遵义市凤新快线建设工程（二标段）总体设计及关键技术分析

韩忠磊，林康

（大连市市政设计研究院有限责任公司，辽宁 大连 116000）

1 工程概况

遵义市凤新快线建设工程是一条贯穿遵义老城区，与规划建设中的凤凰山隧道连通，向东延伸至新蒲新区的快速交通通道。项目起点位于遵义市公交公司，终点至礼仪新城，全长约3.7km，依次跨越中华路（互通立交）、内环路、内沙路（互通立交）、外环路、现有川黔铁路、东联线（互通立交），地面道路连接中华路与东联线，形成两层立体交通体系，并在内沙路与既有川黔线（现有川黔线改线后，现有铁路线位改造为城市道路）之间形成3 层立体交通。本段工程共分三个标段，其中二标段设计桩号范围为K0+593.5—K1+189.95，全长590m。项目地理位置如图1所示。

图1 遵义市凤新快线建设工程项目位置分布图

遵义市凤新快线工程的建设与开通将对缓解主城区交通压力，加强主城区与新蒲新区的直接联系，加快遵义市“南北拓展、东西贯通”发展战略实施起到重要作用。

2 主要技术指标

遵义市凤新快线工程的道路等级为城市快速路，设计车速为60km/h（储备80 km/h 能力），设计车道数为双向6车道，荷载标准为城-A 级，设计基准期为100 年，环境类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为6度，设计基本地震动峰值加速度为0.05g。

3 总体设计方案

3.1 平面设计

遵义市凤新快线建设工程（二标段）的起讫段为K0+593.5—K1+189.95，路线全长590m。其中上层桥梁跨越内沙路、外环路，与川黔线上方跨铁路桥相接，桥梁总长590m；中层桥梁从内沙路路口起桥，跨越外环线，与川黔线路口平交，中层桥梁起讫段为K0+913.5—K1+133.5，桥梁总长220m。

遵义市凤新快线建设工程平面布置如图2所示，其结构形式共分3部分。

（1）K0+593.5—K0+913.5 段，单层结构形式。跨径布置：钢梁桥40m+框构桥230m+钢梁桥50m=320m，其中50m钢梁桥跨越内沙路。桥梁宽度从48.44m渐变至标准宽度31m。

（2）K0+913.5—K1+133.5 段，双层桁架桥结构形式。跨径布置：46.667m+92.564m+80.769m=220m。本段为上层和中层桥梁结合形成整体的双层钢桁架桥，桥梁跨越外环路和虾子河，桥梁宽度为32.32m。

（3）K1+133.5—K1+183.5 段，上层采用钢梁桥，跨径为50m，中层采用钢筋混凝土框构桥与三标段框构桥连接。

3.2 纵断面设计

设计中尽量使平面顺适、纵坡均衡、平纵线形组合协调，保持路线的连续性。本项目虽为新建市政基础设施项目，但由于项目地处建成区，竖向上需要为现状构筑物预留合适的空间，且工程起终点需要考虑落地问题，因此道路竖向设计需结合沿线内沙路、内环路、外环路、川黔线等高程控制条件，兼顾纵断坡度对使用功能、行车舒适性、工程量、造价的影响等因素对纵断面设计方案进行优化。

3.3 横断面设计

遵义市凤新快线建设工程横断面布置如图3所示。

图3 遵义市凤新快线建设工程横断面布置图

（1）钢梁桥桥面标准横断面布置：0.5m（防撞墙）+2.0m（绿化带）+11.5m（车行道）+0.5m（防撞墙）+2.0m（中央分隔带）+0.5m（防撞墙）+11.5m（车行道）+2.0m（绿化带）+0.5m（防撞墙）=31m。

（2）双层桥的上层桥面横断面布置： 0.66（外伸桁架结构宽度）+0.5m（防撞墙）+2.0m（绿化带）+11.5m（车行道）+0.5m（防撞墙）+2.0m（中央分隔带）+0.5m（防撞墙）+11.5m（车行道）+2.0m（绿化带）+0.5m（防撞墙）+0.66m（外伸桁架结构宽度）=32.32m。

（3）双层桥的中层桥面横断面布置：2.65m（非机动车道，包括护栏）+11.0m（车行道）+0.5m（防撞墙）+1.5m（中央分隔带）+0.5m（防撞墙）+11.0m（车行道）+2.65m（非机动车道，包括护栏）=29.8m。

（4）人行系统横断面布置：0.5m（栏杆及底座）+3.0m（人行道宽）+0.5m（栏杆及底座）=4.0m。

4 双层钢桁架桥设计

双层钢桁架桥采用等桁高平弦桁梁，包括钢桁架和桥面系。双层钢桁架桥的起终点设点处设置牛腿，钢梁桥搭在双层桥起终点处的牛腿上，牛腿的背墙总高度为2.69m。钢桁架由主桁架、主横桁架组成。主桁架腹杆均为斜杆的Warrenen 结构，桥梁全宽32.32m。受中层车行位置限制，横桥向设置3 榀主桁，即在两侧和中央分隔带设置主桁架，两主桁中心距15.5m。主桁桁高13.006m，节间长度约12.0m。主桁由上弦杆、下弦杆、斜腹杆组成。上弦杆、下弦杆和腹杆采用带纵肋的箱形截面。上、下弦杆截面宽1 200mm，截面高1 500mm，上弦杆顶板和下弦杆底板宽1 320mm，板厚20～28mm。

5 设计难点及应用

（1）针对中心城区宝贵土地资源条件下多种交通需求问题

在32m 桥面宽度范围内集成上层和中层的12 条机动车道、2 条非机动车道、夹层的2 条人行道及地面的6 条车动车道，共计22条车道（含人行道）。在中心城区土地资源日益紧张的情况下，充分发挥桁架桥天然而成的大跨度的跨越能力，上下双层的支撑体系，并利用桁架内部空间加设人行夹层，发挥出钢桁架结构桥梁空间利用率高的优势。

（2）针对复杂线形条件下桁架桥的结构问题

一般的钢桁架桥梁为直桥，而由于本桥地处中心城区，周边遍布既有建筑，桥梁结构为曲线结构。桥梁的前半部分位于缓和曲线上，后半部分位于半径为600m 的圆弧上。腹杆不设竖杆，均为斜杆，加上桥梁纵坡横坡的影响，各杆件均存在一定程度的空间倾斜。设计和施工时，均采用空间坐标控制各杆件的位置关系。

（3）针对大跨曲线桥梁抗扭刚度不足及桥面板与主体结构温度差问题

该桥采用桁架体系和桥面体系一体的结构形式。桥位处于平面曲线上，跨距较大，整体上存在扭矩。采用桁架体系和桥面体系一体的结构可以增强整体抗扭刚性。一体型结构可以使桁架系与桥面行车系互相协同作用，提高整体安全性，还可以避免由于桥面板受日光照射而与桁架体系间的温差引起的纵向力对横梁造成的面外弯矩的作用。不过，复合集成结构使设计和施工复杂性有所提高。

（4）针对复杂地质条件下多次调跨和行车舒适性问题

本桥采用46.667m+92.564m+80.769 的三跨连续结构。由于桥梁地处低洼，喀斯特地质条件下存在暗河，大量分布溶洞，地质结构复杂，使得墩柱位置多次调整，连续结构具有更好的适应性。220m 的连续桁架桥结构使结构的整体性更强，行车舒适性更好。

（5）针对邻接桥梁上部结构的支撑问题和桥门架横向刚性不足问题

本桥的桥门构兼作起点侧和终点侧相邻钢箱梁的墩柱及横梁，省略了邻接跨的墩柱和盖梁，同时增加的端中横梁为桁架体系带来更大的侧向刚性。

（6）针对大型钢结构桥梁的公路运输问题

由于桥梁加工厂位置较远，所有桥梁构件须经公路和市政道路运送至现场，各构件的尺寸、重量须满足公路运输规定。所有桁架构件及桥面板单元，在设计之初明确分割位置，提供详尽的曲线尺寸作为制造和安装的控制点。采用优化节点结构形式，节点处腹杆由两面连接升级为4面连接，压缩节点板尺寸，使其满足公路运输条件。通过分割桥门构附近节点板，使其满足公路运输条件。

（7）针对复杂空间结构桥梁的预拼装问题

由于结构形式复杂，受叠加平纵横曲线及预拱度的影响，无法进行实体预拼装，而整体结构高约15m，立向预拼装也面临诸多困难。设计中依靠高精度多维度的设计数据的支持，通过在计算机中用Tekla模型进行预拼装。

（8）针对中心城区交通干线上大型桥梁施工问题

桥梁地处中心城区，限制了各种大型施工机械的进场和施工手段的运用，而且施工场地狭窄，只能在桥梁原位将各构件逐一吊装。此外，横跨道路为城市重要主干路，交通压力大。在施工期间无法中断地面交通，随时要保证双向4车道及两侧人行道的通行功能。施工中通过两次地面道路导改保证了交通干线的通行。

（9）针对桥面板单元安装时的支架问题

为满足运输要求，桥面板在横向被分割成15 块。上层桥面离地面高度超过20m。为了在高空中拼装桥面板，需要使用大量支架，给施工带来极大的困难。为此设计了自成支架体系的双层横梁，即横梁下半部分先行安装，形成框架体系，然后以此为支架横向安装桥面板。

（10） 针对人行系统与车行桥的融合问题

在上下两层桥面之间，设置了两纵四横的人行系统。人行系统在路口范围内不设一根墩柱，完全依靠吊柱悬挂于桁架结构中，与桁架结构融为一体，避免桥下墩柱林立。人行系统实景如图4所示。

图4 遵义市凤新快线建设工程（二标段）人行系统实景图

6 结语

遵义市凤新快线建设工程（二标段）总体设计在跨度、结构、工艺等方面采用了新方法、新思路和新工艺，解决了工程中遇到的各种难题，该工程于2019年5月9日建成通车，通车运营以来运行平稳、舒适，结构安全可靠。本项目的实施对解决城市交通拥堵问题，拓展旅游资源开发，促进城市经济建设发展等方面都将起到十分重要的作用。