浅谈市政工程中小桥设计问题

2019-05-13周跃，钱鑫

城市道桥与防洪 2019年4期

周跃，钱鑫

（中国市政工程西北设计研究院有限公司，甘肃兰州 730000）

0 引言

近年来随着我国城市化建设步伐的加快，仅靠路面交通已无法满足需求。于是工程师们开始广泛开发利用地下及空中的空间资源，修建轨道交通和城市高架（隧道）以缓解现有路面交通压力。但受到现状道路及管线、规划道路及管线以及周围环境条件等影响，市政工程中小桥总体设计时经常需要解决它们相互之间在平面、立面上的各种冲突问题。本文对设计常用解决方案并结合工程实例进行总结分析，以期对今后城市中小桥设计起到借鉴作用。

1 中小桥设计的几个问题

1.1 道路改造拓宽段桥梁

随着城市的发展，为了解决日益严峻的交通堵塞问题，常常需要对现状道路拓宽改造，对于跨河段道路拆除现状桥梁重建成本过高，通常会采取在现状桥梁的基础上拓宽改造来解决。

老桥拓宽时如何考虑现状随桥过河管线的迁改或保留，减少不必要的重复建设，实际中往往通过对拼宽桥梁结构处理来预留管线的过河通道。

1.2 道路交叉口段桥梁

在市政工程道路总体设计中，不可避免地出现一些相交横向道路与规划或现状河道平行且与河道上口线的距离很近。而平面交叉口设计时一般需将交叉口的转角处做成圆曲线或复曲线，还有一些交叉口设计为了增加通行能力会拓宽增设进口道的车道数。因此桥梁跨越河道时桥梁宽度也需发生渐变以满足道路交叉口的设计要求[1]。如何解决中小桥梁宽度在交叉口处的曲线过渡，常见的解决方案有三种：

（1）桥梁宽度变化幅度较小时，可通过预制带悬臂的边板悬臂长度变化调整。

（2）上部结构预制板（梁）按照横向等宽桥梁进行布置，桥面构造及附属设施部分按照道路变宽线形实际进行布置，多出的部分做一些景观处理或设置为管线的路由通道，景观效果一般。

（3）桥梁设计宽度较大且宽度变化也较大的交叉口处桥梁，桥梁实际变宽断面可按预制板梁+现浇异形板的思路实施，设计较烦琐，但景观效果好。

1.3 地铁轨道区间或站点上方

为了充分发挥地下空间资源的交通功能，修建地下轨道交通已成为各大城市缓解交通压力的重要手段。但轨道交通是在既有道路环境条件下实施的，轨道盾构区间或轨道站点在平面及立面会与现状桥梁冲突，如何保证盾构顺利掘进以及轨道站点的顺利实施，且不影响既有道路的继续通行，通常需要将盾构区间或轨道站点上方的桥梁拆除恢复重建或与地铁车站合建[2]。

1.4 城市综合体地下空间或道路下穿上方段桥梁

随着城市地下和空中空间资源的开发利用，市政交通项目的设计与修建变得越来越复杂，地下工程与市政工程在平面和立面上的冲突也时有发生。为了合理开发利用好同一块地下或地上空间资源，往往需要不同设计单位、建设单位等相关部门共同商讨研究如何把市政工程桥梁与地下工程合建，做到既集约土地、节省投资、缩短工期，又可尽量减少城市拆迁和对地下管线的影响。

1.5 有景观要求的桥梁

桥梁美学的其中一个内涵就是桥梁景观，景观桥梁分为三个层次：

（1）景观环境与桥梁设计。

（2）景观桥梁表面处理与夜间照明。

（3）桥梁景观效果预测。

桥梁由于其能横跨江河、峡谷而广受关注，无论是历经沧桑的古老桥梁还是现在的大跨度、大长度的桥梁往往都是大众审美的对象。因此对桥梁的要求不仅是能通行，欣赏价值也非常重要[3]。随着社会经济的快速发展，城市设计品位也不断提升，城市中小桥设计时需要将结构的力度感和建筑的审美观完美统一[4]。

2 工程设计实例

2.1 苏州高新区金山路改造工程——白塔河桥

桥梁现状为三跨（10+16+10）m简支板梁桥，全宽24 m，左斜15°。周边管线情况如下：北侧无管线；南侧距离桥边线3.7 m有一根ø1.2 m的给水管，距离桥边线6 m的河底有一根ø300 mm的污水倒虹管，该管中心标高位于桥台顶面以下1.8 m，在距中心25 m处开始以30°的角度斜向伸出，仅与新拓宽桥台基础尾部有接触。除此以外，北侧人行道下有天然气与通信管道。该桥建于2004年，基本没有破损。由于金山路在该段范围拓宽至40 m，需要对该桥进行拓宽改造。

拓宽方案如下：对现有驳岸不拆除，拓宽部分的桥台做至现有驳岸后，拓宽部分跨径变为三孔（13+16+13）m简支梁桥，斜交角度与老桥相同。拓宽部分桥台采用埋置式桥台，桥墩采用桩柱接盖梁桥墩。为防止不均匀沉降，新拓宽部分均采用钻孔桩基础。为保留南侧给水管，南侧新拓宽部分在自来水管位置留通道做盖板。通道宽度1.5 m。南侧人行道宽度减小为3.5 m，非机动车道减小为3 m。北侧按照常规设置1 m管线通道（见图1）。

对于改造过程中管线确实不能迁改的，要和相关权属单位以及管线设计单位做好对接工作，核实标高和位置，在桥梁改造设计预留好管线通道，施工时注意管线保护。

2.2 金坛市金坛大道改扩建工程——4号桥

金坛大道改扩建工程中4号桥桥梁中心桩号K4+493.618，斜交102.3°，跨径为一跨20 m，该桥位于道路交叉口，上桥面宽度为62～72.423 m。

该桥上部结构采用简支预应力混凝土板梁和异形板结合的形式，下部结构桥台为埋置式桥台，钻孔桩基础。桥梁采用2.5 m翼墙+8 m挡土墙形式衔接道路（见图2）。

2.3 地铁轨道区间或站点上方段桥梁

结合苏州轨道2、3号线上桥梁拆除恢复的设计实例，简单阐述一下该类桥梁的解决思路。葑亭大道西港河桥位于轨道3号线东段方湾街站至青剑路站区间，跨越现状河道，河道无通航要求。老桥为三孔（10+13+10）m简支板梁桥。由于老桥桥墩采用灌注桩基础，轨道3号线穿越该桥时，需对影响轨道盾构的桩进行拔除。因此此次老桥整体拆除，新建三孔（8.8+13+8.8）m箱涵，箱涵与河道交角为左斜19.3°。创苑路2#桥位于苏州工业区创苑路与松涛街交叉口，老桥为（8+8+8）m简支板梁桥，桥宽34 m，桥墩为钻孔灌注桩基础，桥台为重力式天然浅基础。桥下为松涛街站车站结构，老桥需全部拆除，其中部分桩基保留利用，待车站和盾构建成后再进行桥梁恢复。桥梁恢复拟采用三孔净（8+8+8）m箱涵，正交。

苏州高铁新城民四南路跨越富临南规划河，桥梁东侧位于轨道2号线浅埋段上方，浅埋段顶面现状覆土约3 m厚，规划河道宽15 m。考虑减少施工期间对轨道的影响，涉轨范围的桥梁采用若干个（3×3.4）m预制小节段箱涵节段组成，箱涵节段采用预制后吊装的方案。出了轨道范围后，考虑到施工方便和周边景观需要，采用现浇单孔箱涵，跨径为净9～14.4 m。

该类桥梁需注意设计前应与轨道设计单位充分对接，明确盾构区间的位置和盾构顶标高，明确地铁车站结构顶板与拆除重建桥梁的标高位置关系；还需对接好拆除重建桥梁与地铁的施工时序、土地的加固范围、基坑开挖方案、旧桥桩基拨除孔洞处理方案、区间土隆起（变形）应急处理方案等问题，才能确保工程顺利进行。

2.4 苏州平门塘河桥及塔韵路下穿通道

平门塘河桥与平门塘河正交，桥梁与道路同宽32 m，桥跨布置为净（6.6+6.6+10+6.6+6.6）m箱涵，与地下空间共用地下空间的顶板；平门塘河桥下穿通道含东西两侧，东侧与两侧广场平台相顺接；西侧与齐溪街的清水平台相顺接（见图7）。

图1 桥梁总体布置图（保留管线）（单位：cm）

图4 桥梁横断面布置图（位于地铁车站上方）（单位：cm）

图5 桥梁横断面布置图（位于已建轨道上方小基坑开挖吊装施工）（单位：cm）

图6 桥梁施工顺序图（位于已建轨道上方小基坑开挖吊装施工）

塔韵路下穿通道暗埋段采用钢筋混凝土箱体结构，下穿5号箱涵时，为减小纵坡，采取与箱涵共用底板，且在箱涵侧壁下设置横向加劲梁的解决方法（见图8）。

对于市政中小桥与地下空间同位置处合建，应综合考虑上下结构受力、城市景观、管线拆迁和经济效益等因素，尽量减轻市政桥梁传至车站盖板或地下建筑顶板荷载的影响，结构转换的设置是要两者之间传力清晰、计算简单。

2.5 城市中小桥景观设计

桥梁景观设计主要是通过桥梁本身所处的环境以及桥梁本身的结构两方面入手。在环境方面，充分利用桥下的景观设计与其周围环境的融合，让设计变得具有统一性；在桥梁本身结构方面，主要是靠桥梁的独特造型与功能的相互结合来充实城市景观设计的内容。桥梁的设计在城市景观设计中具有时代性，与城市景观的设计是密不可分的[5]。图9是苏州高铁新城蠡太路改造工程设计中中小桥景观设计的考虑。

3 结语

（1）随桥过河管线在市政工程中小桥设计与建设时是不可忽略的一项。桥梁改造设计方案中对管线通道的充分考虑能让桥梁建设顺利完成，相反则会阻碍工程的正常实施，造成重复建设的浪费。对某些特定项目，要同时采用几种管线过桥设计方案组合，才能让所有管线顺利通过，需从造价、经济、使用管养安全等角度，确定合适的管线过桥组合方案[6]。

（2）对于处于平面交叉口处的变宽桥梁，应根据特定的项目和桥梁总体布置形式设计，综合考虑美观、经济、实施简单等方面，确定最合理的设计方案。

（3）与轨道交通、城市综合体地下空间等地下工程有关联的市政工程中小桥的实施需要沟通协调多部门才能顺利进行；建设过程中的施工方案、拔桩施工工艺、新老桥搭接处处理等方面都应该进行充分的论证。

（4）本文未涉及桥梁和地下空间合建的形式及特点等方面的内容，只是简单举例讲述遇到此类情况如何解决，今后适时再进行探讨交流。城市火车站站前高架广场以及地铁车站上盖高架桥涉及的比较多[7]。