寶豐路跨解放大道鋼桁架橋梁方案論述

王瓊++周穎

摘 要：寶豐路硚口路快速化（建設大道—京漢大道）工程是常青路-硚口路-江漢四橋快速通道的重要組成部分。寶豐路與解放大道交叉節點是該工程的控制性節點，該處兩條快速路交叉角度小，地面層交通組織復雜，墩位限制因素多，并且上跨解放大道高架橋的寶豐路高架橋為上下層疊置雙層橋梁，包括地面層共有四層車道。桁架結構具有跨度大、方便設置雙層橋面、施工方便等特點，被確定為該處的寶豐路雙層高架橋橋梁方案，由于雙層橋面均需要設置超高并且均有變寬，該文就如何采用規則桁架結構實現雙層橋面變寬及橋面超高做出論述，對同類結構橋梁的設計提供參考。

關鍵詞：鋼桁架 雙層鋼桁架 雙層橋梁 鋼桁架橫坡 橋面超高 雙層變寬橋梁

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0026-03

近年來隨著我國城市化進程的加快，城市交通系統的建設需求也日益提高，面對錯綜復雜的城市路網及及地下市政管線，城市高架橋作為交通系統中跨越障礙的主要建筑物，其方案的優劣對整個系統影響深遠。寶豐路硚口路快速化（建設大道—京漢大道）工程中寶豐路立交作為該工程的控制性節點，其方案的優劣對整個工程影響重大。鋼桁架方案作為該工程雙層鋼架橋跨越被交高架的首先方案，其優勢明顯，但實現上仍存在不少難題，該文就鋼桁架橋梁方案橋面橫坡問題作較詳細的論述，并結合實際情況確定最終方案。

1 鋼桁架方案概述

主線橋在跨解放大道高橋時，受地面行車道和解放大道高架橋的影響，在此設置67 m的大跨徑橋梁，考慮到在此處左右線橋梁已經形成上下兩層的雙層高架，并且受到銜接匝道的影響無法在此做連續梁結構，因此采用上下層均通行的簡支鋼桁梁結構（如圖1）。

主桁孔跨采用66.89 m雙層簡支鋼桁梁，上層左高架線路中心線67 m，下層右高架線路中心線66.905 m。主桁采用帶豎桿的三角形桁式，桁高約8 m，采用兩片主桁，桁間距16.5 m；全橋設置8個節間，節間長度8.2 m。

根據路線平面，主桁橫向間距15.6 m，縱向長67.285 m。上下層均與線路斜交（如圖2）。

左右兩片主受力桁架長度相等并且相互平行，桁架間距采用15.6 m。下層橋面處于兩片桁架之間，橋面邊線距桁架間距0～2.1 m；上層橋寬大于兩片桁架間距，橋面邊線距桁架間距0～3.15 m（如圖3）。

上下層橋面高差8.1～8.8 m。節間長度8.25 m，支座距梁縫中心線0.6425 m。上下層均位于緩和曲線上，上層橫坡-3.056%～0.862%，下層橫坡-2.512%～2.154%。橋面鋪裝8 cm混凝土+10 cm瀝青。

2 設計和施工上存在的主要問題

在橋面超高橫坡的實現方式上，由于該橋上下層均位于緩和曲線上，橫坡變化幅度較大，上層橫坡-3.056%～0.862%，下層橫坡-2.512%～2.154%，造成橫坡實現較困難。

3 解決方案

方案一，橋面橫坡完全由橋面鋪裝形成。采用鋪裝調整橫坡，經計算上層鋪裝需增加2.2～54.9 cm，下層鋪裝需增加3.1～35.1 cm。該方案雖然設計、施工簡單，但由于二期恒載增大，對主桁造成負擔，另外鋪裝太厚，橋面瀝青在溫度、車輛荷載作用下容易發生不穩定變形及破壞。

上下層橋面板水平布置，在橋面板上鋪裝鍥形混凝土調平層來形成橋面橫坡，經計算上層需增加2.2～54.9 cm混凝土調平層，下層需增加3.1～35.1 cm混凝土調平層。該方案雖然設計、施工簡單，但由于二恒增大，對主桁造成負擔，材料浪費，橋梁側面景觀較差。

方案二，上層混凝土板下層鋼箱梁。針對鋼桁梁上層受壓，下層受拉的受力特點，上層橋面采用在縱橫梁體系上鋪預制混凝土板，下層橋面采用鋼箱形式，鋼箱通過外伸橫梁與桁架弦桿連接。上下層橫坡均通過調整橫梁高度實現。該方案下層鋼箱梁協助下弦桿抗拉，上層混凝土板協助上弦桿受壓，鋼材用量較省，充分發揮混凝土和鋼材的作用。但由于上下橋面僅通過橫梁節點參與桁架受力，桁架整體受彎時橫梁節點會產生較大的垂直向內力，橫梁和節點均處與不利受力狀態；另外下層鋼箱由于橋面高出弦桿高度范圍，影響美觀；上層混凝土橋面采用預制混凝土板時，由于每個橫梁斜率均不相同，采用預制混凝土橋面板無法完全符合橋面橫坡，采用墊片來將混凝土板調平，混凝土板每個角點墊片的厚度計算復雜。

方案三，上下橋面均采用混凝土板，主桁及橫梁均做成規則結構，預制混凝土板通過濕接縫與鋼縱梁形成形成鋼混疊合梁橋面板，鋼縱梁擱置在桁架節間橫梁上并設置支座釋放縱向約束，使疊合梁橋面板不參與桁架上下弦受力，釋放橫梁節點垂直力，橋面橫坡通過變截面鋼縱梁與橋面板濕接縫共同形成。

該方案主桁設計和施工均較方便，桁架為規則常規結構，主桁架承受總體結構彎矩和剪力，混凝土和鋼縱梁橋面系不參與桁架主體受力，結構受力明確，吊裝及施工方便快捷。

方案四，上下均采用鋼箱形式。該方案采用上下均為鋼箱梁的結構，結構體系中鋼箱梁兼做總體結構的上下弦桿件，箱梁直接承受自重及活載的彎剪作用，并兼做上下弦桿的拉壓桿件，箱體受力復雜，并且從箱梁中伸出節點板制造復雜精度要求高，同時箱梁為調整橋面橫坡截面形狀變化復雜，箱內暗弦桿高度跟隨變化，對總體結構的上下弦桿受力較為不利。施工上由于上下層均為箱體結構，工廠需要進行分塊預制并現場焊接，現場焊接縫較多，施工質量受較多不利因素影響。

4 結論

該文根據工程實際情況，提出適用于大跨徑雙層跨線橋的鋼桁架方案，并針對該方案難點問題（上下層橋面橫坡變化較大）從結構體系上提出解決方案，各方案各有優缺點，均具有較強的可操作性。綜合考慮各種因素，由于方案三板桁分離方案受力明確，橋面超高實現較簡單，被確定為該項目施工設計方案。

參考文獻

[1] 中華人民共和國行業標準JTGD60—2004，公路橋涵設計通用規范[S].

[2] 中華人民共和國行業標準JTGD62—2004，公路鋼筋混泥土及預應力混泥土橋涵設計規范[S].

[3] 中華人民共和國行業標準JTGB01—2003，公路工程技術標準[S].

[4] 中華人民共和國行業標準JTGD20—2006，公路路線設計規范[S].

[5] 吳沖.現代鋼橋[M].北京：人民交通出版社，2012.

[6] 吳沖，董冰，陳以一.現代美國鋼結構設計手冊[M].北京：同濟大學出版社，2012.

[7] 趙廷衡.橋梁鋼結構細節設計[M].成都：西南交通大學出版社，2011.endprint