杜 鵬 唐志強

(1.中船第九設計研究院工程有限公司，上海 200063； 2.上海海洋工程和船廠水工特種工程技術研究中心，上海 200063)

1 工程概述

羅山路快速化改建工程路線為南北走向，位于上海市內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間，并銜接S32,G1501,S4等多條高速，與其共同構筑新的沿海大通道，是上海東部地區(qū)與浙江甬、臺、溫地區(qū)聯(lián)系的便捷通道，羅山路的快速化改建將改善上海東部地區(qū)對外長距離出行條件。其標段總體推薦方案為“高架快速路為主結(jié)合地面快速路”形式，全長7.32 km[1]。

2 設計技術標準

1)荷載等級：公路—Ⅰ級；2)抗震要求：地震動加速度峰值0.1g，按7度設防，抗震設防類別B類；3)環(huán)境類別：環(huán)境類別為Ⅰ類，環(huán)境作用等級為C級；4)結(jié)構設計安全等級及設計基準期：一級，設計基準期100年。

3 結(jié)構設計方案

3.1 主線高架上部結(jié)構選型

一般的城市高架橋標準段均屬于中等跨徑橋梁，其可使用的結(jié)構型式有較多選項，通常采用的兩大類是簡支結(jié)構加橋面連續(xù)體系和連續(xù)結(jié)構體系，其中簡支結(jié)構可選用預制空心板梁、預制T梁、預制小箱梁等；連續(xù)體系可選用連續(xù)梁、先簡支后連續(xù)預制小箱梁等。目前，根據(jù)上海市建交委《上海市城市道路與公路設計指導意見(試行)》規(guī)定，對于城市快速路、城市主干路一般不得采用預制裝配式空心板結(jié)構，因此空心板梁不再作為橋梁結(jié)構的比選型式。

1)預制T梁。T梁結(jié)構是橋梁上部結(jié)構中非常常見的結(jié)構形式，跨徑在20 m～50 m之間，可在梁廠預制，保證上下部結(jié)構同時施工，減少工期，施工與設計經(jīng)驗相當成熟，常用于公路橋梁結(jié)構中。但因其橋梁建筑高度較高，梁底縱、橫梁密布，景觀較差(見圖1，圖2)。

2)預應力連續(xù)大箱梁。預應力連續(xù)箱梁結(jié)構簡潔、輕盈，線條流暢，由于箱梁為整體斷面，可采用少支點支撐，因此可使下部結(jié)構形式簡潔、體量較小，具有行車舒適、視野開闊、結(jié)構美觀等特點。根據(jù)施工方法不同又可以分為現(xiàn)澆預應力連續(xù)箱梁和預制節(jié)段拼裝預應力連續(xù)箱梁?，F(xiàn)澆預應力連續(xù)箱梁可采用滿堂支架法也可采用活動模板逐孔澆筑法等；預制節(jié)段拼裝預應力連續(xù)箱梁可采用逐跨拼裝法也可采用懸臂平衡拼裝法等。根據(jù)以往城市橋梁建設經(jīng)驗及高架橋中等跨徑的孔跨布置特點，較合適及常用的大箱梁結(jié)構是滿堂支架現(xiàn)澆連續(xù)梁和預制節(jié)段逐跨拼裝預應力連續(xù)梁。a.支架現(xiàn)澆連續(xù)大箱梁結(jié)構：采用滿堂支架現(xiàn)澆施工的連續(xù)大箱梁，施工技術簡單，成橋線形好，受力合理，整體性強，可適應各種變寬段橋梁，可采用各種斷面型式，整體較美觀。但由于橋梁鋼筋、混凝土、鋼束等均需在現(xiàn)場施工，因此上下部結(jié)構無法平行作業(yè)，施工速度較慢，工期較長，對現(xiàn)場場地占用量大，對周邊環(huán)境影響較大，支架基礎要求高，造價也相對較高[2](見圖3，圖4)。b.預制節(jié)段拼裝連續(xù)大箱梁結(jié)構：采用預制節(jié)段逐跨拼裝的預應力連續(xù)大箱梁，梁體縱向分段在工廠預制，運輸?shù)浆F(xiàn)場后，用架橋機進行架設拼裝，整體性能好，外觀美觀。由于采用工廠預制，上下部結(jié)構可平行作業(yè)，對現(xiàn)場環(huán)境影響小，機械化、工廠化程度高，成品質(zhì)量好，單跨施工速度快(5 d/跨～7 d/跨)，目前我國也頒布了《預應力混凝土橋梁預制節(jié)段逐跨拼裝施工技術規(guī)程》，使施工單位有章可循。但由于節(jié)段采用精細的預制施工，配套設備、施工控制要求高，對施工技術及管理均要求較高；架設設備規(guī)模受整孔重量控制，本工程整孔重量約為700 t～1 350 t，需啟用大型架橋設備；施工機械造價攤銷成本較大，經(jīng)濟指標高(見圖5)。

3)預制小箱梁?？鐝?5 m～40 m，可工廠化生產(chǎn)，對運輸和吊裝設備有一定要求，變寬橋面適應性較強，外觀較T梁好。預制小箱梁結(jié)構簡單合理，設計經(jīng)驗成熟，可梁廠預制，吊裝完成后澆筑濕接縫，形成整體橋面。小箱梁由于具有較大的截面抗扭強度、抗彎強度，其彎曲應力圖形合理，剪應力小及良好的穩(wěn)定性等優(yōu)點，能夠很好地滿足高等級道路行車高速、平穩(wěn)、舒適的要求，是一種較為先進的結(jié)構型式。近年來在全國各地的城市高架中被廣泛應用，上海也在多個工程中采用了小箱梁結(jié)構。滬杭高速高架橋和內(nèi)環(huán)線南浦大橋東引橋見圖6，圖7。

在具體工程應用中，小箱梁又可分為結(jié)構簡支橋面連續(xù)小箱梁和簡支變連續(xù)小箱梁。

a.結(jié)構簡支、橋面連續(xù)預制小箱梁結(jié)構：將工廠預制的小箱梁運達現(xiàn)場后，直接架設在橋墩蓋梁上，小箱梁之間的橋面通過連續(xù)構造連接，橋墩蓋梁可以采用倒T型式，有效的降低結(jié)構整體高度，美化外觀效果。主梁簡支、橋面連續(xù)的結(jié)構體系因其施工簡便，行車也較舒適，并能適應較大的地基沉降，在我國橋梁建設中占有一定地位，被普遍使用。但該結(jié)構方案由于采用橋面連續(xù)，連續(xù)縫構造處相對較為薄弱，結(jié)構整體性相對較差，連續(xù)縫破損嚴重，后期養(yǎng)護工作量較大。因此該體系結(jié)構可應用于道路等級較低，車載較小，跨徑較小的橋梁結(jié)構上。由于羅山路高架道路屬城市快速路，且其連接內(nèi)、中、外環(huán)線，交通位置重要，交通量較大，大車較多，荷載等級高，對結(jié)構受力性能及耐久性要求較高。結(jié)構簡支、橋面連續(xù)構造示意圖見圖8。

b.先簡支后連續(xù)預制小箱梁結(jié)構：采用先簡支后連續(xù)技術，即用預制預應力單片簡支梁現(xiàn)場形成預應力連續(xù)梁。采用該項技術可以制成多跨一聯(lián)的預應力混凝土連續(xù)梁，伸縮縫少，減少了橋梁接頭處由于車輛的沖擊對橋梁的損傷，具有更好的耐久性，對于橋梁的養(yǎng)護維修也是有利的。先簡支后連續(xù)預制小箱梁結(jié)構，屬橫向分段工廠預制、現(xiàn)場拼裝，因此上下部結(jié)構可平行作業(yè)、工期短，造價低，符合資源集約型發(fā)展的精神。梁體現(xiàn)場架設設備受單梁重量控制，單片預制梁最大吊裝重量可控制在160 t以下，因此可采用多種常規(guī)起吊設備，施工方式靈活；施工過程中結(jié)構由簡支梁向連續(xù)梁進行受力體系轉(zhuǎn)換，既滿足了施工便捷的要求，又能加強結(jié)構的整體性，滿足行車舒順，耐久性的要求[3]。

先簡支后連續(xù)施工過程見圖9。

3.2 綜合比選

上部結(jié)構綜合比較見表1。

表1 上部結(jié)構綜合比較表

4 結(jié)語

經(jīng)綜合比較，本工程上部結(jié)構方案推薦采用先簡支后連續(xù)預制小箱梁，其具有梁高低，工廠預制，上下部結(jié)構同時施工，縮短工期，技術成熟，外觀效果好等特點，能很好的適用于城市橋梁建設。景觀效果上可結(jié)合大懸臂的蓋梁柱式墩形式，體現(xiàn)出輕盈而美觀的整體效果，提升了城市的整體形象，營造出現(xiàn)代美的建筑特色。

參考文獻:

[1] 袁大飛．淺談山區(qū)高速公路中互通立交的方案設計[J]．公路與自然，2010,17(2)：89.

[2] 李洪文，吳江龍．互通區(qū)上跨橋梁現(xiàn)澆支架方案設計[J]．公路，2013(6)：53-58.

[3] 曾 愛.小半徑曲線匝道橋梁設計優(yōu)化探討[J]．山西科技，2013,28(2)：114-116.