龙江路-城北干道立交桥梁总体设计

朱勇毅

（常州市市政工程设计研究院有限公司，江苏 常州 213003）

1 工程概况

常州市主城区外围由沪蓉高速、常合高速和江宜高速构成了一个高速公路外环，主城区内部按规划需形成“日”字形快速路网结构。通过快速环线的交通截流，对常州城市核心区形成有效保护，方便机动车出行，而通过快速环线节点向外发散延伸，则可以与外围高速公路环线形成快速有效的衔接。

常州市高架道路一期工程，为“日”字形快速路网左边半环（即西半环）。龙江路—城北干道立交位于“日”字形快速路网结构的左上角，也是快速环线的西北角，为一期工程的主要节点工程。龙江路呈南北走向，城北干道呈东西走向，均为快速环线的组成部分。

2 立交交通设计

2.1 设计原则

根据立交所处地理位置及其发挥的交通功能，确定以下设计原则：

（1）立交的所有相交道路均为规划城市快速路，因此全互通方案较为适宜。

（2）主要流向能快速通过，次要流向可交通顺畅。

（3）该立交虽然离市中心区较近，但用地限制较少，不适宜层数较多的方案。

2.2 设计方案

该立交两条相交道路均为规划城市快速路，含高架系统及地面辅道系统。其中，高架部分为机动车专用快速路，设计车速80 km/h，一般断面为双向6车道。地面道路为城市主干路，供机动车、非机动车及行人使用。龙江路向北延伸，即可直通沪蓉高速公路出入口；城北干道向西延伸，即可直通江宜高速出入口及常州机场。

根据规划城市快速路网形态以及相交道路的交通功能需求，立交匝道应分为3个层次。最高层次为外环线流向，即沟通城北干道和龙江路南段的匝道，其次为连接城北干道和龙江路北段的匝道，最低层次为出入新机场路的匝道。

为保证该节点良好的交通功能，立交采用半苜蓿叶加定向的全互通立交型式。龙江路与城北干道往东方向间的交通联系及龙江路与城北干道往西间的右转交通联系均为交通主流向。该6个流向（南→东、东→南、东→北、北→东、北→西、西→南）均采用定向匝道，平面线形采用较高指标，特别对东→南方向采用大半径曲线，该转向交通的服务水平较高。龙江路与城北干道往西间的左转交通联系为交通次流向，该两个流向（南→西、西→北）均采用半苜蓿叶型式，平面线形指标较低[1]。

立交南北总长约1.2 km，东西总长约0.8 km，为4层立交。地面层为地面交通，第二层为东西流向，第三层为南北流向，第四层为东向南流向。图1为立交平面简图。

图1 立交平面简图

3 立交跨径布置及桥型

3.1 立交跨径布置及桥型确定要求

（1）满足立交高架桥梁主线与各流向匝道相互交叉、相互跨越的要求。

（2）满足地面道路交通组织要求。

（3）满足规划河道及其他障碍物的要求。

（4）满足立交桥梁景观要求。

（5）满足桥梁工程造价的经济性要求。

3.2 桥型

城市高架一般可采用简支梁桥（桥面连续）和连续梁桥，考虑桥梁景观、行车舒适性、施工工期、后期运行及养护等要求，立交桥桥型主要采用连续梁桥。

考虑景观，立交桥外观线形应流畅，同一匝道桥梁结构高度及断面尽可能一致，因此桥梁主要采用3～4跨的等截面连续梁桥。对于25～40 m跨径的桥梁，采用等截面预应力混凝土连续梁桥；对于路线曲线半径较小的匝道桥，采用等截面钢筋混凝土连续梁；对于跨径较大的桥梁，采用等截面钢结构连续梁。部分线路分叉处异型桥，为简化结构的复杂性，采用了两跨一联的连续梁桥。

3.3 跨径布置

该立交含地面辅道系统，高架桥桥跨布置应满足复杂的地面道路交叉口范围的交通组织要求、立交匝道相互跨越的要求以及跨越规划河道的要求。该立交所涉及的地面河道处，为无通航要求的排水河道，基本可采用普通跨径跨越。考虑桥梁的经济性，桥梁跨径一般采用30 m左右的经济跨径。相互跨越及跨越相交道路时，主跨跨径按不大于40 m控制。

综合上述要求，立交大部分桥梁跨径采用30 m左右。在两条主线交叉处，考虑地面交叉口交通组织的需要，两条主线主跨应适当加大，采用主跨40 m的三跨连续梁。

东向南匝道为快速环线主流向，线形标准较高，需分别跨越两条主线高架，其主跨均需不小于46 m。考虑外观线形流畅，上跨龙城大道及城北干道主线时，分别采用35 m+46 m+43 m+35 m及35 m+46 m+35 m的连续梁桥。考虑施工便捷性，采用等截面钢结构连续弯梁桥，结构断面及结构高度与其衔接的预应力混凝土连续梁一致。

南向西匝道、西向北匝道因平曲线半径为60 m，半径较小，故采用主跨为25 m的三跨钢筋混凝土连续弯梁桥，边跨跨径采用21 m左右。

在部分匝道分叉处，桥面宽度变化较大，采用标准跨径的预应力连续梁桥设计较为困难，因此均采用跨径不大于25 m的三跨钢筋混凝土连续梁桥。

4 桥梁断面

城市高架连续梁断面，一般采用单箱多室整体断面，外观有直腹、斜腹以及弧形梁等，而弧形梁断面，在景观及结构整体性方面更显突出，因此高架主线桥及立交桥断面最终采用了弧形梁断面。

4.1 立交桥梁标准断面设计

（1）双向6车道断面（见图 2），桥面总宽为25 m，净宽为24 m，适用于龙城大道及城北干道主线高架桥。箱梁采用整体式断面，为单箱五室弧形断面。断面在外侧以三段圆弧相连，中间范围为直线段，以适应加宽段结构的变化，保持箱梁外形的连续性[2]。箱梁中心处结构高度2.208 m。标准桥墩采用两个独立的立柱墩身，立柱顶部向外弧线悬出，通过横向拉杆、压杆连接。立柱矩形断面尺寸为1.75 m×1.75 m。柱底立柱中心间距4.75 m，柱顶支座中心间距6.25 m。该桥墩型式能与上部圆弧形断面相协调，墩底的内收减少了结构对地面道路的侵占，节省工程用地，也取得了较好的景观效果。

图2 双向6车道断面（单位：m）

（2）双向4车道断面（见图3），桥面总宽为18m，净宽为17 m，适用于龙城大道及城北干道主线交叉处。箱梁采用整体式断面，为单箱四室弧形断面。断面在外侧以两段圆弧相连，中间范围为直线段[2]。箱梁中心处结构高度1.90 m。标准桥墩采用两个独立的立柱墩身，立柱顶部向外弧线悬出，通过横向拉杆、压杆连接。立柱矩形断面尺寸1.5 m×1.5 m。柱底立柱中心间距3.0 m，柱顶支座中心间距4.5 m。

图3 双向四车道断面（单位：m）

（3）单向 3车道断面（见图 4），桥面总宽为12.75 m，净宽为11.75 m，适用于东向南及南向东流向匝道桥及南北向集散车道桥。

混凝土箱梁采用整体式断面，为单箱四室弧形断面[2]。断面在外侧以两段圆弧相连，中间范围为直线段，顶底板平行，以适应加宽段结构及超高的变化，保持箱梁外形的连续性。桥墩采用单个独立的立柱墩身，顶部向外弧线加宽。立柱底部为矩形断面，尺寸为2.5 m×1.75 m，立柱顶部横向宽度为4.425 m（弯桥为5.3 m）。柱顶支座中心间距2.75 m（弯桥为 3.6 m）。

钢结构箱梁采用整体式弧形全钢箱断面，单箱三室，箱梁中心线处高1.82 m，顶板设1.5%的单向横坡，横坡由扭转箱梁形成，外形与混凝土箱梁完全一致。

图4 单向3车道断面（单位：m）

（4）单向两车道断面（见图5），桥面总宽为8.5m，净宽为7.5 m，适用于一般匝道桥。箱梁采用整体式断面，为单箱三室弧形断面[2]。断面在外侧以两段圆弧相连，中间范围为直线段，顶底板平行，以适应加宽段结构及超高的变化，保持箱梁外形的连续性。桥墩采用单个独立的立柱墩身，顶部向外弧线加宽。立柱底部矩形断面，尺寸为1.8 m×1.5 m，立柱顶部横向宽度为3.186 m（弯桥为3.6 m）。柱顶支座中心间距2.0 m（弯桥为2.4 m）。

图5 单向两车道断面（单位：m）

（5）单向一车道断面，桥面总宽为8.0 m，净宽为7.0 m，适用于西向4条匝道桥。断面型式与单向两车道断面一致。

图6为立交局部实景效果。

图6 立交局部实景效果

4.2 立交桥梁非标准横断面设计

在立交路线分叉处，桥面宽度从标准断面宽度逐渐加宽，一般有单侧加宽及两侧加宽两种情况，因此横断面为非标准断面，需特殊考虑。

（1）上部结构

对于非标准断面，分两种处理方式。

对于双向6、4车道断面，桥面设置双向横坡。由于宽度存在非对称增加，为保证箱梁外形的连续性，顶面横坡、两侧端部梁高及多段圆弧尺寸均保持不变，通过断面底面直线段拉伸旋转来过渡，故箱梁底面无论沿桥梁纵向还是横向均存在一定的坡度，断面中心梁高有所增大。

对于单向车道断面，桥面设置单向横坡及超高，存在断面宽度及横坡变化，为保证箱梁外形的连续性，两侧端部梁高及多段圆弧尺寸均保持不变，顶底面平行，箱梁宽度变化通过圆弧间直线段拉伸过渡，横坡变化通过旋转箱梁断面来过渡。

（2）下部结构

非标准断面的桥墩设置，除考虑桥面加宽情况，还需重点考虑地面交通组织的要求。

对于桥面加宽段，桥墩设置原则上采用标准断面桥墩，两侧（或单侧）加设矩形直柱桥墩的方式。个别部位需考虑地面道路交通组织而做特殊设计，横断面一般采用2～3个独立直柱，地面道路可从立柱间通过，个别处在路线分叉伸缩缝位置，设置了明盖梁，以满足设计要求。

对于曲线梁桥，单个桥墩两个支座反力的差异较大，甚至出现拉力，因此桥墩需要向曲线外侧沿径向设置一定预偏心，同时增加横向两个支座的间距，以防止产生支座拉力，同时可减小上部箱梁的扭矩，并满足桥梁抗倾覆要求。

5 结语

龙城大道-城北干道立交采用全互通立交，桥梁采用等高度连续箱桥，跨径布置经济合理，桥梁弧形梁断面与Y形桥墩组合，使桥梁线形流畅、结构轻盈、外形美观，是值得推荐的立交型式。

常州市高架道路一期工程于2008年9月建成通车。该项目是常州市建设的第一条高架道路，是规划快速高架路网的重要组成部分，吸引了大量的交通流量，缓解了城市市区交通压力，加强了与常州外围高速公路及机场的的联系与沟通，取得了良好的社会经济效益。

湖北投资77亿洪监高速公路明年通车

湖北省预计2019年7月开通一条高速公路——洪监高速公路。洪监高速公路将成为我国中部地区的一条重要交通线路。这条高速公路总长95 km，投资77亿元。武汉至监利高速公路洪湖至监利段是湖北省规划的“六纵五横一环”骨架公路网之纵二线的支线，是长江沿线城市经济的主要通道，虽然只有95 km，却采用了最先进的探路系统。

洪监高速公路的建设不仅有益于沿途城市的经济发展，更重要的是这个项目向北通过新滩东荆河大桥，使武汉到虹口出口高速公路与京港澳高速公路接壤，形成了两条纵向公路，使我国中部的运输通道更为流畅，并可以分担京港澳高速的交通车流压力，并将沿江地区的工业区都连起来了。