拉萨市环城路西环互通立交桥方案设计

2018-11-27李阳泽

城市道桥与防洪 2018年11期

李阳泽

（上海市政工程设计研究总院（集团）第十市政设计院有限公司，甘肃兰州 730030）

1 概述

拟建拉萨市环城路西环互通立交桥位于金珠西路与北京西路交叉口，为“两个半定向+两个苜蓿叶”的三层完全互通式立交，金珠西路东西向交通位于立交第一层，北京西路南北向交通位于第二层，转向匝道位于第二、三层之间。北京西路主线双向4～6车道，金珠西路主线全线为双向六车道。共设置8条匝道，其中ES、EN、WN、WS匝道为单向单车道匝道,总宽8 m；其余4条匝道为单向双车道匝道，总宽9 m。立交方案图如图1所示。

图1 立交方案图

2 设计原则

（1）确保城市主干路直行交通的连续性。

（2）保持交通功能与建设规模的协调统一，以求节约工程造价。

（3）车辆行驶线路合理，匝道与主线的连接、分流与合流的布置要符合安全和舒适的行车条件，匝道出入主线方式应力求右进右出。

（4）立交总体造型布置协调、流畅，富于美感；桥梁结构简洁、美观，以符合城市景观需求。

（5）桥梁结构设计遵循适用、安全、经济、美观、施工快捷的建设方针。充分采用新技术、新工艺、新材料，使适用性和经济性结合最佳，结构的设计做到技术合理、先进，施工便利，经济指标低。

（6）桥梁中选用的结构必须具有规定的强度、刚度、稳定性和耐久性，处理好桥面伸缩缝及桥面排水系统，满足行车平顺、舒适、快速、安全的要求。

（7）桥梁建筑的重点放在总体布置和主体结构上。总体布置和结构选型除应与拉萨市的交通形成一个完整的体系，协调和谐，创造简洁、清晰、轻巧、通透的建筑形式。所选方案应既能快速施工，以利于立交早日建成发挥作用，又要兼顾美观，使之成为拉萨市的地标性建筑。

（8）桥型方案力求标准化生产，孔跨类型尽量统一。

3 桥型选择

3.1 立交主线桥梁结构选型

一般立交主线结构形式可选择简支结构体系加连续桥面，亦可采用连续结构体系。简支结构体系可采用预制空心板梁、预制T梁、预制小箱梁等。连续结构体系可采用预制小箱梁简支变连续、等截面连续整体箱梁、变截面连续整体箱梁和连续钢箱梁等。

从表1可以看出，简支结构体系在造价上较连续结构体系便宜，施工速度较快，但简支梁体系无法避免桥墩盖梁结构在其外型上较累赘。小箱梁或T梁可采用牛腿支点、倒T盖梁等措施以减小盖梁的外露部分，但仍对桥梁纵向的线形流畅带来不利影响。从结构角度讲，牛腿支点又对今后的养护较为不利，而连续结构体系虽然造价较高，但行车条件好，结构性能安全可靠，特别是连续整体箱梁线形流畅、协调，外形轻盈、美观，符合现代城市的发展要求，也体现了现代桥梁建设水平。连续箱梁整体性能好，抗扭刚度大，能适应各种平面线形和桥宽的变化；行车条件好，跨越跨度大，等截面梁跨越能力可达30～40 m，可较好地满足一般城市立交桥的使用要求。同时从施工角度出发，连续整体箱梁除了可采用成熟的支架现浇外，也可采用悬臂浇筑施工，还可采用纵向节段拼装或移动模架逐孔现浇等先进的施工方法。只要合理安排施工顺序，加强施工组织管理，完全可满足工程进度且对施工期间地面交通影响较小。

表1 各种桥梁结构上部结构经济指标比较表

因该立交场地用地紧张，金珠西路需要下挖，北京西路主线桥梁梁高受限，跨径只能布置为20 m。在结合美观、经济并且满足建设进度的原则前提下，根据总体方案的布置，对确定了连续箱梁结构为该工程推荐方案后，根据以往工程经验，20 m跨径连续梁结构单位造价相对便宜且20 m跨径布置灵活，可满足大多数情况下的布墩要求。

因此推荐采用标准跨径20 m的等高度钢筋混凝土连续箱梁结构跨越金珠西路，一联长度原则上不大于150 m。

3.2 立交匝道桥梁结构选型

该工程范围内匝道曲率半径较小，因此简支空心板梁、小箱梁、叠和梁抗扭刚度较小，不宜采用；而预应力混凝土连续梁虽跨径大、抗扭性能好，但如在小半径结构中实施，受力不是最合理，施工较复杂，不宜大范围采用；而钢筋混凝土连续梁结构虽跨径较小，但一般跨径采用20 m，主跨跨径最大可达23 m，在感觉上立柱也不觉得密集，且受力明确、施工便捷，适用于小半径连续梁结构；同时考虑到整体协调性，采用连续整体箱梁结构，桥墩外形和基础与主线保持协调一致。

立交匝道结构原则上选用与主线相同的等截面连续梁桥，并根据所处的桥位、桥宽、跨径、线形、施工等条件，分别采用钢筋混凝土连续梁、预应力混凝土连续梁或连续钢箱梁等不同的结构形式。对于立交内多变的平面线形及小半径曲线段可布设跨径20 m左右的钢筋混凝土连续梁；当布墩受地面道路和既有结构限制，跨径较大，并且结构处于小半径曲线段时，可采用预应力混凝土连续箱梁结构。该工程中NE匝道上跨北京西路，SW匝道上跨北京西路时，按原则选用预应力混凝土连续箱梁结构的形式。分联一般以立交匝道分岔口为控制点，联长一般控制在100 m以下。

4 方案设计

4.1 桥型布置

立交主线桥型及桥跨布置图分别如图2和图3所示。立交主线及各匝道桥跨径布置见表2。

图2 立交主线桥型布置图（单位：mm）

表2 立交主线及各匝道桥跨径布置

图3 立交桥跨布置图

4.2 主梁断面

立交主线为单箱多室等高度箱梁。顶宽23.3 m，底宽19.1 m。主梁为等高度梁，梁高1.6 m。主梁两侧各悬臂2.1 m，悬臂端部厚度为20 cm，悬臂根部厚度为45 cm。顶板全联等厚，厚度为22 cm。箱梁底板厚度为20～40 cm。腹板为直腹板，厚度为40～60 cm。主梁断面图如图4所示。

图4 主梁断面图（单位：mm）

4.3 匝道断面

匝道桥为单箱单室等高度箱梁。顶宽9～10 m，底宽4.6～5.6 m。主梁为等高度梁，梁高1.8 m。主梁两侧各悬臂2.1 m，悬臂端部厚度为20 cm，悬臂根部厚度为45 cm。顶板全联等厚，厚度为22 cm。箱梁底板厚度为20～40 cm。腹板为直腹板，厚度为40～60 cm。匝道标准断面图如图5所示。

图5 匝道标准断面图（单位：mm）

主线桥下部结构采用双柱式桥墩。桥墩尺寸：单柱横桥向1.8 m，顺桥向1.5 m。双柱中心间距12 m。承台截面为矩形，横桥向尺寸为5.2 m，顺桥向尺寸为5.2 m，承台厚度2.0 m，垫层混凝土厚0.1 m。承台采用C30混凝土。每个承台基础采用4根1200钻孔灌注桩。

匝道墩基础横桥向设一个承台及墩柱。墩采用Y形独柱墩。Y形独柱墩尺寸：横桥向底部1.8 m，顶部3.1 m，顶部3 m高度范围弧线向外侧偏出，两侧采用相同的圆弧半径，立柱顶部两侧采用0.4 m高的直线段。墩柱采用C40混凝土。承台截面为矩形，横桥向尺寸为6.3 m，顺桥向尺寸为2.5 m，承台厚度为2 m，垫层混凝土厚0.1 m。承台采用C30混凝土。每个承台基础采用2根1500钻孔灌注桩。