天府國際機(jī)場空港大道高架橋設(shè)計(jì)淺析

謝佳利

【摘要】以天府國際機(jī)場空港大道高架橋初步設(shè)計(jì)為背景，對機(jī)場工作區(qū)市政工程中高架橋的橋型方案、上、下部結(jié)構(gòu)選擇、臺后路基處理、橋梁光彩照明方案等特點(diǎn)進(jìn)行了介紹與探討，為國內(nèi)其他機(jī)場配套工程的設(shè)計(jì)提供了參考。

【關(guān)鍵詞】市政工程;高架橋;橋型方案;臺后路基處理;橋梁光彩照明

【中圖分類號】 U442.5+4?????????? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A

1工程概述

成都市是我國西南地區(qū)重要的中心城市，也是物流商貿(mào)、金融、科技中心和交通樞紐。成都雙流國際機(jī)場近年來航空業(yè)務(wù)量持續(xù)快速增長，受城市規(guī)劃發(fā)展、機(jī)場建設(shè)用地及飛機(jī)噪聲影響等因素制約，原規(guī)劃的第三條跑道已難以實(shí)施，無法滿足建設(shè)和發(fā)展需要。為滿足航空業(yè)務(wù)量持續(xù)快速增長、適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、完善綜合交通運(yùn)輸體系等需求，四川省政府及四川省機(jī)場集團(tuán)全力推進(jìn)建設(shè)天府國際機(jī)場。

天府國際機(jī)場項(xiàng)目場址位于成都市的東南方向，簡陽市南部，距離成都中心城區(qū)直線距離約50 km，距離雙流機(jī)場直線距離約51 km，距離成都東客站直線距離約42 km，距規(guī)劃天府新區(qū)天府站約30 km。

天府國際機(jī)場工作區(qū)布置于機(jī)場航站區(qū)南北側(cè)，分為近期工作區(qū)和遠(yuǎn)期工作區(qū)。近期優(yōu)先發(fā)展北航站區(qū)北側(cè)工作區(qū)用地，南工作區(qū)為遠(yuǎn)期用地。工作區(qū)內(nèi)主要為綜合保障設(shè)施，包括機(jī)場業(yè)務(wù)用房、生產(chǎn)輔助設(shè)施、生活服務(wù)設(shè)施、特種車庫及綜合物資倉庫、機(jī)場配套設(shè)施、海關(guān)及邊檢用地、武警公安及安保、航空公司基地、航空食品、旅客過夜用房、航油油庫、其他駐場單位和其它設(shè)施等。

空港大道高架橋位于天府國際機(jī)場工作區(qū)內(nèi)，為天府國際機(jī)場主要市政配套保障設(shè)施之一?？崭鄞蟮栏呒軜蛑鳂蛉L1205 m，主橋共計(jì)14聯(lián)40跨，跨徑組合（2×30） m+（3×30） m+（2×30） m+3×（3×30） m+（3×35） m+3×（3×30） m+（4×28.125） m+（3×31） m+（3×30.667） m+（2×25） m?？崭鄞蟮栏呒軜蝤B瞰圖如圖1所示。

2高架橋的橋型選擇

2.1橋型方案比選

空港大道高架橋主橋分左、右兩幅橋，單幅橋面標(biāo)準(zhǔn)寬度17 m。其中第1聯(lián)單幅橋面寬度為28.25～30 m， 第2聯(lián)～11聯(lián)單幅橋面寬度17 m，第12聯(lián)單幅橋面寬度為21～25 m，第13聯(lián)單幅橋面寬度21 m，第14聯(lián)單幅橋面寬度為21～17 m。

考慮到市政工程對景觀的需求，橋梁方案在貫徹工程性能良好、經(jīng)濟(jì)安全合理、滿足道路交通功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步注重橋梁結(jié)構(gòu)的美觀，力求做到與城市景觀的和諧統(tǒng)一，體現(xiàn)以人為本、與時(shí)俱進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。本項(xiàng)目采用2個(gè)橋梁方案，主要針對橋梁結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行比較。

（1）方案一：上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用實(shí)體花瓶墩。預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁的上部結(jié)構(gòu)形式簡單大方，能較好與周圍建筑融合，同時(shí)能夠較好地適應(yīng)本橋橋面寬度的變化;下部結(jié)構(gòu)為獨(dú)柱實(shí)體花瓶墩，結(jié)構(gòu)輕盈，同時(shí)占地少、橋下視野通透（圖2）。

（2）方案二：上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用大懸臂雙柱蓋梁型橋墩。上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制小箱梁能夠降低施工難度，有利于控制造價(jià)，同時(shí)較好地兼顧橋梁美觀需求。上部結(jié)構(gòu)采用架橋機(jī)架設(shè)主梁，并現(xiàn)澆橫向濕接縫使小箱梁橫向連成整體，由于機(jī)械化施工程度較高，架設(shè)進(jìn)度較快施工難度較小，安全系數(shù)高，小箱梁的預(yù)制可與下部結(jié)構(gòu)同步進(jìn)行，施工周期較短;同時(shí)下部結(jié)構(gòu)采用大懸臂雙柱蓋梁型橋墩，墩柱纖細(xì)圓潤，結(jié)構(gòu)通透，確保了橋墩的美觀性。方案二的結(jié)構(gòu)形式在成都市二環(huán)高架橋中被廣泛采用（圖3）。

2個(gè)方案在美觀性、施工周期、經(jīng)濟(jì)性等多方面的比較和綜合分析如表1所示。針對空港大道高架橋?qū)γ烙^性要求較高的特點(diǎn)，方案一預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁為空港大道高架橋的首選結(jié)構(gòu)類型（表1）。

空港大道高架橋的主梁、墩身、橋臺臺身、翼墻、防撞欄桿等結(jié)構(gòu)外露面均采用清水混凝土，清水混凝土采用一次澆筑成型，外觀不作裝飾，表面顏色均勻、光滑、平整，線條順直、棱角分明。清水混凝土的技術(shù)性能指標(biāo)滿足《成都市市政橋梁清水混凝土技術(shù)指南》要求。

2.2上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

空港大道高架橋主橋梁體推薦采用等高度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。箱梁是目前比較先進(jìn)且被國內(nèi)外廣泛采用的高架橋梁結(jié)構(gòu)形式之一，其建筑高度適中，截面外形簡潔，線形流暢、輕巧、美觀，梁體的造型與橋墩配合設(shè)計(jì)，更顯得結(jié)構(gòu)輕巧簡捷，線條流暢。同時(shí)箱梁結(jié)構(gòu)閉合薄壁截面整體受力性能好、抗扭剛度大、適用性強(qiáng)，能夠很好得適應(yīng)橋面寬度變化。箱梁截面具有良好的動(dòng)力特性，它的收縮變形數(shù)值小，材料用量少，設(shè)計(jì)與施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)較成熟[1-3]。

空港大道高架橋主橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑30 m，最大跨徑35 m（第3聯(lián)），最小跨徑25 m（第14聯(lián)），主梁采用 C50混凝土支架現(xiàn)澆。主橋第2聯(lián)～11聯(lián)主梁采用單箱三室截面，箱頂寬17 m，箱底寬11.60 m，左右懸臂寬度2.2 m。第13聯(lián)主梁采用單箱三室截面，箱頂寬21 m，箱底寬14.60 m，左、右懸臂寬度2.2 m。第1聯(lián)、第12聯(lián)和第14聯(lián)為變寬異形橋梁。

主橋箱梁結(jié)構(gòu)高度為1.8 m，邊腹板采用斜腹板形式，箱梁按 A類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)?？崭鄞蟮栏呒軜蛑鳂驒M斷面上部結(jié)構(gòu)橫斷面如圖4所示。

2.3下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

橋梁的下部結(jié)構(gòu)除應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和滿足城市交通荷載的要求外，外部造型也很重要。合理的造型能使上、下部結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致，輕巧美觀。橋墩的線條必須簡潔，太多的復(fù)雜線條會使人的視覺效果凌亂，從而產(chǎn)生厭煩的心理;另一方面，橋墩又要很好地表達(dá)其自身的力線，使人們有一種自然、穩(wěn)健、踏實(shí)的感覺，同時(shí)與上部結(jié)構(gòu)的建筑風(fēng)格也要取得較好的協(xié)調(diào)[4-5]。

空港大道高架橋主橋下部結(jié)構(gòu)花瓶型橋墩如圖5所示，橋墩按普通鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)，墩柱四周均設(shè)計(jì) R=0.2 m的倒角，方便施工脫模，增加結(jié)構(gòu)美觀。

3橋臺后路基處理

橋頭跳車作為道路的常見病害普遍存在，其中填方路基橋頭跳車問題尤為嚴(yán)重。橋頭跳車不僅會影響行車的舒適與安全，還會影響車輛的正常運(yùn)行速度，降低道路通行能力，甚至造成交通事故。同時(shí)由于車輛的高速行駛在橋頭產(chǎn)生跳動(dòng)和沖擊，對路面和橋梁產(chǎn)生附加的沖擊荷載，加速對橋臺、橋頭路面及橋梁伸縮裝置的破壞，也加快了車輛本身的損壞，直接影響了道路的使用壽命和社會效益[6]。

空港大道高架橋橋臺場平高程均高于現(xiàn)狀地面，橋臺處高出場平高程。為盡量降低橋臺與其后路基沉降差，減小橋頭跳車現(xiàn)象，結(jié)合地形地質(zhì)特點(diǎn)，對場平高于現(xiàn)狀地面高程的橋臺背后路堤與橋臺連接處設(shè)置過渡段。過渡段長40 m， 從場平地表開始采用 CFC樁復(fù)合地基進(jìn)行處理，并加強(qiáng)整體填筑邊坡穩(wěn)定，對橋臺前10 m范圍內(nèi)地基同樣采用 CFC 樁進(jìn)行處理。處理寬度范圍為道路寬度兩側(cè)各增加一排樁。

CFC樁復(fù)合地基處理樁體強(qiáng)度不小于 C15混凝土強(qiáng)度，樁平面按照間距2 m三角形布置，樁徑50 cm，從場平地表開始打入，深度根據(jù)不同地質(zhì)情況及回填高度分段設(shè)置，并向道路結(jié)合段逐漸減小趨勢。樁頂30 cm范圍內(nèi)滿鋪一層級配碎石墊層，并于墊層中設(shè)置2層雙向土工格柵。級配碎石墊層粒徑5～16 mm，石料飽和抗壓強(qiáng)度不小于30 MPa，樁頂碎石層采用靜壓施工。

4橋梁光彩照明方案

隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，照明方案越來越多樣化，照明設(shè)置的種類也越來越多。對于高架橋來說，除了要考慮到結(jié)構(gòu)美學(xué)外，光彩照明工程也是橋梁景觀照明的一個(gè)重大內(nèi)容。光彩照明工程，并非燈光越多越亮效果就越好，應(yīng)是在秉持環(huán)保的前提下，積極提倡節(jié)能減排的理念，通過考慮周圍環(huán)境以及照明的需求，選擇高雅柔和、色彩豐富的光色，使得高架橋能在燈光的映襯下和裝飾下，融入到周圍大環(huán)境的夜色景觀中。

空港大道橋梁主線橋雙側(cè)布置單挑路燈，燈桿高度為12 m，臂長2.5 m，燈具仰角10。， 間距30 m。燈具光源 LED半截光型，功率140 W。匝道采用護(hù)欄路燈照明，燈具光源 LED，功率8 W， 間距2 m，雙側(cè)布置。在橋梁側(cè)面設(shè)置洗墻燈作為光彩照明，燈具光源為 LED，功率3 W，全彩色，通長布置，如圖6、圖7所示。

5結(jié)束語

高架橋上部結(jié)構(gòu)采用大懸臂斜腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用獨(dú)柱實(shí)體花瓶墩的結(jié)構(gòu)形式以其輕盈、美觀、柔和、纖細(xì)的特點(diǎn)，能較好地滿足機(jī)場工作區(qū)的市政配套工程對橋梁結(jié)構(gòu)的景觀要求。但是，天府國際機(jī)場橋梁基礎(chǔ)位于地鐵深基坑范圍內(nèi)，為確保施工工期并有效控制工程造價(jià)，在最終實(shí)施階段，綜合考慮采用了方案二的結(jié)構(gòu)類型，將主線橋現(xiàn)澆梁優(yōu)化為預(yù)制梁，下部結(jié)構(gòu)采用大懸臂雙柱蓋梁型橋墩，該結(jié)構(gòu)形式在成都市二環(huán)高架橋中被廣泛采用，工藝成熟，結(jié)構(gòu)尺度與機(jī)場工作區(qū)環(huán)境相適應(yīng)。

填方路基橋頭跳車普遍存在。天府國際機(jī)場作為成都市的一張新名片，為盡量減小橋頭跳車現(xiàn)象，對場平高于現(xiàn)狀地面高程的橋臺背后路堤與橋臺連接處設(shè)置長40 m過渡段，從場平地表開始采用 CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行處理，并加強(qiáng)整體填筑邊坡穩(wěn)定，對橋臺前10 m 范圍內(nèi)地基同樣采用 CFG樁進(jìn)行處理，有效地降低了橋臺與其后路基沉降差。

對于高架橋來說，除了要考慮到結(jié)構(gòu)美學(xué)外，光彩照明工程也是橋梁景觀照明的一個(gè)重要部分。本項(xiàng)目通過考慮周圍環(huán)境以及照明的需求，在秉持環(huán)保的前提下，積極踐行節(jié)能減排的理念，選擇高雅柔和、色彩豐富的光色，使得高架橋能在燈光的映襯下和裝飾下，融入到周圍大環(huán)境的夜色景觀中。

本文以天府國際機(jī)場空港大道高架橋初步設(shè)計(jì)為背景，對機(jī)場工作區(qū)市政工程中高架橋的橋型方案、上下部結(jié)構(gòu)選擇、臺后路基處理、橋梁照明等特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，為國內(nèi)其他機(jī)場配套工程的設(shè)計(jì)提供了參考。

參考文獻(xiàn)

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