城市高架橋結(jié)構(gòu)選型研究

潘安亮 （合肥市市政設(shè)計研究總院有限公司，安徽 合肥 230041）

1 概述

隨著我國城市化進程的進一步加快，城市建設(shè)得到了大力的發(fā)展，導(dǎo)致城市交通壓力越來越大，為解決城市擁堵問題，往往通過建設(shè)城市高架橋來緩解交通壓力，以至于城市高架橋建設(shè)的規(guī)模越來越大，要求也越來越高，如何根據(jù)實際需求，采用經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)形式對城市高架橋建設(shè)來說顯得尤為重要。

2 高架橋梁結(jié)構(gòu)總體方案選型

經(jīng)過近二十多年全國的市政工程實踐，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計總原則已經(jīng)潛移默化地由傳統(tǒng)的安全、實用、經(jīng)濟、美觀轉(zhuǎn)變?yōu)橹v究安全的耐久性；實用的舒適性；經(jīng)濟的合理性；以及美觀的人文、環(huán)保、生態(tài)等和諧效果的統(tǒng)一性。

根據(jù)總體設(shè)計要求和橋梁設(shè)計原則，在橋梁結(jié)構(gòu)選型中應(yīng)充分體現(xiàn)“人文、技術(shù)、環(huán)保、景觀”的設(shè)計理念，積極采用新技術(shù)、新工藝，結(jié)合當(dāng)前的技術(shù)力量和設(shè)備條件，并廣泛吸取國內(nèi)外先進技術(shù)，盡量采用安全、快捷、環(huán)保的機械化和工廠化施工，提高工程質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，降低工程造價，注重社會效益。

城市高架橋的結(jié)構(gòu)，一般可選用簡支梁+橋面連續(xù)體系或連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系，對于簡支梁可采用預(yù)制空心板、T梁、小箱梁或鋼—混凝土疊合梁，連續(xù)結(jié)構(gòu)可采用混凝土連續(xù)梁、混凝土連續(xù)剛構(gòu)、鋼連續(xù)梁、鋼—混凝土疊合連續(xù)梁等。

按施工方法高架結(jié)構(gòu)體系又可分為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)兩種。

3 高架橋上部結(jié)構(gòu)選型

對城市高架橋而言，常規(guī)的上部結(jié)構(gòu)體系有現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)兩種。

3.1 現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)

目前城市高架橋常規(guī)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)均采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，該種結(jié)構(gòu)整體性能好，抗扭剛度大，能適應(yīng)各種平面線型和橋?qū)挼淖兓?，跨越能力也較大，在25m～60m左右，可較好滿足一般城市立交橋和高架橋使用要求。

優(yōu)點：連續(xù)梁整體性能好，結(jié)構(gòu)剛度大，受力合理，行車條件很好；跨越能力大，能適應(yīng)各種平面線型和橋?qū)挼淖兓?；斷面外形豐富，造型簡潔、輕盈，線條流暢，橋下視覺較通透開闊，美觀舒適。

缺點：造價較高，滿堂支架現(xiàn)澆施工時對環(huán)境及交通有較大影響。

圖1 現(xiàn)澆箱梁效果圖

3.2 預(yù)制結(jié)構(gòu)

常規(guī)上部預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)按材料分為混凝土梁、鋼箱梁及鋼—混凝土組合梁，混凝土結(jié)構(gòu)主要有空心板梁、T梁、小箱梁、節(jié)段預(yù)制大箱梁等幾種，鋼結(jié)構(gòu)目前主要有鋼箱梁和鋼—混凝土組合梁。

空心板梁由于適應(yīng)的跨度較小，目前采用的較少；T梁建筑高度較大，從橋下仰視梁底，縱、橫梁密布，比較凌亂，景觀較差，目前城市高架也較少采用。鋼結(jié)構(gòu)或鋼-混凝土組合板梁結(jié)構(gòu)，適應(yīng)的跨徑較大，線型外觀較好，可工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制，現(xiàn)場拼裝，后期養(yǎng)護要求高。

3.3 方案比選

圖2 鋼板組合梁效果圖

隨著精神文明建設(shè)的發(fā)展，社會對文明施工、綠色施工的要求越來越迫切，要求快速施工、減少對周圍環(huán)境和交通的干擾，特別是在城市人口密集區(qū)或交通繁忙區(qū)域。而現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，存在以下缺點：需要現(xiàn)場搭設(shè)大量支架和模板以及綁扎鋼筋；現(xiàn)場需要大量人工，施工時間長，危險性高且效率低；現(xiàn)場澆筑混凝土噪聲大；對周圍環(huán)境和道路的交通影響大。

與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工方式相比，預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)施工的優(yōu)點有：可以實現(xiàn)人員少、快速化施工；工廠化生產(chǎn)的橋梁構(gòu)件質(zhì)量好于現(xiàn)場澆筑的構(gòu)件；可以大幅降低施工對交通車道的擠占、縮短施工占用的時間；減輕對周圍環(huán)境的影響；降低及避免工人長時間高空作業(yè)，減少施工危險。正因為以上優(yōu)點，預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)適用于城市人口密集區(qū)域或交通繁忙區(qū)域。

隨著國家大力推廣裝配式建筑的政策，因地制宜發(fā)展裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等裝配式建筑。

城市高架橋結(jié)構(gòu)形式應(yīng)從工程所處的周邊環(huán)境、施工條件、工程造價、景觀因素進行綜合比選。

4 城市高架橋下部結(jié)構(gòu)選型

目前下部結(jié)構(gòu)同上部結(jié)構(gòu)一樣，常規(guī)的一般采用立模板現(xiàn)澆，近年來，為減少對周邊環(huán)境和交通的影響，同時結(jié)合上部結(jié)構(gòu)選型，下部結(jié)構(gòu)承臺以上部分常采用預(yù)制拼裝技術(shù)。

下部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制立柱、蓋梁的形式。立柱的預(yù)制拼裝方式采用了抗震性能最優(yōu)的灌漿套筒連接方式。施工過程中，預(yù)制墩身節(jié)段通過灌漿聯(lián)接套筒連接伸出的鋼筋，在墩身與蓋梁或承臺之間的接觸面采用砂漿墊層調(diào)節(jié)，施工方便快捷。

根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的受力、外形特點和較硬朗的美觀效果，一般采用柱式、板式、T型、Y型等各種式樣的橋墩。

圖3 立柱吊裝施工

圖4 立柱拼裝施工

5 結(jié)語

城市高架橋是城市快速路的重要組成部分，同時又是做為一個創(chuàng)造城市空間的載體而存在，因此，城市高架橋結(jié)構(gòu)方案的選型對橋梁結(jié)構(gòu)、建筑美學(xué)和城市景觀都有重要影響。城市高架橋結(jié)構(gòu)形式的選型應(yīng)綜合考慮工程所處的周邊環(huán)境、施工條件、工程造價、景觀等因素。

本文通過對我國目前常見的城市高架橋結(jié)構(gòu)形式的總結(jié)，并對高架橋結(jié)構(gòu)形式進行了詳細(xì)的分析研究，可為今后城市高架橋的建設(shè)提供一定的參考。