京津高速公路引河橋大橋橋梁總體設計

張志賢

(天津市市政工程設計研究院)

京津高速公路引河橋大橋橋梁總體設計

張志賢

(天津市市政工程設計研究院)

摘 要:通過對現狀引河橋的橋梁概況，通過對舊引河橋從橋梁荷載、交通需求、水利防洪等方面的論述，提出合理的改造方案，供今后類似工程參考。

關鍵詞:引河橋;永定新河;舊橋;新建橋梁

1 工程設計概述及其意義

引河橋大橋為京津高速公路天津西段京津聯絡線工程上起點處跨越永定新河上的大橋，現京津公路起點引河橋位處。引河橋大橋南起永定新河右側大堤處與外環線京津公路大型樞紐立交橋梁相接，跨越永定新河和規劃永定新河北路后落地，主線橋梁全長為615.43 m，橋梁面積:41 835.9 m2。引河橋大橋是在原引河橋橋址上修建，現狀引河橋與河道夾角90°，橋面為三幅斷面型式，中間部分為機動車道橋，兩側為非機動車道。斷面寬度:7.25(人 +非)+1.1(分)+15.3(機)+1.1(分)+7.25(人+非)=32 m，其中機動車道橋最初1969年3月設計并建成。跨徑13.5 m。共34跨，全長459 m。1989年在原橋兩側各建一慢車道橋，其跨徑及橋長與原引河橋同。梁底標高以不底于現有梁底標高為原則。見圖1。

圖1 引河橋舊橋橫斷面

舊橋機動車道荷載標準為:汽－26，拖－100(汽－26荷載相當于89年規范汽－15～汽－20之間)。非機動車道橋荷載為3.5 kN/m2。上部結構:機、非動車道橋:簡支T梁。梁高:0.8～1.0 m。(非動車道橋均為利用舊T梁，原橋設計荷載為汽－13)。下部結構均為Φ0.8 m灌注樁。現引河橋橋面標高6.46 ～7.18 m(大沽水平，下同)，梁底標高為5.17 ～5.74 m。河道為三堤兩河，是以深槽行洪為主的復式河道。其中北河寬300 m，南河寬200 m，河堤堤頂高7.03 ～8.53 m。

京津高速公路是連接天津港口、天津市區及北京市的又一快速通道，本工程的實施對加強京津之間便捷交通聯系、完善國道主干線路網等具有重要意義。引河橋作為天津市的北大門，是天津市一個重要的出入口，現交通量已經超過飽和狀態，綜合外環線、西縱道路工程、水利評估等，修建一座具有現代化水準，滿足未來交通量發展和水利行洪需要的橋梁是十分必要的。

2 總體設計思路

2.1 設計標準

(1)根據路段總體規劃，京津聯絡線按城市快速路標準設計，中間為快速路主線標準，兩側為多功能輔道，道路斷面總寬70 m。斷面布置:13.5(輔)+1.5(分)+19(機)+2(分)+19(機)+1.5(分)+13.5(輔)=70 m。

(2)荷載標準:城－A級。人群荷載:3.5 kN/m2;

(3)橋址處設計水位:100年一遇設計洪水位:6.12 m(黃海水平)。(黃海水平+1.639=大沽水平)

(4)橋址處堤防設計高程:右堤堤頂高程為100年一遇水位加2.50 m超高，堤頂高程為8.62 m(黃海水平)，左堤堤頂為50年一遇水位加2.0 m超高，堤頂高程為8.12 m(黃海水平)。

由于現引河橋的斷面寬度不能滿足城市快速路的使用標準，且橋梁荷載標準低，經驗算原橋梁上、下部結構均不滿足現設計荷載標準的要求。橋下凈空高度也不能滿足水利排洪的要求，綜合比較對原橋梁結構不予利用全部拆除，該橋按新建橋考慮設計。

2.2 橋梁斷面設計

結合道路斷面布置型式，本橋從結構受力合理以及施工方便等方面考慮，標準斷面按照上、下行四幅獨立橋梁布置，橋梁全寬70.0 m。

以上橋梁斷面布置不僅結構受力合理，且每一幅橋梁相互獨立，施工方便。

2.3 橋梁跨徑的選擇

鑒于現有橋梁跨徑較小僅為13.5 m，樁基較密，橋梁跨徑選擇以大跨且盡量避讓現有樁基為原則，同時橋梁需跨越永定新河兩側大堤及規劃永定新河北路，結合道路平面線形及與京津公路立交與之相接的主線及匝道跨徑為30～35 m的現澆箱梁結構。設計經過對27 m及40.5 m跨徑比選，考慮跨河橋梁的施工的難易性及經濟指標的合理性，最終確定在直線段橋梁均選用27～29 m跨預制結構，曲線段均采用25～28 m跨連續結構。以上平面布置不僅滿足地上、地下交通的要求、且設計的橋梁下部結構不受現有舊橋樁基的干擾。

2.4 梁底標高的確定

由于引河橋的改建涉及到與兩岸原有道路的銜接，該處引河橋南端相接的京津公路需下穿南曹鐵路，橋梁梁底高程如按照滿足防洪墻即右堤堤頂高程8.62 m(黃海水平)進行設計，新建橋梁較現有橋梁高出4.5～5.1 m，并使工程影響的范圍擴大，且與南岸快速路的高程無法銜接，故設計依據防洪評價中百年一遇洪水位6.12(黃海水平)+1.5 m超高即梁底高程不低于7.62 m(黃海水平)+1.639=9.259(大沽水平)進行設計。對于不滿足右堤頂高程部分，在行洪時水利部門需采取臨時的封堵措施。

2.5 橋梁結構選型

橋梁的上部結構型式本著適應現代化交通發展的需要，簡支變連續小箱梁在施工及造價方面均有一定的優勢，且結構整體性較好，外觀相對T梁、板梁好。具有施工方便，工期短，結構合理，行車舒適等優點，現澆連續箱梁結構簡潔、輕盈，線條流暢，具有整體性好，抗扭剛度大，尤其是兩側懸挑出的大伸臂，在結構處理上很容易做到曲線線形的連續性，并能取得與京津公路立交結構視覺效果一致等優點。本橋上部結構全部采用預應力連續結構的先進體系。小箱梁結構:采用3～4跨一聯27～29 m裝配式部分預應力混凝土連續箱梁結構，預制梁寬中梁2.4 m，邊梁2.95 m，中心梁高1.6 m，現澆濕接縫寬0.9～1.1 m。預應力箱梁結構:跨徑25 m+28 m+28 m+26 m四跨一聯連續箱梁，梁高1.6 m，跨徑35～36 m一跨簡支箱梁，梁高:1.8 m。箱梁斷面采用與京津公路立交相同的斜腹板斷面形式。橫斷面為單箱單室和單箱多室結構，邊肋采用0.36∶1的斜腹板，懸臂長1.7 m，懸臂根部厚45 cm，端部厚15.25 cm，頂、底板厚度均為0.22 m，預應力混凝土箱梁跨中正常段腹板厚0.4 m，支點加厚段腹板厚0.6 m;連續結構采用雙向張拉的施工工藝，簡支結構均在跨中設置一道0.3 m厚的中橫隔板。并采用箱內張拉的施工工藝。

橋梁的下部結構根據地質條件及基礎需在河道內施工的特點，本工程橋梁基礎均采用鉆孔灌注樁，在河道內上部結構為小箱梁的基礎采用單排Φ1.8 m大直徑樁基礎型式，以減少河中樁基數量，現澆預應力箱梁基礎采用承臺下雙排Φ1.2 m灌注樁基礎，橋臺承臺下采用雙排Φ1.0 m樁基礎。

在與京津公路立交相接處采用與立交相一致造型為花瓶形墩柱，其余跨河道墩柱均為圓形截面，墩柱直徑采用1.5 m。主線每幅橋橫向布置3～4根墩柱，輔道橋橫向布置2根墩柱，小箱梁結構墩柱上設有蓋梁，墩柱外露高度大于6 m的墩身設置橫系梁。橋梁北側橋臺采用U型橋臺形式。

3 結語

結合本工程，合理選擇跨徑，因地制宜的采用一些現澆結構和預制結構，是加快工程進度、降低工程造價、確保工程質量的有效措施之一。在寬橋設計中，橋梁斷面采用分離式，不僅受力明確，施工方便，且質量易于保證。在大型跨河橋梁中，河道內基礎不僅要考慮與環境的協調性還要從降低樁基施工技術難度和降低工程造價上考慮，在滿足墩臺結構要求的基礎上，在主河道上適當調整系梁頂的設計標高。可加快施工進度。

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［1］中國人民共和國交通部.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D62－2004)［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］中國人民共和國交通運輸部.公路橋涵施工技術規范(JTG/T F50 －2011)［S］.北京:人民交通出版社，2011.

中圖分類號:U442

C

1008－3383(2013)04－0108－02

收稿日期:2012－10－10

作者簡介:張志賢(1960－)，女，天津人，工程師，從事橋梁設計工作。