城市互通立交設計要點

城市互通立交設計要點

0城市立交橋的立交隨著道路建設的發(fā)展和交通的需要，城市人口的急劇增加導致車輛的增加，平面交叉處的車輛被堵塞和擁擠。許多主要城市的交通要道和高速公路上都修建了大量的高架橋。通過空間分隔法消除道路交叉口和高速公路之間的碰撞，并堵塞了兩條車道上的直線車輛。城市環(huán)線和高速公路網(wǎng)的聯(lián)結(jié)也必須通過大型互通式立交進行分流和引導,保證交通的暢通。城市立交橋已成為現(xiàn)代化城市的重要標志。為保證交通互不干擾,而在道路、鐵路交叉處建造的橋梁。廣泛應用于高速公路和城市道路中的交通繁忙地段。從此,城市交通開始從平地走向立體。1主要技術(shù)特點和水文條件某立交橋位于市區(qū),為五線三層互通式立交橋。底層為地面道路,二層為中環(huán)線直行車道。1.1標準段橋梁橫斷面寬度設計荷載:汽車-20級,掛車-100驗算;地震烈度:按7度地震基本烈度設防;設計車速:V主橋=100km/h,V匝道=50km/h;平面線:R匝道≥65m;橋梁橫斷面寬度:兩條車道匝道橋梁總寬度10.5m;匝道交匯段三車道匝道總寬度14.0m;立交漸變段橋梁總寬度為14.0~30.5m;橋梁最大縱坡<5%,最大橫坡<6%;排水標準:重現(xiàn)期:1a;集水時間:10min,徑流系數(shù):1.0;延緩系數(shù):2.0。1.2分層膠土剪切波速根據(jù)橋址處40個鉆孔(18個取土孔,22個靜力觸探孔)資料,地質(zhì)結(jié)構(gòu)按其成因共分七層,除第一層為人工填土外,其余六層多為粉土或粉質(zhì)粘土,其中第五層為細砂至中砂,厚15.2~17.9m。根據(jù)各土層剪切波速的實測值,平均值為228m/s,判定場地土為Ⅲ類土。地下水一般為SO4-Na或Cl-Na型水,對砼有一定的侵蝕性。2立交設計原則在立交橋的設計規(guī)劃中應重點考慮出入交通量、交通組成、設計車速、城市景觀、用地范已建工程、拆遷可能性、將來的遠景發(fā)展等相關(guān)因素。本文立交橋設計重點考慮了以下因素:(1)立交范圍內(nèi)地面道路應相互連通,構(gòu)成網(wǎng)絡,疏解沿線地方單位進出交通,組織公共交通;(2)應向空間發(fā)展,以節(jié)約用地,減少拆遷;(3)滿足交叉口交通功能需要,與立交等級、性質(zhì)、任務和交通量相適應;立交主要道路與次要道主要交通流向與次要交通流向相結(jié)合;(4)立交造型美觀,與立交所處的地形、地物及環(huán)境相適應。3橋上部結(jié)構(gòu)設計3.1橋橋比選現(xiàn)澆預應力—結(jié)構(gòu)選型設計立交橋具有交通量大,無斷交條件,曲線橋和異型段橋約占全橋面積70%以上等特點,并要求工期短。經(jīng)過多次優(yōu)化比選,主跨25m以上的曲線橋和異型段橋采用現(xiàn)澆預應力砼連續(xù)箱梁;主跨在25m以下(含25m)的曲線橋和異型段橋,采用現(xiàn)澆普通鋼筋砼連續(xù)箱梁;直線段橋則采用預制預應力砼大空心簡支板梁,然后設以橋面連接板。3.2預應力錨索拉應力箱梁內(nèi)力按平面桿系有限元程序計算,并采用三維有限元分析程序作驗算。通過計算與合理的選擇優(yōu)化使得配置的預應力束與受力特征更趨合理,并減少鋼絞線40%以上。預應力砼構(gòu)件,基本上按全預應力構(gòu)件考慮。部分截面按A類受彎構(gòu)件考慮,恒載時不允許出現(xiàn)拉應力,營運階段的最大拉應力控制在砼的極限拉應力以內(nèi)。預應力束與孔道壁的阻系數(shù)(u)用0.20,束位置偏差系數(shù)(K)用0.002。在計算過程中,考慮了支座對箱體的約束效應,內(nèi)支點負彎矩時,采用0.95的折減系數(shù)。3.2.1箱梁結(jié)構(gòu)分析該類箱梁包括曲線梁及異形梁,梁體分別采用單箱單室、單箱雙室及單箱三室截面。跨度18~30m,梁高1.2~1.6m,一般取4孔為一聯(lián)。最小平面半徑R=45m。箱梁頂、底板縱向布置Φ25及Φ32鋼筋。異形梁采用單箱多室處理,外觀整潔。對于分離式基礎則在頂板上設構(gòu)造縫以減小橫向剛度。防止因基礎下沉不均勻引起的箱梁橫向相對變位而造成的內(nèi)力過大、混凝土開裂等不利現(xiàn)象。箱梁結(jié)構(gòu)均采用2m的懸臂翼緣。箱梁的結(jié)構(gòu)分析采用PKPM連續(xù)梁計算程序。按施工、運營階段進行內(nèi)力及抗裂性能計算并配置普通鋼筋;考慮到橋墩臺不均勻下沉對梁體產(chǎn)生的不利影響,荷載組合取偏安全的組合,且按相鄰墩臺相對位移2cm計算。箱梁橫向計算時需采用框架結(jié)構(gòu)分析計算方法。3.2.2預制粗支梁結(jié)構(gòu)槽形梁及板梁跨度為18~30m,簡支梁結(jié)構(gòu)。主筋采用冷拉雙控Ⅳ級粗鋼筋,標準強度為750Mpa,工廠預制,現(xiàn)場架設施工。簡支梁結(jié)構(gòu)具有架設速度快且預制質(zhì)量好等優(yōu)點,但在匝道平面曲線復雜的情況下并采用斜梁時,相應墩臺坐標計算復雜。在架設時應采用變化鉸接縫寬度的方法以形成平面變寬度的匝道線形。3.3不同邊界條件下a匝道橋內(nèi)力分布的調(diào)整根據(jù)計算知,在荷載作用下,小半徑曲線橋的扭矩比直線橋的扭矩要大,且內(nèi)外弧支點反力相差也大。為了使內(nèi)力分布規(guī)律更加合理,我們對A匝道橋采取了以下措施:(1)箍筋間距加密至l0cm;(2)將中墩單支點向外弧側(cè)預調(diào)8~11cm的偏心距;(3)每聯(lián)端支點采用強勁的抗扭雙支座,且將其間距加大到3.6m,并將端橫隔梁加長到與橋同寬。4橋下結(jié)構(gòu)設計4.1預應力筋混凝土拉拔受力鋼框架預應力砼大空心板,采用倒T形蓋梁,跨徑10.0~12.8m,懸跨比0.34~0.37,部分為獨柱懸臂長8.1m,蓋梁高2.31~2.61m,寬2.5~2.6m,牛腿最小高度l.lm。對于相鄰孔主梁跨徑不等的蓋梁,用支座偏位法來抵衡不平衡彎矩。為了適應彎橋空心板的布置需要。蓋梁寬度采用大小頭的扇形狀。除長度大于17.5m的獨柱雙懸臂蓋梁采用預應力鹼結(jié)構(gòu)外,其余均用普通鋼筋硅結(jié)構(gòu)。主筋:預應力混凝土結(jié)構(gòu)用Φ15.24mm高強度低松弛鋼絞線,普通鋼筋混凝土用Ⅱ級鋼。蓋梁混凝土:預應力混凝土C50,普通鋼筋混凝土C30。4.2截面尺寸設計橋最高柱身為14.923m,一般柱高為3~11m。柱身采用倒棱的矩形截面。其尺寸:柱高大于11m(含11m)用140×200cm;柱高小于11m采用110×150cm,角棱15×15cm。柱子主筋采用Ⅱ級鋼,配筋率控制在1%以內(nèi),柱身混凝土采用C30普通混凝土。4.3無支梁塔架結(jié)構(gòu)基礎采用40×40cm的鋼筋混凝土打入樁,鋼板焊接接頭。樁中心最小橫向間距1.0,最小縱向間距1.2m。鋼筋混凝土承臺厚1.5m,根據(jù)具體需要在頂、底部鋪設受力鋼筋網(wǎng)。簡支梁結(jié)構(gòu)樁長24m,連續(xù)梁考慮不均勻沉降的不利影響,采用樁長30m。為了確保地下各種管道的安全,根據(jù)地形條件還采用了直徑0.7~1.5m的鉆孔樁,樁長最大40m。上述樁底均已進入了暗綠色粉質(zhì)粘土持力層或草黃色粉質(zhì)粘土。在墩臺計算中,一聯(lián)上部結(jié)構(gòu)的活載水平制動力及溫度力按墩身剛度分配到各墩臺,剛度系數(shù)考慮橡膠支座剪切變形的影響;墩臺還進行了七度地震力的檢算。5鋪設鋼筋網(wǎng)、鋪設橡膠板橋面鋪裝層設8cm厚的C30混凝土墊層(預應力連續(xù)梁設C30防水混凝土墊層),并設Φ8鋼筋網(wǎng),間距15cm。墊層之上在負彎矩處涂以防水涂料,上鋪設5cm厚瀝青混凝土,橋面采用橡膠板式伸縮縫。全橋采用矩形、圓形板式橡膠支座及四氟板式橡膠支座。機動車道兩側(cè)均設鋼筋混凝土墻上加連續(xù)潤管的復合式防撞墻,非機動車道橋面兩側(cè)設人行欄桿。6做好方案比選工作,從各項目線的比