技術規(guī)范(JTG/T F50 －2011)［S］.北京:人民交通出版社，2011.

中圖分類號:U442

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1008－3383(2013)04－0108－02

收稿日期:2012－10－10

作者簡介:張志賢(1960－)，女，天津人，工程師，從事橋梁設計工作。