對現行地鐵高架橋梁設計探討

沙石磊

【摘 要】 隨著我國經濟建設的發展，特別是全國各大城市對地鐵建設的加速發展，促使我國地鐵建筑與城市市政及周邊建筑等一些相關設施之間遇到越來越多的復雜問題——不斷出現地形地質復雜，構造物多，地鐵車站場地有限等問題必須與高架橋共建成為一體，所以，要成功設計一條安全系數高、經久耐用的地鐵高架橋，結構設計就顯得十分重要。本文針對地鐵線路特點及橋梁設計部分的安全因素進行分析。

【關鍵詞】 高架橋結構 探討分析 建設 地鐵

1 地鐵高架橋梁安全性的構成

橋梁安全性，其實就是結構安全性，所謂結構安全性是結構防止破壞倒塌的能力，是結構工程最重要的質量指標。對結構工程的設計來說，結構的安全性主要體現在結構構件承載能力、結構的整體牢固性與結構的耐久陛等。

1.1 橋梁結構構件承載能力的安全性分析

地鐵高架我橋梁超負荷或超載會使橋梁應力幅度加大、損傷加劇，甚至會出現一些超載引發的結構破壞事故。另一方面，由于超載造成的橋梁內部損傷不能恢復，將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態發生變化，從而可能危害橋梁的安全性。

1.2 橋梁結構的整體牢固性

橋梁結構的整體牢固性是結構出現某處的局部破壞不至于導致大范圍連續破壞倒塌的能力，或者說是結構不應出現與其原因不相稱的破壞后果。主要依靠結構能有良好的延性和必要的冗余度，用來對付地震、爆炸等災害或因人為差錯導致的災難后果，可以減輕災害損失。

1.3 地鐵橋梁結構的耐久性

我國土建結構的設計與施工規范，重點放在各種荷載作用下的結構強度要求，而對環境因素作用下的耐久性要求則相對考慮較少。然而，地鐵高架橋梁在建造和使用過程中，一定會受到環境、有害化學物質的侵蝕，并要承受車輛、風、地震、超載、人為因素等外來作用，同時橋梁所采用材料的自身性能也會不斷退化，從而導致結構各部分不同程度的損傷和劣化。

2 區間地鐵高架標準橋梁選擇

2.1 結構體系的選擇

城市軌道交通高架結構受力體系主要有簡支體系和連續體系兩種。在一般情況下，簡支梁體系結構受力明確，易于標準化施工，易于保證施工質量，綜合優勢明顯。標準區段橋梁推薦采用簡支梁體系，跨交叉路口或其他特殊條件下必須采用大跨時可考慮采用連續梁體系。

2.2 梁型選擇

高架橋上部結構應優先采用預應力混凝土結構，除滿足規定的強度外，應有足夠的豎向剛度和橫向剛度，并保證結構的整體性和穩定性。本高架區間段橋梁配合高架區間景觀設計，以減小高架橋梁整體結構體量，控制橋梁混凝土成品外觀質量，保證橋梁工程標準化施工為原則。區間橋梁上部結構有許多種結構形式可供選擇，通過對技術可行、經濟美觀、滿足功用、施工快捷等方面的綜合比較，提出以下幾種梁型方案：箱梁、T形梁、槽形梁和空心板橋。

2.3 橋墩形式的選擇

墩柱除滿足通常的強度及墩頂水平位移等常規要求外，還要滿足軌道交通荷載的特殊要求。在此前提下，配合上部箱梁的設計，考慮支座構造、附屬設施的要求并充分考慮美觀。橋梁的下部結構除應有足夠的強度、剛度、穩定性和滿足軌道交通荷載的特殊要求，即水平剛度要求外，外部造型也很重要。花瓣式Y型橋墩：墩柱上部設圓弧倒角曲線順接，以達到與上部梁體的線條流暢一致，減少視覺錯位感。墩四周設S型圓弧倒角，增加結構線條的柔和，適當消除混凝土構件的凝重感。

3 提高勘察設計質量的措施

3.1 用先進理念引領公路建設

要進一步創新提升地鐵線路勘察設計理念，一要貫徹“以人為本，安全至上”理念。選線要盡量繞避不良地質災害體，盡量避免長大縱坡和高填深挖。對特殊復雜橋梁隧道工程認真組織開展安全風險評估。二要貫徹“生態環保、資源節約”理念。路線要將減少用地、減少礦產資源壓覆作為路線方案選擇和優化的重要指標。積極推廣利用風能、太陽能等清潔能源，積極采用瀝青、水泥混凝土路面再生利用等技術。三要貫徹“全壽命周期成本”理念。把提高建設質量和工程耐久性放在首位。把嚴格控制工程投資作為約束性目標。

3.2 確保地質勘察資料全面實用可信

外業勘察資料尤其是地質勘察資料是設計的基礎和依據，必須確保全面、實用、可信。勘察設計單位應根據相關技術標準規范編制外業勘察與地質勘察指導書，報項目建設管理單位批準并報省級交通運輸主管部門備案。項目建設管理單位或交通運輸主管部門要組織做好外業勘察特別是地質勘察的驗收工作。凡是由于勘察設計單位未完成地質勘察指導書所確定的工作量或項目建設管理單位把關不嚴而引發重大、較大設計變更的，交通運輸主管部門不予確認并追究相關單位的責任。凡是勘察工作量沒有完成或深度不足的，不得組織驗收，驗收不合格的不得開展內業設計工作。

3.3 確定合理的勘察設計周期

項目建設管理單位要給勘察設計單位一個合理的勘察設計周期。除平原區等地形地質條件相對簡單的項目外，初步設計有效工作周期一般不少于120個工作日，施工圖設計有效工作周期不少于180個工作日。設計單位要建立健全內部質量保證體系，嚴格按照設計質量管理流程開展勘察設計，依據通過驗收的外業勘察資料和地質勘察資料進行內業設計。大力推行設計標準化，加強建設過程中設計與施工的密切配合銜接。

3.4 健全勘察設計管理制度

對擬列入工程投資規模的科研項目要嚴格篩選、陽光操作，形成專題報告隨初步設計文件一起上報審查。省級交通運輸主管部門驗收的科研成果要報部公路局備案以便推廣應用。要盡快建立勘察設計企業信用信息庫，開展勘察設計企業信用評價，實現設計企業的信息公開。對有嚴重不良記錄的勘察設計單位，要公開曝光，一年內不得承攬新的設計任務。

4 結語

安全性和耐久性是地鐵高架橋梁設計的重中之重，關系到整個地鐵工程質量是否合格。在地鐵設計時應充分考慮到地鐵工程的線路需求合理經濟的選擇設計方案，保證安全性的同時力求實現工程的最大收益。地鐵高架橋設計是一個復雜的、系統的工程，在設計過程中仍然有許多重大的理論問題需要解決，需要設計人員具有豐富的理論知識，并且盡量避免主觀經驗因素對設計的影響。在不斷總結以往經驗的基礎上，進一步創新提升公路勘察設計理念，保證工程質量和安全、控制工程造價，促進公路建設又好又快發展。

參考文獻：

[1]《地鐵設計規范》（GB50157-2003）.

[2]《鐵路橋涵設計基本規范》（TB10002.1-2005）.endprint