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天津快速路志成道立交工程設(shè)計淺述論文
摘要：天津市作為我國的四大直轄市之一，又承擔(dān)了2008年奧運會的部分賽事。為從根本上解決天津市道路交通問題，更好地為奧運服務(wù)，天津城市快速路系統(tǒng)工程于2003年啟動實施�？焖俾仿肪W(wǎng)規(guī)劃建設(shè)為“兩橫”“兩縱”四條快速路通道，從而形成貫穿市區(qū)南北和東西的快速通道。志成道立交工程東西向為快速路系統(tǒng)北橫的一部分，南北向為快速系統(tǒng)東縱一部分，建成后形成貫穿天津中心城區(qū)北部的快速干道中重要的環(huán)節(jié)，可有效緩解該地區(qū)道路交通壓力。
關(guān)鍵詞：快速路
1工程總述
1.1設(shè)計原則志成道立交工程的總體設(shè)計根據(jù)天津市快速路網(wǎng)整體規(guī)劃進(jìn)行，同時考慮投資、工期、地面交通、施工場地等條件限制，本著盡量少拆遷、少占地，以節(jié)約工程投資，實現(xiàn)快速交通為原則，積極貫徹實用、經(jīng)濟(jì)、美觀的建設(shè)方針。橋梁建筑的重點放在總體布置和主體結(jié)構(gòu)上，結(jié)構(gòu)總體外形注意與市區(qū)的景觀、空間的比例相協(xié)調(diào)，在滿足道路通行標(biāo)準(zhǔn)的前提下，力求技術(shù)先進(jìn)，造型美觀，節(jié)約造價，使工程建成后成為天津市又一美麗景觀。
1.2交通組織志成道東西向由子牙河大橋終點至外環(huán)線，全長共4727.352米。為保證快速路交通的順暢、快捷，設(shè)計將志成道設(shè)置在第三層。在南口路升至凈空4.5米后，跨越津浦鐵路及京山鐵路后，升至第三層，先后跨越快速東縱和現(xiàn)狀鹽坨橋后，降至地面。志成道立交B、C線為志成道立交第二層，起點接?xùn)|縱，跨越新開河后與東縱鐵東路段高架橋連接。兩主線方向均采用高架形式，與地面道路完全分離，保證快速路的暢通。
另外立交范圍內(nèi)還設(shè)置D、E、F、G、H、J、I匝道，分別溝通東縱通往外環(huán)線和子牙河方向交通以及與鐵東路的互通。在南口路路口東側(cè)設(shè)置的上坡道N線、下坡道M線，實現(xiàn)了快速路與輔道及南口路溝通。
由于立交橋的修建解決了東縱、北橫絕大多數(shù)交通，沿線出行機(jī)動車及通往中環(huán)線部分車輛、非機(jī)動車及行人可通過地面交通來解決，為此，在志成道主線北側(cè)設(shè)置了輔道，輔道下穿中環(huán)線并利用現(xiàn)狀鹽坨橋兩側(cè)輔道與中環(huán)線溝通。
2立交橋梁總體設(shè)計
立交橋跨徑必須滿足所跨越道路、鐵路及河道的凈空要求，并力求造型美觀，經(jīng)濟(jì)適用，大小跨徑由高處向低處逐漸過渡，防止梁高差異過大，以保持線條勻稱和連續(xù)性。
根據(jù)以上原則，該立交橋除特殊跨越位置需要外，一般選擇25米至30米中等跨徑，同時兼顧各條線墩位對應(yīng)布置原則，保證橋梁墩柱整體布置整齊，給人以良好的視覺感受，并保證各個墩柱均位于橋下相交道路凈空限界以外。
3橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1上部結(jié)構(gòu)設(shè)計箱型梁斷面整體剛度大，撓曲變形小，抗彎和抗扭性能好，尤其在曲線梁橋設(shè)計中優(yōu)點更為突出。并且其外形美觀，適用性強(qiáng)，具有先進(jìn)、成熟的設(shè)計施工經(jīng)驗，施工方法比較靈活多樣，是目前國內(nèi)外廣泛采用的高架結(jié)構(gòu)形式。本工程位于市區(qū)內(nèi)，景觀要求較高，曲線梁段多，主線與匝道連接多，施工工藝宜采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，而且就地現(xiàn)澆施工，可同時多工作面開展工作，施工進(jìn)度快。因此，在本設(shè)計中，橋梁上部結(jié)構(gòu)除跨越鐵路位置采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制板梁外，其余位置均采用現(xiàn)澆連續(xù)箱型梁結(jié)構(gòu)。
A、B、C線橋梁單幅標(biāo)準(zhǔn)斷面寬度為12.75米，上部結(jié)構(gòu)采用單箱雙室截面形式，考慮景觀要求和立交整體協(xié)調(diào)一致，除跨越輔道位置（跨徑48米）梁高為2.2米、跨越中環(huán)線位置（跨徑50米）梁高采用2.0米外，其余位置以標(biāo)準(zhǔn)跨徑30米為主，梁高均采用1.4米。
A線跨越津浦鐵路、京山鐵路位置，結(jié)合鐵路現(xiàn)狀，上部結(jié)構(gòu)采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板，以滿足施工期間鐵路正常通行的要求。
八條匝道橋梁寬度均為8.0米，上部結(jié)構(gòu)采用單箱單室截面形式，考慮景觀要求和立交整體協(xié)調(diào)一致，除J線跨越鹽坨橋梁高受限采用1.0米外，其它位置箱梁梁高均采用1.4米。在平面為小半徑曲線的匝道處，采用25米標(biāo)準(zhǔn)跨徑的普通鋼筋混凝土連續(xù)箱梁。 3.2下部結(jié)構(gòu)設(shè)計城市立交橋需要橋下有較好的通視條件和景觀，墩形以美觀輕巧為佳。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)形式，本工程立交橋墩柱均采用矩形抹角獨柱墩，墩頂通過曲線放大，與箱梁外形相協(xié)調(diào)。造型新穎別致、外形輪廓簡潔、比例適度。
橋臺均采用一字形式，臺身高度盡量減小，以縮短臺后擋墻長度，保證城市空間通透性。
本橋址地表1.5～4.5米范圍內(nèi)為人工填土層，其余至地下50米范圍內(nèi)基本為亞粘土層，地質(zhì)條件分布均勻、穩(wěn)定。但市區(qū)道路地下管線較為密集，而相關(guān)資料又比較缺乏，為了保障施工中各類地下公用管線的安全，也為保證基礎(chǔ)的承載能力，減少沉降，下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁，上設(shè)承臺。樁身直徑1.5米，樁長依據(jù)承載力不同在30米至51米范圍內(nèi)。
3.3附屬工程設(shè)計橋兩側(cè)設(shè)置防撞護(hù)欄，由鋼筋砼實體部分和金屬立柱、鋼管扶手組合。橋上排水采用鑄鐵泄水孔，經(jīng)墩柱上設(shè)置的PVC管引入地面排水系統(tǒng)。橋梁伸縮裝置在防撞欄桿處向上彎起，采用全包型。混凝土箱梁橋面鋪裝底層采用纖維網(wǎng)混凝土，上層為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)。為緩解橋頭跳車現(xiàn)象，橋臺位置均采用8米長鋼筋混凝土搭板。
4設(shè)計施工中的關(guān)鍵問題
4.1跨越鐵路段方案北橫線在本立交橋范圍內(nèi)需要分別跨越津浦鐵路三股線路和京山鐵路三股線路，由于這幾條線路均為鐵路主線，施工期間必須保證列車的正常運行，故本次設(shè)計中，此兩處鐵路段橋梁采用簡支板梁結(jié)構(gòu)，并采用架橋機(jī)架梁。架梁的總體順序為自東向西逐跨架設(shè)，利用與簡支板相鄰的已經(jīng)施工完畢的現(xiàn)澆箱梁作為架橋機(jī)和喂梁門吊的拼裝場地，架設(shè)完成第一孔簡支板梁，再逐孔向前架設(shè)完成其余各孔梁。在設(shè)計中除正常設(shè)計使用荷載的計算外，還需對橋墩蓋梁及下部鉆孔樁偏心受力、上部結(jié)構(gòu)簡支梁、連續(xù)梁在施工荷載作用下的結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行驗算復(fù)核，以保證施工期間的結(jié)構(gòu)安全。
4.2連續(xù)箱梁上部結(jié)構(gòu)施工工藝立交橋上部結(jié)構(gòu)施工采用滿堂支架澆筑法，在跨越路口和需要位置通過軍用梁預(yù)留施工期間臨時通道，保證地面交通通行。
由于橋梁上部結(jié)構(gòu)大多數(shù)為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，形成多聯(lián)預(yù)應(yīng)力箱梁相接，在施工順序上，為保證工期，采取相鄰聯(lián)同時澆筑，即一聯(lián)連續(xù)梁采用本聯(lián)兩端預(yù)應(yīng)力張拉施工，而與其相鄰的一聯(lián)連續(xù)梁，則在邊跨靠近中墩位置預(yù)留2米寬后澆濕接頭，在濕接頭位置張拉兩側(cè)預(yù)應(yīng)力鋼束，部分鋼束錨于濕接頭斷面上，同時兩側(cè)部分鋼束穿過濕接頭錨于設(shè)置在腹板內(nèi)側(cè)的錨塊上。該施工工藝可保證多聯(lián)預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁同時施工，為按期完工爭取寶貴時間。
在工期安排允許情況下，普通鋼筋混凝土連續(xù)箱梁施工在預(yù)應(yīng)力箱梁施工完成后進(jìn)行，避免作業(yè)面交叉干擾較大。
4.3預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁梁高的選擇本工程的立交為三層互通式，需要跨越多處現(xiàn)有地面道路、鐵路以及河道。受局部地區(qū)凈空限制，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋梁結(jié)構(gòu)的梁高相當(dāng)較小。通過經(jīng)濟(jì)分析和比較后發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)降低梁高，使立交工程的整體規(guī)模大大減小，同時上部結(jié)構(gòu)混凝土量減少，恒載的降低又對下部結(jié)構(gòu)的工程量的節(jié)省極為有利，由此也節(jié)省了大量的材料運輸、加工、吊裝以及施工中的各種費用。對于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，則通過采用高強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)度鋼絞線，來提高混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。尤其在現(xiàn)代建筑技術(shù)日益進(jìn)步的情況下，國際上，特別是發(fā)達(dá)國家，建筑結(jié)構(gòu)較高的安全度是靠高強(qiáng)度材料來實現(xiàn)的。在《橋規(guī)JTGD62》中，相對于原規(guī)范，適當(dāng)提高了混凝土強(qiáng)度等級，將高強(qiáng)混凝土列入規(guī)范，并推薦采用高強(qiáng)度鋼絞線作為主導(dǎo)鋼筋，也表示出了推廣新型高強(qiáng)材料的趨勢。本工程設(shè)計中采用了相對偏小的橋梁梁高，通過對最終工程效果的研究，由此對于本工程提高經(jīng)濟(jì)效益，保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量，都產(chǎn)生了及其有利的影響。
5結(jié)語
目前，志成道立交橋梁已經(jīng)全面完工，輔助路及照明綠化等配套設(shè)施建設(shè)也基本完善。很多市民已經(jīng)親身體會到了由此給生活帶來的便捷，整個中心城區(qū)的時空距離也隨之縮短。隨著天津快速路路網(wǎng)的建成，對于改善市區(qū)交通緊張狀況，提高車輛運營效率都將具有重大意義。
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