蘭州西固煤場(chǎng)高架設(shè)計(jì)

魏效軍

(蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)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(xiàng)綜合性市政工程，其路線(xiàn)長(zhǎng)，規(guī)模大，投資高，難度大，是蘭州市規(guī)劃的四條東西向城市主干道中一次建設(shè)線(xiàn)路最長(zhǎng)的工程。

蘭州市南山路工程?hào)|起城關(guān)區(qū)東崗立交橋，西至西固區(qū)西柳溝立交橋，全長(zhǎng)35.74 km，道路紅線(xiàn)寬度33～60 m，全線(xiàn)按照雙向6車(chē)道設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)車(chē)速60～80 km/h。西固煤場(chǎng)高架設(shè)計(jì)起點(diǎn)位于南山路道路主線(xiàn)K32+680處，終點(diǎn)在K34+308處與西柳溝立交相連,高架長(zhǎng)度為1 628 m。

2 主要設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100 a。

計(jì)算行車(chē)速度:80 km/h。

橋梁設(shè)計(jì)荷載等級(jí)：公路-Ⅰ級(jí)。

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(cè)護(hù)欄)+8.5 m(機(jī)動(dòng)車(chē)道)+1.5 m(中央分隔帶)+8.5 m(機(jī)動(dòng)車(chē)道)+0.5m(外側(cè)護(hù)欄)=19.5 m(雙向 4車(chē)道)。

橋梁抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：按地震烈度8度設(shè)防。設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20 g，建筑設(shè)計(jì)特征周期為0.40 s。橋梁抗震設(shè)防目標(biāo)按照公路B類(lèi)進(jìn)行。

橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí)。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 高架橋設(shè)計(jì)原則

(1)以規(guī)劃建設(shè)適當(dāng)超前為原則，使南山路建設(shè)與骨架路網(wǎng)相協(xié)調(diào)，適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的交通需求，為今后發(fā)展留有余地。

(2)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與功能定位相適應(yīng)，在保證高架主線(xiàn)交通流暢的前提下,方便道路兩側(cè)的聯(lián)系,在地面輔道上妥善安排公交車(chē)線(xiàn)路、港灣式停靠站及非機(jī)動(dòng)車(chē)道。

(3)采用新技術(shù)、新工藝、新材料，合理確定建設(shè)規(guī)模，使工程方案充分體現(xiàn)合理性、適用性、可行性和性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)。

(4)下部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土柱式墩，按照抗震計(jì)算結(jié)果配置箱梁、墩柱、承臺(tái)和樁基構(gòu)造主筋及箍筋，加密塑性鉸區(qū)域箍筋，設(shè)置抗震彎鉤。

3.2 高架建設(shè)規(guī)模

西固煤場(chǎng)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(xiàn)相接，西至k34+308與西柳溝立交主線(xiàn)橋相連，高架主線(xiàn)由16聯(lián)橋梁構(gòu)成，高架橋梁長(zhǎng)1 628 m，橋梁面積31 746 m2；橋下為地面輔道，相應(yīng)的輔道里程樁號(hào)為：7+187～8+819.16，輔道長(zhǎng)度為1 632.16 m。

3.3 高架總體設(shè)計(jì)方案

西固煤場(chǎng)高架總體方案為雙向分幅式全封閉高架橋。將南山路主線(xiàn)東西向車(chē)流通過(guò)全封閉高架橋與西柳溝立交主線(xiàn)相連,跨越沿線(xiàn)兩條溝道和規(guī)劃道路交叉口范圍，實(shí)現(xiàn)主要方向車(chē)輛快速通過(guò)，減少對(duì)南側(cè)山體的開(kāi)挖；同時(shí)為南山路跨越蘭新鐵路爭(zhēng)取凈空高度創(chuàng)造條件。對(duì)于南山路沿線(xiàn)單位和居民的正常出行需求，則由地面輔道來(lái)解決。高架橋?yàn)闄C(jī)動(dòng)車(chē)專(zhuān)用道，地面輔道為機(jī)非混行。各種管線(xiàn)統(tǒng)一設(shè)在地面輔道上。

3.4 平面、縱斷面、橫斷面設(shè)計(jì)

西固煤場(chǎng)高架位于南山路k32+680～k34+308里程樁號(hào)，東與南山路主線(xiàn)相連，西與西柳溝立交相連接，高架范圍共長(zhǎng)1 628 m，由16聯(lián)橋梁組成，高架中線(xiàn)與南山路中線(xiàn)一致，設(shè)有2處平曲線(xiàn)，半徑分別為600m和1 300 m。高架段地面輔道里程樁號(hào)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(cè)；7+500～8+320段由于受地形限制，輔道布置在高架橋下。車(chē)行道位于兩個(gè)橋墩之間，橋墩位置布置在綠化分隔帶內(nèi)，北側(cè)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(shè)有6處平曲線(xiàn)，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(chē)流，地面輔道通行相交道路、周邊街坊和單位的車(chē)輛。高架橋下空間除K33+000～K33+820段設(shè)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(shè)16聯(lián)，均由鋼筋混凝土連續(xù)箱梁組成。高架橋標(biāo)準(zhǔn)斷面寬度為19.5m，由寬度相同、上下分離的兩幅獨(dú)立橋梁組成，兩幅橋梁間設(shè)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(jī)動(dòng)車(chē)道，兩側(cè)為0.5 m防撞護(hù)欄，行車(chē)道按照單向2車(chē)道設(shè)計(jì)。由于高架橋路段道路紅線(xiàn)寬度小，除高架橋雙向4車(chē)道外，在高架橋下設(shè)置地面輔道，利用兩個(gè)橋墩間的位置布置7 m車(chē)行道用于通行機(jī)動(dòng)車(chē)和和非機(jī)動(dòng)車(chē)，橋墩位置為3 m寬綠化帶，1.5 m人行道設(shè)置在北側(cè)。該橋位于半徑為600 m的平曲線(xiàn)段,橋面設(shè)3%的超高橫坡,即左右幅分別設(shè)置超高，左幅在K32+922～K32+988段，橋面橫坡由向左1.5%坡度轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diǎn)在橋墩處，每一跨(22 m)僅調(diào)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(jī)非混行車(chē)道)+3.25 m(綠化帶)+1.5 m(人行道)=14.5 m。

地面輔道橋外側(cè)斷面為：3 m(綠化帶)+7 m(機(jī)非混行車(chē)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高架橋受道路兩側(cè)建筑物和原有道路影響，大多數(shù)路段均位于平曲線(xiàn)上，兼顧橋梁下部和地面輔道設(shè)計(jì)。高架橋上部結(jié)構(gòu)采用單跨22 m鋼筋混凝土箱型梁，大部分為5孔為一聯(lián)，全橋共設(shè)16聯(lián),其中第四、第五、第六聯(lián)位于半徑R為600 m的曲線(xiàn)段上，跨徑組成為3×22 m，其他聯(lián)跨徑組成均為5×22 m。高架橋全寬19.5 m，為兩個(gè)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(shè)單向1.5%～3%的橫坡，下緣設(shè)為平坡，兩側(cè)防撞欄均為50 cm寬。箱梁采用C50混凝土現(xiàn)澆，橋面鋪裝采用現(xiàn)澆8 cm厚C40水泥混凝土調(diào)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(gè)橋墩處箱梁梁底設(shè)置一個(gè)抗震限位擋塊,抗震擋塊在靠支座一側(cè)用環(huán)氧樹(shù)脂貼粘氯丁橡膠減震板,通過(guò)橡膠板減震。

3.6 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

下部結(jié)構(gòu)橋墩采用鋼筋混凝土花瓶墩、樁基礎(chǔ)，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(shè)置半徑為15 cm的圓角,中墩順橋向?yàn)?.3 m，橫橋向?yàn)?.4 m，邊墩順橋向?yàn)?.3 m，橫橋向?yàn)?.4 m。墩柱與樁以承臺(tái)相接，承臺(tái)厚2.5 m，樁長(zhǎng)15～36 m，樁徑1.5 m。橋臺(tái)采用薄壁式橋臺(tái)，高4 m，承臺(tái)厚2 m，承臺(tái)下設(shè)四根樁，樁長(zhǎng)18 m，樁徑1.2 m。橋臺(tái)后設(shè)8.5×8 m的臺(tái)后搭板。

4 結(jié)語(yǔ)

蘭州市南山路工程是蘭州市的一個(gè)重點(diǎn)工程，南山路的全線(xiàn)通車(chē)將能極大地緩解過(guò)境車(chē)流對(duì)蘭州市區(qū)內(nèi)的影響，對(duì)蘭州市區(qū)交通擁堵的治理產(chǎn)生積極的作用。目前西固煤場(chǎng)高架正處于前期拆遷工作中，希望該項(xiàng)目能夠盡快實(shí)施，使蘭州人民盡早受益。