蘭州西固煤場高架設計

魏效軍

(蘭州市城市建設設計院，甘肅蘭州 730030)

1 概述

蘭州市南山路工程是蘭州市城建史上最大的一項綜合性市政工程，其路線長，規模大，投資高，難度大，是蘭州市規劃的四條東西向城市主干道中一次建設線路最長的工程。

蘭州市南山路工程東起城關區東崗立交橋，西至西固區西柳溝立交橋，全長35.74 km，道路紅線寬度33～60 m，全線按照雙向6車道設計，設計車速60～80 km/h。西固煤場高架設計起點位于南山路道路主線K32+680處，終點在K34+308處與西柳溝立交相連,高架長度為1 628 m。

2 主要設計技術標準

橋梁結構設計基準期：100 a。

計算行車速度:80 km/h。

橋梁設計荷載等級：公路-Ⅰ級。

高架橋最大縱坡：1.5%，最小縱坡0.3%；地面輔道最大縱坡：4.5%，最小縱坡0.3%。

高架橋斷面寬度:0.5 m(外側護欄)+8.5 m(機動車道)+1.5 m(中央分隔帶)+8.5 m(機動車道)+0.5m(外側護欄)=19.5 m(雙向 4車道)。

橋梁抗震設防標準：按地震烈度8度設防。設計基本地震加速度值為0.20 g，建筑設計特征周期為0.40 s。橋梁抗震設防目標按照公路B類進行。

橋梁結構設計安全等級：一級。

3 工程設計

3.1 高架橋設計原則

(1)以規劃建設適當超前為原則，使南山路建設與骨架路網相協調，適應不斷增長的交通需求，為今后發展留有余地。

(2)建設標準與功能定位相適應，在保證高架主線交通流暢的前提下,方便道路兩側的聯系,在地面輔道上妥善安排公交車線路、港灣式停靠站及非機動車道。

(3)采用新技術、新工藝、新材料，合理確定建設規模，使工程方案充分體現合理性、適用性、可行性和性價比優勢。

(4)下部結構采用鋼筋混凝土柱式墩，按照抗震計算結果配置箱梁、墩柱、承臺和樁基構造主筋及箍筋，加密塑性鉸區域箍筋，設置抗震彎鉤。

3.2 高架建設規模

西固煤場高架是一座全封閉式高架快速道路，由一座高架橋和一條地面輔道組成，高架范圍東起南山路里程k32+680處與南山快速路主線相接，西至k34+308與西柳溝立交主線橋相連，高架主線由16聯橋梁構成，高架橋梁長1 628 m，橋梁面積31 746 m2；橋下為地面輔道，相應的輔道里程樁號為：7+187～8+819.16，輔道長度為1 632.16 m。

3.3 高架總體設計方案

西固煤場高架總體方案為雙向分幅式全封閉高架橋。將南山路主線東西向車流通過全封閉高架橋與西柳溝立交主線相連,跨越沿線兩條溝道和規劃道路交叉口范圍，實現主要方向車輛快速通過，減少對南側山體的開挖；同時為南山路跨越蘭新鐵路爭取凈空高度創造條件。對于南山路沿線單位和居民的正常出行需求，則由地面輔道來解決。高架橋為機動車專用道，地面輔道為機非混行。各種管線統一設在地面輔道上。

3.4 平面、縱斷面、橫斷面設計

西固煤場高架位于南山路k32+680～k34+308里程樁號，東與南山路主線相連，西與西柳溝立交相連接，高架范圍共長1 628 m，由16聯橋梁組成，高架中線與南山路中線一致，設有2處平曲線，半徑分別為600m和1 300 m。高架段地面輔道里程樁號為7+187～8+819.16，其中：7+187～7+500和8+320～8+819.16段布置在高架橋北側；7+500～8+320段由于受地形限制，輔道布置在高架橋下。車行道位于兩個橋墩之間，橋墩位置布置在綠化分隔帶內，北側綠化分隔帶外面為人行道，這樣就最大限度地利用了橋下空間。輔道設有6處平曲線，最大半徑為2 300 m，最小半徑為300 m。

高架橋通行東西向直行車流，地面輔道通行相交道路、周邊街坊和單位的車輛。高架橋下空間除K33+000～K33+820段設置地面輔道外，其余地段均為綠化帶。高架橋的最大縱坡為1.5%，最小縱坡為0.3%；地面輔道最大縱坡為4.5%，最小縱坡為0.3%。高架橋共設16聯，均由鋼筋混凝土連續箱梁組成。高架橋標準斷面寬度為19.5m，由寬度相同、上下分離的兩幅獨立橋梁組成，兩幅橋梁間設置0.5 m寬的間距，左右兩幅橋的橋面寬度均為9.5 m，中間為8.5 m寬的機動車道，兩側為0.5 m防撞護欄，行車道按照單向2車道設計。由于高架橋路段道路紅線寬度小，除高架橋雙向4車道外，在高架橋下設置地面輔道，利用兩個橋墩間的位置布置7 m車行道用于通行機動車和和非機動車，橋墩位置為3 m寬綠化帶，1.5 m人行道設置在北側。該橋位于半徑為600 m的平曲線段,橋面設3%的超高橫坡,即左右幅分別設置超高，左幅在K32+922～K32+988段，橋面橫坡由向左1.5%坡度轉為向右3%的坡度，在K32+988～K33+142段保持向右3%的坡度，在K33+142～K33+208段由向右3%的坡度轉為向左1.5%的坡度；右幅在K32+966～K32+988段由向右1.5%的坡度轉為向右3%的坡度，在K32+988～K33+142段保持向右3%的坡度，在K33+142～K33+164段由向右3%的坡度轉為向右1.5%的坡度,其他路段均與高架橫斷面相同即為左幅向左1.5%的坡度,右幅向右1.5%的坡度,變坡控制點在橋墩處，每一跨(22 m)僅調整1.5%的坡度,從而保證交通安全。

地面輔道橋下斷面為：3.25 m(綠化帶)+6.5 m(機非混行車道)+3.25 m(綠化帶)+1.5 m(人行道)=14.5 m。

地面輔道橋外側斷面為：3 m(綠化帶)+7 m(機非混行車道)+3 m(綠化帶)+1.5 m(人行道)=14.5 m。

圖1為橋墩斷面布置圖。

圖1 橋墩斷面布置圖

3.5 上部結構設計

高架橋受道路兩側建筑物和原有道路影響，大多數路段均位于平曲線上，兼顧橋梁下部和地面輔道設計。高架橋上部結構采用單跨22 m鋼筋混凝土箱型梁，大部分為5孔為一聯，全橋共設16聯,其中第四、第五、第六聯位于半徑R為600 m的曲線段上，跨徑組成為3×22 m，其他聯跨徑組成均為5×22 m。高架橋全寬19.5 m，為兩個分離的單箱單室箱梁,單幅橋箱梁寬9.5 m，每一片梁高均為170 cm，跨中頂板厚22 cm，底板厚20 cm，腹板厚為40 cm，墩頂處頂板厚22 cm，底板厚40 cm，腹板厚為60 cm。箱梁上緣設單向1.5%～3%的橫坡，下緣設為平坡，兩側防撞欄均為50 cm寬。箱梁采用C50混凝土現澆，橋面鋪裝采用現澆8 cm厚C40水泥混凝土調平層，其上噴涂聚合物改性瀝青防水層,厚度為1 mm，再在其上鋪裝8 cm中粒式瀝青混凝土。在每個橋墩處箱梁梁底設置一個抗震限位擋塊,抗震擋塊在靠支座一側用環氧樹脂貼粘氯丁橡膠減震板,通過橡膠板減震。

3.6 下部結構設計

下部結構橋墩采用鋼筋混凝土花瓶墩、樁基礎，橋墩最高為13 m，最低為6 m，墩柱采用矩形截面,橋墩棱角處設置半徑為15 cm的圓角,中墩順橋向為1.3 m，橫橋向為2.4 m，邊墩順橋向為1.3 m，橫橋向為2.4 m。墩柱與樁以承臺相接，承臺厚2.5 m，樁長15～36 m，樁徑1.5 m。橋臺采用薄壁式橋臺，高4 m，承臺厚2 m，承臺下設四根樁，樁長18 m，樁徑1.2 m。橋臺后設8.5×8 m的臺后搭板。

4 結語

蘭州市南山路工程是蘭州市的一個重點工程，南山路的全線通車將能極大地緩解過境車流對蘭州市區內的影響，對蘭州市區交通擁堵的治理產生積極的作用。目前西固煤場高架正處于前期拆遷工作中，希望該項目能夠盡快實施，使蘭州人民盡早受益。