长沙黄花国际机场T3航站楼楼前高架桥方案选型及主要控制条件

曾代良

（湖南省机场管理集团 湖南机场建设指挥部，湖南 长沙 410100）

0 引言

近几年，国内新建或改扩建的4F级枢纽机场引入了综合交通中心（Global Translator Community,GTC）的概念，其涵盖了高铁、地铁、磁悬浮、公交车、大巴车、出租车、私家车、网约车等多种交通方式，航站楼楼前高架桥属于航站区配套交通中一个重要的组成部分。高架桥系统从使用功能的角度大致可划分为上引桥、楼前高架桥（紧靠航站楼前车道边）、下引桥三大部分。除了满足正常的桥梁使用功能和确保结构自身安全外，应重视桥梁方案选型和主要控制条件的研究。

1 工程概况

长沙机场改扩建工程本期主要建设内容为：新建一条长3 600m、宽45m的第三跑道，新建50万m2的T3航站楼，新建28.5万m2的GTC及相应配套工程。其中，新建T3航站楼前高架桥桥长1 206m，桥梁结构宽9.0~52.5m，高架桥系统逆时针方向先后跨越长赣高铁、磁悬浮、地铁（6号线、10号线）、长浏城际S2线、磁悬浮、长赣高铁、市政隧道，桥下还设有地面道路和地面下穿结构。

2 楼前高架桥方案选型

2.1 桥梁景观设计

高架桥位于航站区，是国内/国际旅客进出航站楼的必经之地，是航站楼的门户工程，具有很高的景观要求。景观设计主要从以下三个方面考虑。

（1）做好桥梁自身结构选型。上部结构最好采用外形美观的现浇混凝土鱼腹箱梁，最好不用景观效果差的装配式混凝土小箱梁和T梁，不建议采用带悬臂的混凝土现浇连续箱梁，也不建议采用钢箱梁。鱼腹箱梁从下面看平面整体效果好，从侧面看弧形整体悬臂可弱化建筑高度，使结构显得轻盈逸动。箱梁弧形翼缘段建议采用整体式钢模板，工厂精细化制作，尺寸更准确，可更高质量地达到最终成型效果。桥梁下部结构最好采用美观的方形墩（四周倒圆角），如果墩身横向尺寸因受力需要设计得较宽，可竖向刻槽以避免大面积混凝土过于单调。不建议采用圆形桥墩。

（2）桥墩、梁体采用清水混凝土，控制好混凝土性能、钢模板整体性及平整度，提升混凝土外观质量。

（3）做好后期绿化、亮化等设计，通常采用护栏外侧种植花草、桥上装灯亮化等手段。

航站楼前高架桥断面见图1，清水混凝土桥墩见图2。

2.2 尽量降低结构设计难度

航站楼前高架桥具有平面线形变化大、曲线半径小、桥梁宽度变化大等特点，桥梁上部结构设计难度大。在进行高架桥系统平面设计时，尽量采用圆顺曲线过渡，避免转90°直角弯或小半径平曲线，尽量寻求结构设计与线形美观的平衡点。

2.3 桥梁跨径选取

楼前高架桥桥面连接航站楼国内/国际出发层，该层车道边相对标高在15m左右，扣除梁体建筑高度后桥墩高度在13m左右。从桥梁高跨比的美观性和经济性来讲，30m跨度较为合适。整个高架桥系统的主流跨径控制在30m左右，受桥下障碍物控制的地方可适当加大或减小桥梁跨径。

图1 航站楼前高架桥断面（单位：cm）

图2 清水混凝土桥墩

3 方案选型中的影响因素

3.1 地下构筑物对桥梁结构选型的影响

近年来，新建或改扩建机场将高铁、地铁、磁悬浮等多种地下交通引入GTC（Global Translator Community），除此之外还有市政隧道及综合管廊等多种地下构筑物布设于航站区范围内。桥梁桩基础在满足自身跨径需求的前提下，按照“能避则避”的原则尽量避开地下结构。实在避不开，若桥梁桩基在平面与地下构筑物冲突时可取消桩基，利用地下结构的墙和柱作为支撑条件，在地下结构物顶板之上设置转换结构以托起桥墩，采用该方式时一定要与地下结构做好平面、竖向标高及结构传力等几个方面的准确衔接，托梁结构埋设于地面以下，需要特别注意混凝土耐久性及防水等问题。如地下结构设计条件富裕，亦可采用扩大基础形式，直接落于地下结构顶板之上。跨越地下结构方案平面见图3（a）、立面见图3（b），托梁转换方案平面见图4（a）、立面见图4（b），扩大基础方案见图5。

3.2 地面道路及地表构筑物对桥梁结构选型的影响

航站区高架桥下有地面道路，道路可布设于桥梁墩柱之间，桥下净高应大于地面道路建筑限界高度，墩柱之间的净距应大于地面道路建筑限界宽度。航站区地表有通风井出口及通道出入口等外露构筑物，地表构筑物应避开桥梁墩台。地面道路如有隧道，隧道结构与桥墩结构实在无法避开时，可采用隧道结构与桥墩结构共建的形式，来满足双方的结构要求。

3.3 基坑支护方式对桥梁基础选型的影响

长沙黄花国际机场航站区GTC所有地下结构都位于同一个大基坑内，基坑支护方式通常采用围护桩垂直支护和放坡锚喷支护两种。在设计桥梁基础时，应查明基坑支护方式，若基坑采用围护桩支护，桥梁结构桩要避开基坑支护桩；若基坑采用放坡锚喷支护，桥梁桩基位于回填区域范围内，桩基穿过的部分高度并非原状压实土，而是后期的回填土，在计算桩基长度时需考虑回填土沉降对桩基产生的负摩阻影响，有条件时桩端最好伸入结构底板底面以下一定深度。

3.4 桥面排水设施

图3 跨越地下结构方案

图4 托梁转换方案

航站楼前高架桥桥面较宽，雨季时桥面汇水、航站楼顶棚流水、桥面雨棚流下的雨水，几者叠加需要通过桥梁排水设施排走的雨水流量较大，并且与航站楼并行段通常桥面纵坡为平坡，对排水不利，故桥梁排水设施的泄水能力必须考虑充分。在满足排水功能的情况下，建议采用不锈钢排水沟，与桥面沥青混凝土形成色调反差，对整体桥面进行点缀，航拍桥面系统时能显得比较灵动，对航站楼前高架桥整体景观效果有较大提升。

图5 扩大基础方案

3.5 桥梁伸缩缝的选型

高架桥系统具有桥宽变化大、弯道半径小、纵坡大等特点，因此最好采用具有多向变位功能的伸缩装置，能适应桥梁的纵向伸缩、横向扭转及纵向翘曲等多向变位需求，也能确保行车舒适性。

3.6 桥梁上相关预埋件的统筹考虑

航站楼前高架桥上的各种设施比较多，如标志杆、智慧交通杆、雨棚、广告牌、信息指示牌等。这些设施通常是由多部门管理，设计和施工期间若缺乏充分的沟通协调，会造成各种预埋件平面或竖向位置冲突。最佳方式是由一个部门统筹管理所有预埋件相关工作，设计和施工单位全过程参与各种预埋件预留安装工作。

3.7 现浇箱梁支架地基处理

现浇箱梁采用满堂支架施工，航站区桥下范围基本为后期回填土，受工期、土体沉降等影响，回填土地基需要经加固处理后才能作为现浇支架的搭设平台，支架必须保证有足够的刚度、强度和稳定性。支架应设置施工预拱度并采取预压等措施以消除地基沉降引起的非弹性变形，预防因过大的支架变形和支点沉陷造成主梁开裂，保证支架安全。

4 结语

本文的研讨基于从长沙黄花国际机场T3航站楼楼前高架桥工程方案选型，到对控制条件的逐一把控，再到项目开工建设，全过程的管理和协调工作。随着我国民用航空事业发展，航站楼及楼前高架桥建设工程也会越来越多，应高度重视航站楼楼前高架桥的方案选型，全面深入研究楼前高架桥的主要受控条件，确保方案的合理性及可实施性，满足项目使用功能和景观需求双重目标。