城市高架橋設(shè)計探討

1、<p><b>　　城市高架橋設(shè)計探討</b></p><p>　　摘要:根據(jù)城市高架橋的特點和功能，通過對城市高架橋?qū)嵗恼{(diào)研、分析，對橋型方案進(jìn)行研究，特別針對高架橋的結(jié)構(gòu)類型、適用特點的研究，以及對城市高架橋的發(fā)展趨勢進(jìn)行闡述。 </p><p>　　關(guān)鍵詞:高架橋、設(shè)計、探討 </p><p>　　中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)

2、識碼：A </p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程逐年加快，常規(guī)的道路交通方式己經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)狀交通，發(fā)展城市高架橋成為有效解決城市交通問題的主要方式。城市高架橋具有可解決交通擁擠、車速下降、事故增多等問題，并可緩解城市平面交通不足，形成與地面主干道結(jié)合的空間模式可最大限度的節(jié)約土地資源，充分拓展城市道路空間，保證行駛連續(xù)性、無縱橫干擾性等優(yōu)點。目前，各大城市正在積極規(guī)劃、實施城市快速路網(wǎng)，為對城市高架

3、橋的規(guī)劃和建設(shè)提供參考，我們在分析高架橋的基礎(chǔ)上，總結(jié)城市高架橋結(jié)構(gòu)方案的關(guān)鍵因素并預(yù)測其發(fā)展趨勢。 </p><p>　　一、城市高架橋的特點與功能 </p><p>　　1、城市高架快速路是一種能快速疏散交通量的快速道路，它通過橋梁形式與地面道路分離，形成相對封閉的系統(tǒng)，具有連續(xù)行駛、無縱橫干擾等特點。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程逐年加快，機(jī)動車保有量大幅度增加，使得機(jī)動車與非機(jī)動車

4、，車輛與行人的相互干擾日趨嚴(yán)重，常規(guī)的道路交通方式己經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)狀交通。為解決交通擁擠、車速下降、事故增多等問題，城市高架橋的建設(shè)可緩解城市平面交通的不足。 </p><p>　　2、有利于區(qū)域的城市建設(shè)，隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展與道路建設(shè)的相對落后，城市的交通問題日益尖銳，很多城市正通過加密路網(wǎng)、拓寬道路等方法進(jìn)行改善。但由于受城市用地緊張與拆遷困難等實際因素的限制，發(fā)展高架快速路己成為有效解決城市交通問題的主要

5、方式。高架橋作為充分利用城市空間一個非常重要的辦法，它充分拓展城市道路空間，節(jié)約了城市空間。 </p><p>　　二、城市高架橋的結(jié)構(gòu)形式 </p><p><b>　　1、上部結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　早期建設(shè)的城市高架橋比較注重實用性、對景觀要求不高且造價敏感性較高，其上部結(jié)構(gòu)一般采用混凝土預(yù)制結(jié)構(gòu)(如空心板、小箱梁、T梁等)。

6、中、晚期建設(shè)的城市高架橋，充分考慮了景觀的因素，其上部結(jié)構(gòu)大多為混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，在市郊結(jié)合部位、景觀要求不高的路段，小箱梁結(jié)構(gòu)形式也常有出現(xiàn)。 </p><p>　　混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁根據(jù)截面形式可分為直腹板、斜腹板、魚腹式等多種形式。分析杭州市典型高架橋可知，早期的城市高架橋混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁截面多 </p><p>　　采用直腹板形式，中、晚期的則一般采用斜腹板形式下部配以曲線墩。

7、直腹板與 </p><p>　　斜腹板箱梁各有優(yōu)缺點：直腹板箱梁景觀效果一般，但施工方便，施工質(zhì)量容易 </p><p>　　控制，斜腹板箱梁景觀效果好，底板面積小，因此可減輕梁體自重并節(jié)省造價， </p><p>　　還可減小梁體溫度次應(yīng)力，但變截面箱梁斜腹板施工時約束定位麻煩、施工質(zhì)量 </p><p>　　較難控制，設(shè)計時還必須著重考慮

8、斜腹板鋼的防崩因素。魚腹式箱梁的抗扭、抗 </p><p>　　彎性能較普通箱梁好，其邊腹板的流線型設(shè)計使其抗風(fēng)性能好，其風(fēng)載系數(shù)低于 </p><p>　　普通箱梁，且美觀性好，但由于魚腹式箱梁在梁高變化上較難處理，因此應(yīng)用的 </p><p>　　范圍受到一定影響。通過調(diào)研還發(fā)現(xiàn)，大懸臂斜腹板連續(xù)箱梁在城市高架橋中應(yīng) </p><p>　

9、　用的趨勢越來越廣，特別是橋面寬度較寬時6—8車道橋面，主要原因為：大懸 </p><p>　　臂斜腹板連續(xù)箱梁橋下可利用空間大，能較好地滿足橋下城市道路或輔道布置的 </p><p>　　功能要求，可減小拆遷量，且節(jié)約用地，混凝土、鋼筋用量較小，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)占優(yōu)， </p><p>　　可搭配的橋墩形式較多，橋梁造型美觀，能較好地適應(yīng)城區(qū)橋梁景觀要求。 </p&

10、gt;<p>　　另外，近年來，由于機(jī)動車保有量大幅度增加，使得城市高架橋的建設(shè)對交通影響越來越嚴(yán)重，為避免施工期間的交通擁堵，城市高架橋在主要交叉口處設(shè)計采用鋼箱梁和鋼—混凝土組合梁等結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)的使用，能更大程度地節(jié)約工期、緩解交通壓力。鋼—混凝土組合梁一般采用無鋼頂板的開口截面鋼梁，通過剪力鍵與混凝土橋面板結(jié)合。鋼—混凝土組合梁具有優(yōu)良的性能，與鋼結(jié)構(gòu)相比，它可以節(jié)約鋼材、提高承載力，有效地解決鋼箱梁頂板瀝青鋪裝破損

11、的問題，與混凝土結(jié)構(gòu)相比，它極大地減輕了結(jié)構(gòu)自重、提高了橋梁的跨越能力，并且抗剪性能較好。因此，鋼—混凝土組合梁被廣泛應(yīng)用于大、中跨徑的橋梁建設(shè)中。同時，現(xiàn)澆拼接的脊骨梁以及預(yù)制小箱梁的應(yīng)用，對于緩解施工期間整條道路的交通壓力起到?jīng)Q定作用。脊骨梁采用小脊骨、大懸臂，結(jié)構(gòu)輕盈、施工快捷。 </p><p><b>　　2、下部結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　橋梁的上

12、部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)，組成了橋梁的整體建筑，構(gòu)成了橋梁結(jié)構(gòu)整體的造型。在考慮功能性和經(jīng)濟(jì)性的前提下，上部結(jié)構(gòu)不可能做出更多的變化，此時，作為支撐和傳遞荷載的結(jié)構(gòu)物—橋墩，卻可做多方面的構(gòu)思與變化，而形成不同的橋式風(fēng)格，給人以鮮明的印象。 </p><p>　　分析杭州市典型高架橋，結(jié)合工程實際和景觀，城市高架橋下部結(jié)構(gòu)一般采用弧形墩或大懸臂柱式墩，主要形式包括Y形墩、雙柱式大懸臂墩、H形墩、獨柱花瓶墩等。Y形墩造型美

13、觀，受力合理，雙柱墩簡潔敦實，給人以安全感;獨柱花瓶墩過渡流暢，造型優(yōu)美，適用于匝道。 </p><p>　　下部結(jié)構(gòu)橋墩的設(shè)計要注意與上部結(jié)構(gòu)及周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。橋墩的體量大小與上部結(jié)構(gòu)的輕巧纖細(xì)有關(guān)，對橋的整體景觀影響很大，因此要使橋墩看上去輕盈纖細(xì)而有韻味，并與纖細(xì)的主梁相協(xié)調(diào)。 </p><p>　　另外考慮地面道路的通行和節(jié)約土地資源，應(yīng)盡量壓縮墩柱位置的中央分隔帶寬度，中央分隔帶

14、寬度一般在7—10 m為宜，橋面較寬時宜采用大值，橋面較窄時宜采用小值，但若中央分隔帶寬度太小，墩柱橫橋向間距過窄，則需加大橫梁(蓋梁)的配筋率，同時必須對箱梁進(jìn)行抗傾覆驗算。 </p><p><b>　　3、結(jié)構(gòu)體系 </b></p><p>　　在結(jié)構(gòu)體系方面，城市高架橋不僅可采用先簡支后連續(xù)體系、連續(xù)體系，還可采用連續(xù)剛構(gòu)體系。連續(xù)剛構(gòu)體系橋梁應(yīng)用前景廣泛，可

15、提高結(jié)構(gòu)的整體性和抗震能力、大幅減少支座、節(jié)約造價、簡化維護(hù)程序、降低后期的養(yǎng)護(hù)成本。但該體系在墩梁連接處應(yīng)力集中現(xiàn)象比較明顯。 </p><p>　　結(jié)構(gòu)趨勢方面，城市高架橋上部結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢主要有改善結(jié)構(gòu)的動力特性、加大抗震能力、提高整體剛度并增加抗傾覆措施等等。為減少對城市生活的影響，縮短施工周期的懸臂拼裝結(jié)構(gòu)、組裝結(jié)構(gòu)會大量應(yīng)用。為實現(xiàn)低碳、環(huán)保，可回收材料(鋼、鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu))的使用幅度會加大。另外

16、，輕質(zhì)材料(如輕質(zhì)混凝土等)也會大力推廣應(yīng)用。下部結(jié)構(gòu)的發(fā)展中，墩身預(yù)應(yīng)力與高強(qiáng)度等級混凝土的使用，將大大改善城市高架橋主梁墩頂?shù)膽?yīng)力集中問題及抗傾覆條件下的墩身受拉問題，可在不改變剛度的前提下大幅度地提高橋梁承載能力。另外，采取鋼管混凝土的墩身方案，可使下部結(jié)構(gòu)更為輕巧、實現(xiàn)更大橋梁跨度、加快施工周期、提高耐久性并優(yōu)化造型。 </p><p>　　三、以南通東快速路高架舉例 </p><p&

17、gt;　　南通東快速路高架作為快速路網(wǎng)的重要組成部分，其位于南通市崇川區(qū)東部，緊鄰?fù)ㄖ輩^(qū)西部邊界，是城市東部聯(lián)系通州區(qū)、崇川區(qū)及開發(fā)區(qū)三大區(qū)的快速通道，也是聯(lián)系市區(qū)與高速公路的交通走廊。隨著城市東擴(kuò)，沿江、跨江發(fā)展進(jìn)度的加快，上層城市高架快速路結(jié)合下層地面城市主干路的方案，可以疏解城市中心區(qū)交通壓力、大大節(jié)省出行時間和出行成本，加強(qiáng)了城市片區(qū)之間以及城區(qū)與外部的聯(lián)系。 </p><p>　　東快速路高架橋全寬為2

18、5.5m，雙向六車道。斷面布置為：0.5m（防撞護(hù)欄）+12.0m（車行道）+0.5m（中央隔離欄）+12.0m（車行道）+0.5m（防撞護(hù)欄），如圖1所示： </p><p><b>　　圖1 </b></p><p>　　上部結(jié)構(gòu)采用3×30m大懸臂現(xiàn)澆連續(xù)箱梁為主，梁高1.8m，單箱四室、斜腹板；下部結(jié)構(gòu)采用曲線與直線相結(jié)合的H型花瓶墩，墩身尺寸為1.

19、8m×1.6m；墩身間距(地面道路中分帶寬度)12m。大懸臂連續(xù)箱梁和H型花瓶墩完美結(jié)合，通透而柔美。 </p><p><b>　　四、結(jié)合形式趨勢 </b></p><p>　　隨著城市發(fā)展進(jìn)程的加快，城市交通呈現(xiàn)多元化(公交、BRT、地鐵、輕軌同時運行)，需要更多的道路空間，且城市的交通問題日益尖銳。許多城市通過加密路網(wǎng)、拓寬道路、變更車道寬度等方法進(jìn)

20、行改善，但受到用地與拆遷等因素的制約。因此，發(fā)展高架快速路和公交快速系統(tǒng)成為有效解決城市交通問題的主要方式，兩者有機(jī)結(jié)合，能充分拓展城市道路空間，發(fā)揮其綜合交通優(yōu)勢。另外，在同一走廊內(nèi)，還可以將輕軌與高架橋城市道路有機(jī)結(jié)合，該形式在許多城市相繼使用。這樣，城市高架橋的功能將更加豐富，既能充分利用立體空間，又能將公共交通緊密結(jié)合在一起。 </p><p>　　總之，通過對城市高架橋的調(diào)研，結(jié)合實例對高架橋橋型方案做

21、了較為詳細(xì)地研究、分析，對日后城市高架橋的設(shè)計及科研有一定的借鑒作用。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn): </b></p><p>　　[1].陳建華.高速公路高架橋的設(shè)計.[J].中外公路.2010. </p><p>　　[2].陳建華.論述快速路立交橋改造.[J].論述工程與建筑.2010. </p><p&g