龍江路-城北干道立交橋梁總體設(shè)計(jì)

朱勇毅

（常州市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 常州 213003）

1 工程概況

常州市主城區(qū)外圍由滬蓉高速、常合高速和江宜高速構(gòu)成了一個(gè)高速公路外環(huán)，主城區(qū)內(nèi)部按規(guī)劃需形成“日”字形快速路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。通過快速環(huán)線的交通截流，對(duì)常州城市核心區(qū)形成有效保護(hù)，方便機(jī)動(dòng)車出行，而通過快速環(huán)線節(jié)點(diǎn)向外發(fā)散延伸，則可以與外圍高速公路環(huán)線形成快速有效的銜接。

常州市高架道路一期工程，為“日”字形快速路網(wǎng)左邊半環(huán)（即西半環(huán)）。龍江路—城北干道立交位于“日”字形快速路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的左上角，也是快速環(huán)線的西北角，為一期工程的主要節(jié)點(diǎn)工程。龍江路呈南北走向，城北干道呈東西走向，均為快速環(huán)線的組成部分。

2 立交交通設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)原則

根據(jù)立交所處地理位置及其發(fā)揮的交通功能，確定以下設(shè)計(jì)原則：

（1）立交的所有相交道路均為規(guī)劃城市快速路，因此全互通方案較為適宜。

（2）主要流向能快速通過，次要流向可交通順暢。

（3）該立交雖然離市中心區(qū)較近，但用地限制較少，不適宜層數(shù)較多的方案。

2.2 設(shè)計(jì)方案

該立交兩條相交道路均為規(guī)劃城市快速路，含高架系統(tǒng)及地面輔道系統(tǒng)。其中，高架部分為機(jī)動(dòng)車專用快速路，設(shè)計(jì)車速80 km/h，一般斷面為雙向6車道。地面道路為城市主干路，供機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車及行人使用。龍江路向北延伸，即可直通滬蓉高速公路出入口；城北干道向西延伸，即可直通江宜高速出入口及常州機(jī)場。

根據(jù)規(guī)劃城市快速路網(wǎng)形態(tài)以及相交道路的交通功能需求，立交匝道應(yīng)分為3個(gè)層次。最高層次為外環(huán)線流向，即溝通城北干道和龍江路南段的匝道，其次為連接城北干道和龍江路北段的匝道，最低層次為出入新機(jī)場路的匝道。

為保證該節(jié)點(diǎn)良好的交通功能，立交采用半苜蓿葉加定向的全互通立交型式。龍江路與城北干道往東方向間的交通聯(lián)系及龍江路與城北干道往西間的右轉(zhuǎn)交通聯(lián)系均為交通主流向。該6個(gè)流向（南→東、東→南、東→北、北→東、北→西、西→南）均采用定向匝道，平面線形采用較高指標(biāo)，特別對(duì)東→南方向采用大半徑曲線，該轉(zhuǎn)向交通的服務(wù)水平較高。龍江路與城北干道往西間的左轉(zhuǎn)交通聯(lián)系為交通次流向，該兩個(gè)流向（南→西、西→北）均采用半苜蓿葉型式，平面線形指標(biāo)較低[1]。

立交南北總長約1.2 km，東西總長約0.8 km，為4層立交。地面層為地面交通，第二層為東西流向，第三層為南北流向，第四層為東向南流向。圖1為立交平面簡圖。

圖1 立交平面簡圖

3 立交跨徑布置及橋型

3.1 立交跨徑布置及橋型確定要求

（1）滿足立交高架橋梁主線與各流向匝道相互交叉、相互跨越的要求。

（2）滿足地面道路交通組織要求。

（3）滿足規(guī)劃河道及其他障礙物的要求。

（4）滿足立交橋梁景觀要求。

（5）滿足橋梁工程造價(jià)的經(jīng)濟(jì)性要求。

3.2 橋型

城市高架一般可采用簡支梁橋（橋面連續(xù)）和連續(xù)梁橋，考慮橋梁景觀、行車舒適性、施工工期、后期運(yùn)行及養(yǎng)護(hù)等要求，立交橋橋型主要采用連續(xù)梁橋。

考慮景觀，立交橋外觀線形應(yīng)流暢，同一匝道橋梁結(jié)構(gòu)高度及斷面盡可能一致，因此橋梁主要采用3～4跨的等截面連續(xù)梁橋。對(duì)于25～40 m跨徑的橋梁，采用等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋；對(duì)于路線曲線半徑較小的匝道橋，采用等截面鋼筋混凝土連續(xù)梁；對(duì)于跨徑較大的橋梁，采用等截面鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)梁。部分線路分叉處異型橋，為簡化結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，采用了兩跨一聯(lián)的連續(xù)梁橋。

3.3 跨徑布置

該立交含地面輔道系統(tǒng)，高架橋橋跨布置應(yīng)滿足復(fù)雜的地面道路交叉口范圍的交通組織要求、立交匝道相互跨越的要求以及跨越規(guī)劃河道的要求。該立交所涉及的地面河道處，為無通航要求的排水河道，基本可采用普通跨徑跨越?？紤]橋梁的經(jīng)濟(jì)性，橋梁跨徑一般采用30 m左右的經(jīng)濟(jì)跨徑。相互跨越及跨越相交道路時(shí)，主跨跨徑按不大于40 m控制。

綜合上述要求，立交大部分橋梁跨徑采用30 m左右。在兩條主線交叉處，考慮地面交叉口交通組織的需要，兩條主線主跨應(yīng)適當(dāng)加大，采用主跨40 m的三跨連續(xù)梁。

東向南匝道為快速環(huán)線主流向，線形標(biāo)準(zhǔn)較高，需分別跨越兩條主線高架，其主跨均需不小于46 m。考慮外觀線形流暢，上跨龍城大道及城北干道主線時(shí)，分別采用35 m+46 m+43 m+35 m及35 m+46 m+35 m的連續(xù)梁橋?？紤]施工便捷性，采用等截面鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)彎梁橋，結(jié)構(gòu)斷面及結(jié)構(gòu)高度與其銜接的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁一致。

南向西匝道、西向北匝道因平曲線半徑為60 m，半徑較小，故采用主跨為25 m的三跨鋼筋混凝土連續(xù)彎梁橋，邊跨跨徑采用21 m左右。

在部分匝道分叉處，橋面寬度變化較大，采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑的預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)較為困難，因此均采用跨徑不大于25 m的三跨鋼筋混凝土連續(xù)梁橋。

4 橋梁斷面

城市高架連續(xù)梁斷面，一般采用單箱多室整體斷面，外觀有直腹、斜腹以及弧形梁等，而弧形梁斷面，在景觀及結(jié)構(gòu)整體性方面更顯突出，因此高架主線橋及立交橋斷面最終采用了弧形梁斷面。

4.1 立交橋梁標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計(jì)

（1）雙向6車道斷面（見圖 2），橋面總寬為25 m，凈寬為24 m，適用于龍城大道及城北干道主線高架橋。箱梁采用整體式斷面，為單箱五室弧形斷面。斷面在外側(cè)以三段圓弧相連，中間范圍為直線段，以適應(yīng)加寬段結(jié)構(gòu)的變化，保持箱梁外形的連續(xù)性[2]。箱梁中心處結(jié)構(gòu)高度2.208 m。標(biāo)準(zhǔn)橋墩采用兩個(gè)獨(dú)立的立柱墩身，立柱頂部向外弧線懸出，通過橫向拉桿、壓桿連接。立柱矩形斷面尺寸為1.75 m×1.75 m。柱底立柱中心間距4.75 m，柱頂支座中心間距6.25 m。該橋墩型式能與上部圓弧形斷面相協(xié)調(diào)，墩底的內(nèi)收減少了結(jié)構(gòu)對(duì)地面道路的侵占，節(jié)省工程用地，也取得了較好的景觀效果。

圖2 雙向6車道斷面（單位：m）

（2）雙向4車道斷面（見圖3），橋面總寬為18m，凈寬為17 m，適用于龍城大道及城北干道主線交叉處。箱梁采用整體式斷面，為單箱四室弧形斷面。斷面在外側(cè)以兩段圓弧相連，中間范圍為直線段[2]。箱梁中心處結(jié)構(gòu)高度1.90 m。標(biāo)準(zhǔn)橋墩采用兩個(gè)獨(dú)立的立柱墩身，立柱頂部向外弧線懸出，通過橫向拉桿、壓桿連接。立柱矩形斷面尺寸1.5 m×1.5 m。柱底立柱中心間距3.0 m，柱頂支座中心間距4.5 m。

圖3 雙向四車道斷面（單位：m）

（3）單向 3車道斷面（見圖 4），橋面總寬為12.75 m，凈寬為11.75 m，適用于東向南及南向東流向匝道橋及南北向集散車道橋。

混凝土箱梁采用整體式斷面，為單箱四室弧形斷面[2]。斷面在外側(cè)以兩段圓弧相連，中間范圍為直線段，頂?shù)装迤叫?，以適應(yīng)加寬段結(jié)構(gòu)及超高的變化，保持箱梁外形的連續(xù)性。橋墩采用單個(gè)獨(dú)立的立柱墩身，頂部向外弧線加寬。立柱底部為矩形斷面，尺寸為2.5 m×1.75 m，立柱頂部橫向?qū)挾葹?.425 m（彎橋?yàn)?.3 m）。柱頂支座中心間距2.75 m（彎橋?yàn)?3.6 m）。

鋼結(jié)構(gòu)箱梁采用整體式弧形全鋼箱斷面，單箱三室，箱梁中心線處高1.82 m，頂板設(shè)1.5%的單向橫坡，橫坡由扭轉(zhuǎn)箱梁形成，外形與混凝土箱梁完全一致。

圖4 單向3車道斷面（單位：m）

（4）單向兩車道斷面（見圖5），橋面總寬為8.5m，凈寬為7.5 m，適用于一般匝道橋。箱梁采用整體式斷面，為單箱三室弧形斷面[2]。斷面在外側(cè)以兩段圓弧相連，中間范圍為直線段，頂?shù)装迤叫?，以適應(yīng)加寬段結(jié)構(gòu)及超高的變化，保持箱梁外形的連續(xù)性。橋墩采用單個(gè)獨(dú)立的立柱墩身，頂部向外弧線加寬。立柱底部矩形斷面，尺寸為1.8 m×1.5 m，立柱頂部橫向?qū)挾葹?.186 m（彎橋?yàn)?.6 m）。柱頂支座中心間距2.0 m（彎橋?yàn)?.4 m）。

圖5 單向兩車道斷面（單位：m）

（5）單向一車道斷面，橋面總寬為8.0 m，凈寬為7.0 m，適用于西向4條匝道橋。斷面型式與單向兩車道斷面一致。

圖6為立交局部實(shí)景效果。

圖6 立交局部實(shí)景效果

4.2 立交橋梁非標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計(jì)

在立交路線分叉處，橋面寬度從標(biāo)準(zhǔn)斷面寬度逐漸加寬，一般有單側(cè)加寬及兩側(cè)加寬兩種情況，因此橫斷面為非標(biāo)準(zhǔn)斷面，需特殊考慮。

（1）上部結(jié)構(gòu)

對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)斷面，分兩種處理方式。

對(duì)于雙向6、4車道斷面，橋面設(shè)置雙向橫坡。由于寬度存在非對(duì)稱增加，為保證箱梁外形的連續(xù)性，頂面橫坡、兩側(cè)端部梁高及多段圓弧尺寸均保持不變，通過斷面底面直線段拉伸旋轉(zhuǎn)來過渡，故箱梁底面無論沿橋梁縱向還是橫向均存在一定的坡度，斷面中心梁高有所增大。

對(duì)于單向車道斷面，橋面設(shè)置單向橫坡及超高，存在斷面寬度及橫坡變化，為保證箱梁外形的連續(xù)性，兩側(cè)端部梁高及多段圓弧尺寸均保持不變，頂?shù)酌嫫叫?，箱梁寬度變化通過圓弧間直線段拉伸過渡，橫坡變化通過旋轉(zhuǎn)箱梁斷面來過渡。

（2）下部結(jié)構(gòu)

非標(biāo)準(zhǔn)斷面的橋墩設(shè)置，除考慮橋面加寬情況，還需重點(diǎn)考慮地面交通組織的要求。

對(duì)于橋面加寬段，橋墩設(shè)置原則上采用標(biāo)準(zhǔn)斷面橋墩，兩側(cè)（或單側(cè)）加設(shè)矩形直柱橋墩的方式。個(gè)別部位需考慮地面道路交通組織而做特殊設(shè)計(jì)，橫斷面一般采用2～3個(gè)獨(dú)立直柱，地面道路可從立柱間通過，個(gè)別處在路線分叉伸縮縫位置，設(shè)置了明蓋梁，以滿足設(shè)計(jì)要求。

對(duì)于曲線梁橋，單個(gè)橋墩兩個(gè)支座反力的差異較大，甚至出現(xiàn)拉力，因此橋墩需要向曲線外側(cè)沿徑向設(shè)置一定預(yù)偏心，同時(shí)增加橫向兩個(gè)支座的間距，以防止產(chǎn)生支座拉力，同時(shí)可減小上部箱梁的扭矩，并滿足橋梁抗傾覆要求。

5 結(jié)語

龍城大道-城北干道立交采用全互通立交，橋梁采用等高度連續(xù)箱橋，跨徑布置經(jīng)濟(jì)合理，橋梁弧形梁斷面與Y形橋墩組合，使橋梁線形流暢、結(jié)構(gòu)輕盈、外形美觀，是值得推薦的立交型式。

常州市高架道路一期工程于2008年9月建成通車。該項(xiàng)目是常州市建設(shè)的第一條高架道路，是規(guī)劃快速高架路網(wǎng)的重要組成部分，吸引了大量的交通流量，緩解了城市市區(qū)交通壓力，加強(qiáng)了與常州外圍高速公路及機(jī)場的的聯(lián)系與溝通，取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

湖北投資77億洪監(jiān)高速公路明年通車

湖北省預(yù)計(jì)2019年7月開通一條高速公路——洪監(jiān)高速公路。洪監(jiān)高速公路將成為我國中部地區(qū)的一條重要交通線路。這條高速公路總長95 km，投資77億元。武漢至監(jiān)利高速公路洪湖至監(jiān)利段是湖北省規(guī)劃的“六縱五橫一環(huán)”骨架公路網(wǎng)之縱二線的支線，是長江沿線城市經(jīng)濟(jì)的主要通道，雖然只有95 km，卻采用了最先進(jìn)的探路系統(tǒng)。

洪監(jiān)高速公路的建設(shè)不僅有益于沿途城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，更重要的是這個(gè)項(xiàng)目向北通過新灘東荊河大橋，使武漢到虹口出口高速公路與京港澳高速公路接壤，形成了兩條縱向公路，使我國中部的運(yùn)輸通道更為流暢，并可以分擔(dān)京港澳高速的交通車流壓力，并將沿江地區(qū)的工業(yè)區(qū)都連起來了。