立交门架墩设计的思考

张伟

（天津市市政工程设计研究院南方分院，广东 深圳 518000）

1 工程概况

广东省江门市东甲立交为广州—佛山—江门快速通道江门段辅道工程新会段的一个全互通式立交，位于江门市新会区，共9条匝道，设计时速30～60 km/h，设计荷载为城-A级。本立交的典型结构为30 m+45 m+30 m变梁高PC连梁、跨径25 m等梁高PC连梁。为简化设计且减少门架墩数量，本立交门架墩的布置通过跨径及分联调整尽量分布在中墩位置。

本立交区域地质条件较差，从上至下依次为厚度约15～20 m的淤泥层、厚度约4～6 m的粉质粘土及砂砾层、全分化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩，零星分布微风化泥质粉砂岩。中分化泥质粉砂岩承载力为10 MPa，但遇水即软化，为增加结构的稳定性，本立交门架单支采用双桩且桩基全部按摩擦桩设计。

2 门架墩的类别及分布情况

第一类：A匝道跨越HZ匝道处，上部结构跨径45 m，根部梁高2.6 m，中横梁宽度2.0 m，门架横向跨度17.3 m，墩高8.6 m。第一类门架墩见图1。

相对于纵向跨径及横梁高度来说，第一类门架墩的横向跨度不算大，横向弯矩相对纵向弯矩较小，每支桥墩2根桩基沿纵桥向布置主要用来抵抗纵向弯矩；墩较矮，上部结构稳定性相对较好，为简化结构的受力，墩与梁支座连接；每支桥墩为1.8 m×1.8 m方柱接2根D1.5 m桩基。

第二类：A匝道跨越主线处，上部结构跨径25 m，梁高1.6 m，中横梁宽度1.5 m，门架横向跨度21.7 m，墩高18.3 m。第二类门架墩见图2。

图2 第二类门架墩（单位：mm）

相对于纵向跨径25 m来说，第二类门架墩横向跨度21.7 m较大，横向弯矩相对纵向弯矩大很多[1]，门架处中横梁高度增加至2.2 m，宽度增加至2.0 m，每支桥墩2根桩基沿横桥向布置主要用来抵抗较大的横向弯矩；墩较高，采用墩梁固结的形式以增加结构的稳定性，并通过墩柱的受弯消化横梁的部分弯矩；左支桥墩为2.0 m×1.5 m方柱接2根D1.5 m桩基，横桥向尺寸大于纵桥向尺寸用以抵抗过大的横向弯矩；右支桥墩位于主线中分带之间，受主线走向影响及中分带空间限制，桥墩斜置，尺寸调整为2.4 m×1.4 m方柱接2根D1.5 m桩基。与A14#门架相邻的 A15#、A16#门架与A14#门架相似，为同一联的3个中墩门架，由于墩较高且位于曲线段，因此全部固结以增加整联的结构稳定性。通过对本类型门架的结构分析认为，横向跨度与纵向跨度比例更大的门架，其受力的合理性、经济性已不再合理，应尽量避免超大跨度门架[2]。

第三类：D匝道跨越地面辅道处，上部结构跨径25 m，梁高1.6 m，中横梁宽度1.5 m，门架横向跨度11.7 m，墩高10.85 m。第三类门架墩见图3。

相对于纵向跨径及横梁高度来说，第三类门架墩横向跨度不算大，横向弯矩相对纵向弯矩较小，每支桥墩2根桩基沿纵桥向布置主要用来抵抗纵向弯矩；墩较矮，上部结构稳定性相对较好，为简化结构的受力，墩与梁支座连接；每支桥墩为1.4 m×1.4 m方柱接2根D1.2 m桩基。

图3 第三类门架墩（单位：mm）

3 结语

门架墩的布置，需结合桥梁纵向跨径、墩高、门架的横向跨度等因素综合考虑，横向跨度的增加会导致横向弯矩的非线性急剧增加（横向跨度/纵向跨度大于0.6的门架尤为严重，需增加较多的门架横梁尺寸才足以抵抗横向弯矩）。对横向跨度较大的门架应考虑较大的横向弯矩对结构的影响，采取必要的构造措施，如增加门架横梁及墩柱尺寸、墩梁固结、横桥向布置较多桩基等，尤其是如本项目软基深厚地基承载力差的场区，更要加强基础的设计与验算。横向跨度原则上不得大于纵向跨径，否则会因门架的横向弯矩太大而使得结构过于笨重以致结构不合理。