1、- 21 -第二篇桥梁工程初步设计说明书一、 工程概况武汉大道（长江二桥岳家嘴立交）道路改造工程采取 6 车道主线高架桥6 车道地面辅道的建设形式，其中高架桥设计起点位于友谊大道西侧，桩号为 K0+528.35，设计终点位于团结大道东侧，桩号为 K1+929.65，高架桥全长为 1401.3m，设计为单幅桥，桥面均为 26.0m 等宽，设双向 6 车道，桥面布置为：桥宽 26m=0.5m(防撞护栏)+11.75m( 快速机动车道 )+1.5m(分隔带)+11.75m(快速机动车道 )+0.5m(防撞护栏)。高架桥桥墩布设于地面道路中央8.0m 宽绿化带中，绿化带两侧各布设 3 条车道。桥梁工程
2、平面示意图本工程主线高架桥服务于至汉口、东湖风景区、省行政中心的快速交通，辅道服务于沿线周边单位进出和公共交通。与友谊大道、团结大道、规划沙湖大道相交处采用分离式立交形式，与其他道路相交处均采用右进右出平交道口形式。全线在友谊大道、团结大道等处采用地面设人行横道过街，在销品茂处现状设有一处人行地下通道，在凯旋门处有一处人行地下通道，目前正在施工。徐东大街是武汉大道的一部分。连通武昌水果湖和天河机场的武汉大道全长 43.9 公里，其中武昌双湖桥至三环线三金潭立交段 18.3 公里，三环线三金潭立交至常青立交段 7 公里，常青立交至天河机场段 18.6 公里。它将被建成“交通组织最便捷畅通、街道环
3、境最整洁优美、绿化景观最大气完整、市政设施最完善齐备”的全国一流的城市交通景观带，展现大武汉现代、文明、高效的都市形象。目前，武汉大道重点是建设双湖桥至三环线三金潭立交段 (由东湖路、徐东大街、长江二桥、黄浦大街、金桥大道组成)，其余两段路现已建成。因此，徐东大街（长江二桥岳家嘴立交）作为武汉大道的重要路段之一，承担一环线与二环线之间快速连接线的功能，在徐东大街（梨园-岳家嘴立交）正在开展前期工作，岳家嘴立交已建成通车，金桥大道即将改造等的条件下，徐东大街（长江二桥岳家嘴立交）的整治建设十分紧迫，其整治改造后交通功能和道路景观的提升有助于提高武汉市对外交往的窗口形象，发挥骨架路网系统的整体效益
4、。二、 桥梁工程建设条件（一）桥梁工程场地评价桥梁工程拟建场地位于徐东大街沿线，为现状道路，地势较平缓，现状地面标高一般为 20.0022.80m 不等。高架桥沿线系河流堆积平原，属长江级阶地。桥梁工程场地水文及地质状况详见地质勘察报告（初勘） 。根据地质勘察报告：1、拟建工程场地无滑坡、泥石流等动力地质作用的破坏影响，亦无活动性断裂通过；环境工程地质条件简单，场地在工程上属于稳定区，地形较平坦，排水条件尚可，地下水对工程建设影响较小，土质不很均匀，本场地较适宜工程建设。2、武汉地区建设工程抗震设防烈度为六度，基本烈度为六度，设计基本地震加速度值为 0.05g，设计地震分组为第一组，K0+44
5、3K1+550 段桥梁工程场地类别为类，K1+550K2+059 段桥梁工程场地类别为类。根据公路桥梁抗震设计细则 （JTG/T B02-01-2008） ，本工程为特大桥，抗震设防类别属B 类，应按抗震设防烈度 7 度进行抗震措施设计。3、拟建桥梁下伏中风化基岩 6-2-2 中风化泥质细砂岩及 6-3 中风化砂砾岩- 22 -具有较高强度、低压缩性，且分布较稳定，埋深较大，工程性质较好，是本场地较理想的桩基持力层。4、拟建工程场地无地表水。地下水为上层滞水、承压水及基岩裂隙水，地下水对桩基础施工影响不大。按照公路工程地质勘察规范 （JTJ064-98）附录 D 有关规定判定本场地地下水及地表
6、水对混凝土无结晶类腐蚀、无分解类腐蚀及无结晶分解复合类腐蚀。（二）桥梁基础方案及持力层选择1、基础类型的选择拟建桥梁基础底反力较大，结构对沉降要求较高。根据地质勘察报告对场地地基土岩土工程特性评价及工程地质剖面图，拟建场地上部土层主要为较低强度、较高压缩性的 2、3 层粘性土，所以扩大基础显然不能满足拟建高架桥工程要求，本工程宜选用桩基作为桥梁基础。从桩型及施工工艺选择来看，预制桩、沉管灌注桩及夯扩桩等，由于桩体截面小，桩体短，单桩承载力无法满足桥梁上部结构荷载要求，且上部分布厚度较大的软土，对沉管灌注桩及夯扩桩成型影响较大，易产生缩颈、断桩等质量问题；人工挖孔桩除需穿透厚层软土外，由于持力层
7、埋深大、地下水位较高，施工难度较大，因此，上述桩型均不宜采用。而钻孔灌注桩具有单桩承载力高，桩径、桩长选择性强，穿越能力强，能适应任何地层，施工时对周边环境影响相对较小，施工简便，是高层建筑及桥梁常采用的基础型式，可作为拟建工程首选桩型。2、桩端持力层的选择拟建桥梁高架桥部分宜以下伏基岩 6-2-2 或 6-3 层作为桩基持力层，具体基础持力层选择应根据上部荷载从技术、经济等方面全面比选择优。（三）桩基础设计参数根据公路桥涵地基基础设计规范 （JTGD63-2007）有关规定，结合武汉市地方经验，综合确定钻孔灌注桩基础设计参数见下表：桩基础设计参数一览表单轴极限抗压强度(MPa)地层编号 地层
8、名称重度(KN/m3)桩侧土摩阻力标准值qik（ kPa）地基土容许承载力fa0（ kPa）压缩模量Es1-2(MPa)饱和 天然2 粘土 18.8 60 150 6.2 2a 粘土 17.9 38 105 4.1 3 粉质粘土夹粉土、粉砂 17.7 35 100 6.0 4 粉细砂夹粉质粘土 19.1 35 120 8.0 5-1 粉细砂 19.2 40 160 16.0 5-2 细砂 19.5 45 220 21.0 5-2a 粉质粘土 17.3 30 90 4.2 5-3 中粗砂 20.0 80 400 23.0 6-1-1 强风化细砂岩 23.0 80 350 44.06-1-2 中风
9、化细砂岩 24.0 230 900 14.236-1-2a 强风化细砂岩 23.0 80 350 44.0 1.916-2-1 强风化泥质细砂岩 22.1 70 320 42.0 2.32 1.436-2-2 中风化泥质细砂岩 23.5 200 800 7.33 7.546-2-2a 中风化含砾泥质细砂岩 26.0 280 1500 19.736-2-2b 中风化泥质细砂岩 23.8 120 500 2.46 2.366-3 中风化砂砾岩 25.7 230 1000 14.886-3a 强风化砂砾岩 25.0 90 350 44.0 0.146-3b 强风化中粗砂岩 23.0 70 320 4
10、2.0注： 中值为变形模量。三、 桥梁工程技术标准及技术规范（一）主要技术标准1、高架桥标准断面宽：26m（设双向 6 车道）2、高架桥一般路段纵坡：0.5%；困难路段最大纵坡：4.77%3、桥面横坡：1.5%4、净空标准：机动车通行净空不小于 5.0m；5、桥梁环境类别：类6、桥梁设计安全等级：一级，结构重要性系数 o1.17、桥涵结构设计基准期：100 年8、桥梁主要设计荷载：- 23 -恒载：桥梁结构按照实际断面尺寸计取，砼容重按 26kN/m3 计；二期恒载：桥面铺装： 沥青混凝土铺装厚 9cm，容重 24kN/ m3；钢桥面钢纤维混凝土铺装厚 8cm：容重 26 kN/ m3；侧混凝
11、土防撞护栏：单侧 10kN/m；中央混凝土防撞护栏：两条 17kN/m；种植土：4.4kN/m；活载：荷载等级为公路级；温度：按公路桥涵设计通用规范 （JTG D60 一 2004）规定进行计算；9、抗震设防标准：抗震设防类别：B 类抗震设防措施等级：地震动峰值加速度 0.05g，对应烈度 6 度，按 7 度构造措施设防。（二）主要技术规范城市桥梁设计准则 （CJJ11 93）公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D632007）公路桥涵设计通用规范 （JTGD60 2004）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62 2004）公路圬工桥涵设计规范 （JTG D612005）
12、钢结构设计规范 （GB 500172003）公路桥涵施工技术规范 （JTJ/T0412000）公路桥梁抗震设计细则 （JTG/T BO2012008）公路工程基本建设项目概算预算编制办法 （JTGB062007）四、 桥梁工程总体设计（一）桥梁工程总体设计思路根据本项目规划及总体设计方案，本桥梁工程具有如下主要特点： 工程位于城市中心区，在城市主干道徐东大街上修建桥梁，建设期间对交通影响很大。 工程建设规模大。 桥梁孔跨布置的限制因素多。 工程沿线有一些不明管线横穿徐东大街，且平面位置难以准确确定，受沿线管涵的限制，为避免管涵迁移，桥梁基础技术处理难度大。 施工组织方案要求高。根据项目桥梁工程
13、上述特点，桥梁方案设计应重点考虑以下因素：1、桥梁方案应充分适应当代城市建设可持续发展的总体要求徐东大街作为武汉大道的重要路段之一，承担一环线与二环线之间快速连接线的功能，本工程对于构建城市骨架路网、打造武汉大道、打通局部交通瓶颈，以及逐步实现二环以内 30 分钟畅通工程、推动武汉市城市交通迈上一个新台阶具有重要的推动作用。工程沿线地区多数为已建中高档住宅区或城市商业中心区，有别于公路桥梁建设，城市桥梁及其相关设施的开发和建设均应充分适应当代城市建设可持续发展的总体要求。本工程大部分路段采用高架桥梁形式，该桥梁工程建成之后将对工程沿线城区的社会、生活、经济、环境、景观等方面均会产生一系列重大影
14、响。桥梁方案设计必须结合城市规划及桥梁沿线建筑及景观特色,充分利用特定区位的综合条件和资源优势，因地制宜、恰当合理地选择桥梁结构及建筑形式，最终形成一个功能完善、构造科学、形式美观的城市快速交通体系，以为城市的可持续发展打下良好基础。因此，必须在设计中重点考虑桥梁结构形式选择，尽可能地在满足交通功能需求的前提下使桥梁形式精巧、美观，能够改善或提升工程沿线的城市景观和环境。桥梁结构的梁型、墩型、桥梁附属设施设置等均需要综合考虑上述要求。- 24 -2、桥梁方案应充分适应沿线的地面道路交通组织总体方案本工程范围及规模较大，桥梁工程建设施工期间必然对沿线道路及相交道路的交通状况产生较大影响，故桥梁方
15、案设计应适应沿线地面道路的总体方案，尽量将桥梁工程对地面道路交通的影响降至最低。3、桥梁跨径布置应保证主要道口在工程实施阶段的交通畅通本工程沿线依次跨越现状友谊大道徐东地下通道、销品茂人行地下通道、宏昌路道口、宏祥路道口、团结大道道口及一条拟废除的铁路专用线，桥梁跨径布置及墩位的布置受地面相交道路及道口交通组织的限制条件较多。高架桥交叉路口孔跨布置要求既能保证交叉口的交通安全通畅，同时应将主跨跨径尽可能减小，以控制结构规模，降低工程造价。而除跨越下穿道路交叉口的跨径控制节点外，在尽可能避开地下管线的同时应尽量使桥梁跨径布置标准化。4、桥梁方案应合理确定桥下净空本工程主线基本上均采用高架形式，桥
16、面标准宽度均为 26 米，考虑到桥梁建筑高度，若桥下净空太低，极易给人以压抑的感觉。因此，高架桥的桥梁层高在满足远期规划友谊大道设左转匝道及桥头引道长度的前提下，其桥下净空应尽可能地抬高，以改善桥下的通透性及地面道路通行条件。5、台后填土高度根据城市高架桥的设计特点，台后填土不应过高以提高桥下的通透性，台后填土高度控制在 3.0m 左右。6、桥梁方案应综合考虑工程施工对相关道路交通的影响由于本工程所处的徐东大街目前为武昌地区不多的几条与汉口紧密相连的重要过江干道，交通功能十分突出，桥梁工程施工期间对相关道路交通具有较大影响，桥梁方案应采用施工工艺成熟、施工工期较短、对交通影响最小的结构方案。（
17、二）桥梁平面设计本改造工程主要以高架桥+地面辅道方式建设，主线为城市快速路，设计车速 60km/h；地面辅道为城市次干路 I 级，设计车速 40km/h，双向 6 车道，分布于高架桥桥墩两侧各 3 个车道。道路规划红线全宽 6090m。高架桥平面设计根据规划及道路总体设计方案平面布置确定。高架桥为双向 6 车道，桥宽 26 米。（三）桥梁纵断面设计本工程高架桥纵立面设计在综合考虑全线桥梁的平面总体布置、上跨道口净空的限制以及桥梁景观等因素，按照城市快速路相关技术标准及规范要求的标准进行桥梁纵立面设计。跨相交道口处高架桥桥面高程根据桥下道路净空、桥梁上部结构的建筑高度、桥面铺装厚度、桥面横坡影响
18、并预留结构下挠及沉降的高度后确定。桥面高程主要控制点有：1、至长江二桥侧桥下辅道机动车通行净空不小于 5.0m；2、友谊大道道口机动车通行净空不小于 5.0m；3、团结大道道口机动车通行净空不小于 5.0m；4、至岳家嘴立交侧桥下辅道机动车通行净空不小于 5.0m；（四）桥梁横断面布置徐东大街高架桥桥宽均为 26m，双向六车道，断面布置为：0.5m 防撞护栏+11.75m 车行道+1.5m 中央分隔带+11.75m 车行道+0.5m 防撞护栏26m 。高 架 桥 标 准 横 断 面- 25 -五、 桥梁结构方案选择（一）桥梁结构方案设计原则桥梁设计应满足功能的要求，综合规划、经济，交通、地质、
19、施工等因素进行结构设计。本桥梁工程设计拟遵循以下设计原则：1、安全、适用、经济、美观。2、满足城市规划和城市交通技术要求。3、充分考虑既有结构物，通过桥梁结构技术上的处理来避免其影响。4、大型城市桥梁是城市现代化的标志之一，桥型应具有时代性，使桥梁这一人工构筑物和城市自然环境及人文景观协调、和谐。5、结构设计要体现技术的先进性。6、在满足桥梁使用功能及桥型美观的前提下，尽量节省投资。7、桥梁沿线的桥下地面道路交通繁忙，应充分考虑桥梁施工期间对交通的影响。8、尽量采用新技术，新材料，新工艺。（二）桥梁结构体系的选择徐东大街高架段桥梁结构的合理选择不但决定着工程总造价，并且影响着全线交通组织、施工
20、方式及工期、城市景观等各个方面，是本工程设计的关键。因此必须按照道路总体布置要求在满足全线交通功能及建设进度的基础上，结合经济和美观的设计原则，借鉴武汉市已建城市高架桥梁结构的经验和教训，对主线高架桥标准段桥梁结构形式进行多方案比选。徐东大街是武汉大道的一部分，是武汉城区的主要景观带。项目位于主城区，西起武汉长江二桥引桥，与武汉长江二桥引桥通过约 225m 长的地面相接，东至岳家嘴立交，与岳家嘴立交主线桥通过约 545m 长的地面相接，沿线分布了君临天下、滨江国际、鹏程花园等大量居住小区及中商徐东平价商场、销品茂购物中心、凯旋门购物中心、欧亚达家居、好美家超市、麦德龙超市等密集的商业网点等用地
21、，其承担的交通量比较大，是城市骨干路网的重要组成部分。城市桥梁设计的主导思想应充分体现以人为本理念，加强人性化设计及自然环保设计理念，力求工程与城市环境的协调统一。根据本工程沿线的建筑特色及环境景观特点，桥梁景观风格宜定位于“现代、简洁、自然”的建筑风格。由于全线的高架桥较长，周边建筑物较多，桥梁的建筑高度（梁高）受限制等众多因素，桥梁宜采用梁式桥结构。梁式桥按结构体系不同又可分为连续（刚构）体系和简支体系。1、连续（刚构）体系连续（刚构）体系的主要优点： 跨越能力强； 桥梁跨径布置形式灵活，适应性好； 桥梁上部结构变形缝少，整体性好，行车舒适； 桥梁对弯、坡、斜形梁或变宽及异形梁结构的适用性
22、好； 上部结构能根据需要设计各种造型美观的的梁形，能较好地满足城市桥梁结构及景观设计的要求。2、简支体系简支体系的优点在于： 简支梁为工厂（或现场）批量预制的标准化构件，工程质量有保障； 简支梁采用现场吊装施工，施工技术成熟，在具备施工条件的情况下，施工速度快，但对本工程的建设条件不具备优势； 简支体系桥梁工程造价较低； 简支体系桥梁施工对城市环境影响较小。上述两种梁式桥结构体系各有优势，对城市高架桥均较适用，两种方案如何选择，还必须对其结构方案进行技术、经济及景观等综合比较后方能最终确定。- 26 -故本设计高架桥结构采用连续（刚构）体系与简支体系进行方案比选。（三）桥梁结构方案比选1、 连
23、续（刚构）体系一般路段桥梁结构方案连续（刚构）体系按所采用的工程材料不同，通常可分为普通钢筋混凝土连续梁、预应力混凝土连续梁和钢结构连续梁等。普通钢筋混凝土桥梁的承载能力有限，桥梁跨径较小，本项目桥梁的桥面较宽，桥长较长，如采用该类结构则桥下墩柱林立，桥梁很不美观，且下部结构施工工期长。普通钢筋混凝土结构抗裂性较差，结构经常带裂缝工作，耐久性差。故本工程高架桥 不推荐采用普通钢筋混凝土桥梁 。预应力混凝土桥梁抗裂性好、刚度大，节省材料，减小自重，可以改善钢筋混凝土的使用性，从而防止混凝土开裂或将裂缝的宽度限制到无害的程度，提高了结构的耐久性；混凝土的变形可保持在很小的范围内，在预加应力的作用下
24、，钢筋应力的变化幅度大大减小，从而提高了构件的耐疲劳性能。故本工程 宜采用预应力混凝土连续梁。钢结构桥梁具有适应性强、具有工厂化制造的优点。相对现浇混凝土梁而言，虽然造价高，但施工造成的环境污染相对较小，在具备特定环境的条件下工期短；钢梁自重轻，有利于减小下部桩长、桩径、承台尺寸、减少下部施工周期。故本工程高架桥 可采用钢结构连续梁 。综上考虑， 本工程高架桥连续体系桥梁将对预应力混凝土连续梁和钢结构连续梁进行综合比选 。（1）预应力混凝土连续梁方案 桥梁基本跨径的选择连续梁桥基本跨径的选择不但影响工程造价，还影响着施工方法、交通组织、桥梁景观等各个方面，因此必须对连续梁基本跨径的选择精心考虑
25、。结合本工程总体布置及工程实际条件，25m35m 跨径的连续梁均能满足高架桥功能要求。为此，拟对 25m、30m、35m 三种不同的跨径的预应力混凝土梁进行综合比较： 梁高根据规划的道路横断面布置，本高架桥桥面较宽（标准段宽 26m） ，桥墩横向两墩柱的中心线相距较近，上部结构的梁高受结构的横向受力影响较大，故结构梁高应使结构的纵、横向承载能力均得到充分地发挥。 桥下净空由于桥梁位于中心城区，桥下净空在满足桥下行车要求的条件下，还要考虑行人对结构的感觉，跨径愈大，结构高度愈高，桥下压抑感愈强烈，故其跨径应选择中等跨径。 经济性对 100 米长 25、30m 和 35m 三种跨径桥梁作经济分析比
26、较，如下表：桥 梁 结 构 型 式25m现浇梁30m现浇梁35m现浇梁C50 砼（ m3） 2075 1976 2035.3普通钢筋（ t） 383.9 365.6 386.7上部预应力钢绞线（t） 114.2 108.9 118.5C30 砼（ m3） 572 440 528C30 水下砼（ m3） 1050 800 1120主要工程量下部普通钢筋（ t） 190 142 182经济指标（元/平方米） 4400 4365 4450- 27 -由上表可知 30m 跨径预应力混凝土连续梁较经济。 桥梁景观的比较合理的桥梁建筑高度会影响人们的心情，并直接反映在人们对高架结构景观效果的认知上。梁高太
27、高影响城市的通透性；梁高太低则桥梁跨径减小，桥墩数量增加，给人以压抑感和分隔感，同样不利于桥下的通透性。本高架桥桥面宽度为 26m 等宽，采用 30m 的基本跨径能使全线高架桥梁高与跨径比例及桥梁的桥宽与跨径比例协调，有利于全线桥梁的景观效果。本高架桥与岳家嘴立交毗邻，岳家嘴立交主线桥梁基本跨径布置为 30m，故本桥采用 30m 的基本跨径能更好的协调周边城市桥梁结构的景观。综合上述多方面原因， 本工程推荐采用 30m 跨径作为预应力混凝土连续梁的基本跨径 。 联长的选择连续梁每联的联长太短，则桥梁伸缩缝很多，对桥上行车舒适性不利，并且须设置联接墩较多，对桥梁景观不利；但联长过长，则桥梁施工的
28、作业面较少，桥梁施工工期相对加长。考虑本高架桥地处交通繁忙地段，应尽量缩短工期以缓解施工期间交通压力，设计选择联长适中的连续梁，一般 45 孔一联，联长 120150m，既可多作业面开展工作，以减短工期，又不影响行车舒适性。 桥梁上部结构断面的选择连续梁桥的主梁既是直接承受桥面车辆荷载的结构受力构件，也是桥梁建筑景观的审美主体，其可以采用的横断面形式多种多样。对城市桥梁而言，最适宜采用箱形截面，箱形截面按其梁体底缘的线形不同大体上可分为直线形（直腹板式）箱梁、折线形（斜腹板式）箱梁和弧线形（鱼腹式）箱梁箱梁断面，见下图：连续梁上部结构横断面的选择应从其适用性、经济性以及桥梁景观等方面多角度进行
29、综合比选，由上图可知，直腹板式箱梁的结构形式较普通，其侧立面线形生硬，桥梁景观效果差，多用于公路桥梁，城市桥梁较少采用。故连续（刚构）方案只对折线形箱梁和弧线形箱梁进行方案比选。下图分别为本项目桥梁标准段折线形（斜腹板式）箱梁和弧线形（鱼腹式）箱梁断面横断面布置图：斜腹板式箱梁标准断面 鱼腹式箱梁标准断面- 28 -斜腹板式箱梁和鱼腹式箱梁桥梁综合性能比较如下表：项 目 斜 腹 板 式 箱 梁 鱼 腹 式 箱 梁施 工 难 易 程 度 施 工 工 艺 成 熟 施 工 工 艺 较 复 杂施 工 工 期 短 长工 程 造 价 低 高标 准 段 景 观 效 果 较好 好综 合 比 选 好 较 好由上
30、表，鱼腹式箱梁尽管具有外形较美观的优点，但该断面箱梁梁体工程材料用量大，施工工艺较复杂，工期长，施工成本较高，工程总造价高，在城市交通繁忙地段对交通的影响大。而斜腹板式箱梁综合了直线式箱梁与弧线形箱梁截面的优点，不但结构受力合理、工程造价相对较低，既减少桥下行人压抑感，又容易与桥梁沿线周边建筑和环境景观和谐相融，桥梁总体景观效果好，与本项目设计定位的“简洁、现代、自然”的建筑风格也较匹配。通过武汉市目前正在施工的二环线、机场快速通道金桥大道及武咸高架等的工程的反馈意见：斜腹板式箱梁在其侧立面直线折角处加设圆弧倒角施工非常复杂，又整条路段控制路口由于结构需要，不可避免有钢结构，钢箱梁的施工，外形
31、较难控制，制造难度极大，所以本次设计时考虑将箱梁的侧立面设计为直线折角。故本工程高架桥上部结构横断面形式推荐采用斜腹板式箱梁断面 。 桥梁下部结构形式的选择桥墩是桥梁的重要组成部分，不仅须满足受力需求，同时也是桥下行人、车辆最直接的视觉对象，其形式及造型对桥梁景观的影响较大，是城市桥梁景观设计的又一难点，因此对桥墩的形式也需要进行合理选择。由上述，徐东大街高架桥桥墩布置受道路总体断面布置的限制，桥墩仅能布设于桥下 8m 宽中央绿化带范围内，而本工程高架桥的桥宽较宽，按桥梁上部结构受力要求必须设置双支座，并且应尽量拉大支座的横向间距，另外墩形设计还须考虑墩顶的荷载大小、支座的布置尺寸要求以及桥墩
32、结构尺寸与跨径、桥宽的比例是否协调等因素。墩形 1：双柱式墩墩形 1 沿道路中央绿化带两侧边各设一墩柱，如强有力的双臂托撑上部箱梁，既保证了结构受力，又可使桥下视觉空间比较通透。桥墩采用直柱式墩也显得较挺拔轻巧，该桥墩型具有造型简洁、施工快捷方便的优点。但该墩形较为普通，外观及线形较呆板，且支座间距较近对上部结构受力不利。- 29 -墩形 2：板式花瓶墩墩形 2 外观上比较厚重，体量较大，桥下通透性较差，桥墩高度适中路段造型比较优美，但在靠近桥台附近桥墩较矮时墩形景观效果差。墩形 3：空心花瓶墩墩形 3 立柱两侧稍向外侧倾斜的造型与上部结构斜腹板大致一致，内侧垂直向上看上去刚劲挺拔，有一种力度
33、美，该墩形既避免了墩形 1 普通、呆板的外形，又避免了墩形 3 厚重、桥下不够通透的缺点，其上、下部结构的造型及风格比较统一协调。综上所述，连续体系高架桥桥墩推荐采用空心花瓶墩。 桥梁桩径的选择根据前章所述，本项目桥梁基础宜采用钻孔灌注桩基础。根据以上结构形式及跨径对上部结构受力计算，每根立柱的反力为 13000kN。在确定该墩基础时，考虑了两种形式，一种双排桩桩径 1.5m，纵向 2 排，横向 2 根；另一种双排桩桩径 1.2m，纵向 2 排，横向 3 根；并对其进行了比较，比较见下表：项 目 41.6m 61.2承台尺寸（m） 2 个 6.82.63.0 1 个 7.67.22.5桩 长（
34、m） 644 586承台混凝土（m 3） 117 136.8桩基混凝土（m 3） 452 394承台钢筋（t） 14 16.4基 础桩基钢筋（t） 31.6 27.7从上表中的工程量指标比较可知，桩基采用 41.6m 比 61.2m 相对较省，且采用 61.2m 桩基时桩数较多导致施工工期较长，故采用 41.6m 桩基。（2）钢结构连续梁方案 桥梁基本跨径的选择结合本工程总体布置及工程实际条件，35m45m 跨径的钢结构连续梁均能满足高架桥功能要求。为此，拟对 35m、 40m、45m 三种不同的跨径的钢结构连续梁进行综合比较： 梁高根据规划的道路横断面布置，本高架桥桥面较宽（标准段宽 26m
35、） ，桥墩横向两墩柱的中心线相距较近，上部结构的梁高受结构的横向受力影响较大，- 30 -故结构梁高应使结构的纵、横向承载能力均得到充分地发挥。 经济性对 100 米长 35m、40m 和 45m 三种跨径桥梁作经济分析比较，如下表：桥 梁 结 构 型 式 35m 钢梁 40m 钢梁 45m 钢梁上部 钢材（ t） 1118 1170 1222C40 砼（m 3） 458.8 401.5 412.2C30 水下砼（m 3） 1274 966 1089主要工程量 下部普通钢筋（ t） 235 164 198经济指标（元/平方米） 7305 7220 7325由上表可知 40m 跨径钢结构连续梁较
36、经济。 桥梁景观的比较本高架桥桥面宽度为 26m 等宽，悬臂较大，因钢结构自重较轻，采用40m 的基本跨径能使材料的性能在纵、横向均得到充分发挥，相对 35m 跨径而言桥墩数量有所减少，增大了桥下的通透性，有利于全线桥梁的景观效果。综合上述多方面原因， 本工程推荐采用 40m 跨径作为钢结构连续梁的基本跨径 。 联长的选择连续梁每联的联长太短，则桥梁伸缩缝很多，对桥上行车舒适性不利，并且须设置联接墩较多，对桥梁景观不利；但联长过长，则桥梁施工的作业面较少，桥梁施工工期相对加长。考虑本高架桥地处交通繁忙地段，应尽量缩短工期以缓解施工期间交通压力，设计选择联长适中的连续梁，一般 4 孔一联，联长
37、160m 左右，既可多作业面开展工作，以减短工期，又不影响行车舒适性。 桥梁上部结构断面的选择因本工程位于市中心，地处交通繁忙地带，对桥梁的景观要求较高，且根据道路总体工程断面的布置，本桥梁悬臂较大，结构横向受力比较复杂，所以钢梁不宜采用开口截面， 本工程钢梁结构断面推荐采用斜腹板式箱梁断面。钢箱梁断面示意图 桥梁下部结构形式的选择同预应力混凝土连续梁方案。 桥梁桩径的选择根据以上结构形式及跨径对上部结构受力计算，每根立柱的反力为8600kN。在确定该墩基础时，考虑了两种形式，一种双排桩桩径 1.3m，纵向2 排，横向 2 根；另一种双排桩桩径 1.2m，纵向 2 排，横向 2 根；并对其进行
38、了比较，比较见下表：项 目 41.3m 41.2承台尺寸（m） 2 个 5.82.32.5 2 个 5.42.22.5桩长（m） 604 684承台混凝土（m 3） 78.7 71.4桩基混凝土（m 3） 318 308承台钢筋（t） 8.6 8.2基 础桩基钢筋（t） 27.2 27.7从上表中的工程量指标比较可知，桩基采用 41.3m 和 41.2m 材料用量相当，但选用 41.2m 桩基时所需桩的入岩深度及钻孔深度均较深导致施工工期较长，而选用 41.3m 桩基时桩的入岩深度适中，故采用 41.3m 桩基。综上所述，连续（刚构）体系一般路段上部结构选用两种桥梁结构方案，即：桥梁结构方案一
39、：上部结构采用基本跨径为 30m 的斜腹板预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用空心花瓶墩，桩径为 1.6m 的钻孔灌注桩基础。桥梁结构方案二：上部结构采用基本跨径为 40m 的斜腹板钢结构连续箱梁，- 31 -下部结构采用空心花瓶墩，桩径为 1.3m 的钻孔灌注桩基础。2、 简支体系一般路段桥梁结构方案（1）桥梁上部结构形式及跨径的选择简支体系的上部结构形式可采用的主要有预制空心板梁、预制 T 梁、预制小箱梁等。根据道路总体布置，主线高架桥桥宽均为 26m 等宽，按道路横断面布置，地面正中央为 8.0m 宽中央绿化带，两侧各为 12m 宽机动车道，桥墩的横向布置位置受到限制，只能布置在中央绿化带
40、内，故此高架采用单幅断面。这种情况下桥梁上部若采用简支梁结构，桥梁下部桥墩盖梁的设计受到极大限制，桥墩顶部必须设置大挑臂的盖梁结构。简支梁体系的桥梁横断面布置如图示：桥梁跨径的大小，决定着桥墩的数量以及上、下部结构的尺寸，直接影响着桥梁的美观、投资和工期。尤其是该线路长约 1.4km，确定合理的桥梁跨径，就更为重要。本工程高架桥梁位于主城区，属于武汉大道的一部分，对桥梁景观的要求相当高。“T“形梁的纵、横梁密布，从桥下角度仰视其梁底为密密麻麻的梁格，较为凌乱，外观不佳。小箱梁结构外形虽然在简支梁中较为美观，但由于存在中间横隔梁并且其下部结构体量巨大的盖梁结构对整个桥梁的外观及桥下道路净空造成不
41、利影响，不太适合城市中心高架桥结构。对于 30m 跨径的简支梁，梁本身的高度大，盖梁的高度更高，对桥下净空要求更大，梁自重大，在市区繁忙的区段吊装其运输及吊装设备更大，即对交通的干扰大。跨径过小难以达到避开横向管线及下穿过街通道的要求，且桥墩增多，对桥下的通透性及行人、车辆的视觉有影响，从目前及发展的眼光看，过小的跨径也落后于时代的要求，因此尽管 20m 跨径对盖梁的高度有利，但对总体的影响很大，故不采用 20m 跨径。本工程桥墩的盖梁挑臂长度达 9.5m，通过计算，其盖梁根部高度达到3.0m，对桥下地面道路净空极为不利，现方案桥梁纵断面需要抬高 0.4m 以满足高架桥两侧桥下辅道的净空，故其
42、上部主梁的跨径不能过大，根据武汉市高架桥建设经验，其合理的跨径应在 2025m 。综上所述， 本工程推荐采用 25m 跨径作为简支体系的基本跨径。对 25m 跨径的 T 梁、小箱梁、空心板进行综合分析比较，见下表：项 目 简支 T 梁 简 支 小 箱 梁 简 支 空 心 板 梁标 准 跨 径 （ m） 25 25 25梁 高 （ m） 1.6 1.7 1.2盖 梁 高 度 （ m） 3.3 3.5 3.0造 价 相 对 系 数 1.1 1.2 1.0吊 装 设 备 /对 交 通 影 响 大 /大 大 /大 小 /小景 观 效 果 差 较差 较 好综 合 比 选 一 般 一般 较 好根据武汉市桥
43、梁建设经验，市区内简支体系桥梁上部结构多采用简支空心板。由于简支空心板梁高仅为 1.25m，桥墩盖梁根部最小需要 3m 能满足结构受力要求，桥梁的侧立面外形轻巧，梁底平整，与其它简支结构相比，其还具有造价低廉，施工方便、快捷等优点。且 25m 跨径与 30m 现浇箱梁跨径接近。故推荐简支体系的结构形式采用 25m 跨径的预制预应力混凝土空心板。- 32 -（2）联长的选择简支梁每联的联长太短，则桥梁伸缩缝很多，对桥上行车舒适性不利，但联长过长，桥墩纵向水平力较大，桥墩及支座受力较不利。选择 56 孔一联，联长 125m150m，联长适中，既有利桥墩受力合理，又对行车舒适性有利。（3）桥梁下部结
44、构形式的选择本高架桥下部结构桥墩的盖梁必须设置大的挑臂，在确定该墩形时，考虑了以下四个方案，比较而言，方案三、四比方案一、二活泼、有动感，方案一、三比方案二、四柔合、线形流畅，方案一、二比方案三、四易于与跨道口处桥墩墩形协调。且拱门型柱式墩立面景观效果突出，造型也较独特，与主要节点处墩形的匹配性较好，所以，在设计中采用了方案一。其立面效果如下图示：（4）桥墩桩径选择在确定该墩基础时，考虑了两种形式，一种双排桩桩径 1.5m，纵向 2 排，横向 2 根；另一种双排桩桩径 1.2m，纵向 2 排，横向 3 根；并对其进行了比较，比较见下表：项 目 41.5m 61.2承台尺寸（m） 2 个 6.4
45、2.53.0 1 个 8.65.42.5桩长（m） 604 546承台混凝土（m3 96 116桩基混凝土（m3） 424 366承台钢筋（t） 11.5 17.4基 础桩基钢筋（t） 30 27从上表中的工程量指标比较可知，桩基采用 41.5m 比 61.2m 相对较省，且采用 61.2m 桩基时桩数较多导致施工工期较长，故采用 41.5m 桩基。综上所述，简支体系一般路段上部结构采用基本跨径为 25m 的预制预应力混凝土空心板，下部结构采用拱门形柱式墩，桩径为 1.5m 的钻孔灌注桩基础作为桥梁结构方案三。- 33 -3、 主要节点处高架桥结构方案（1）概述本工程高架桥各主要节点处结构方案
46、应以保证交叉口的地面交通组织合理、交通顺畅为原则，并结合路口地面道路渠化布置，使车辆及桥下行人的视野尽量开阔，在上述原则下桥跨布置应尽量减小对地下管线的影响。（2）高架桥主要节点处结构选择充分考虑各主要节点处路口的交通功能及其近、远期交通组织方式，结合道口地面渠化，进行各主要节点处的跨径布置，经统计综合，跨越主要节点各道口的桥梁主跨为 50m 左右，考虑梁桥的合理受力模式，宜采用边跨与中跨不等的 3 跨连续梁布置，其边、中跨径比为 0.74 左右。为了整体景观效果，节点处墩形应尽量与一般路段桥梁墩形一致，这里不再赘述。下面仅就主要节点处跨线桥梁上部结构提出 3 个方案进行比选：上部结构为预应力
47、混凝土粱，梁高 2.03.0m。上部结构为钢混凝土结合梁，梁高 2.02.5m。上部结构为钢箱梁，梁高 2.0m。比 较 项 目 预 应 力 混 凝 土 粱 钢 混 凝 土 结 合 梁 钢 箱 梁造 价 相 对 系 数 1.0 1.6 1.75施 工 进 度 控 制 慢 稍 快 快对 交 通 的 影 响 大 较 大 小景 观 效 果 差 好 好综 合 比 选 差 较 好 好由于各主要节点路口处现状的交通流量较大，城市桥梁施工期间不能中断道口交通，如采用变截面预应力混凝土连续梁结构施工必须搭设满堂支架或悬臂浇筑，上部结构施工工期较长，对道口处交通影响极大，甚至会造成道口交通瘫痪。大跨混凝土结构上
48、部结构梁高较大，自重较大，其下部结构的基础较大，由于总体纵断面的控制，虽然道口处混凝土结构桥梁上部结构的梁高能满足桥下净空要求，但上下部结构不协调，给人压抑感很强，桥梁的整体景观效果较差。结合本工程实际情况，选用钢混凝土结合梁也存在诸多不足之处：钢混凝土结合梁顶部的混凝土板均为工地现浇的高配筋混凝土，其施工工序与钢箱梁相比较繁琐，不但增加工期，并且会影响道口交通；本高架桥较宽，桥梁上部结构横向悬挑长度近 10m，其中间墩处的纵、横向负弯矩均较大，钢混凝土结合梁中间墩附近的上层混凝土板始终处于受拉状态，该顶板结构受力非常不利，极易出现裂缝，从而降低结构耐久性；若在顶板混凝土内布设预应力筋，不但增
49、加工程造价，并且增大了施工的难度，对道口的交通影响更为严重。钢箱梁造价虽较混凝土粱高，但仅在主要路口处设置，占全桥总工程量的比率较少，对整个工程造价影响较小，且梁高与一般段混凝土梁梁高一致，整体景观效果也比较好。综合考虑， 高架桥在主要节点处大跨桥梁结构推荐采用连续钢箱梁结构。主要控制节点处的桥梁横断面布置如图示：各主要节点处桥型方案简述如下： 友谊大道节点友谊大道节点即徐东大街跨友谊大道交叉路口，现状道口有一 20m 宽的友- 34 -谊大道地下车行通道，结合该道口地面道路渠化并考虑桥梁结构受力特性，该道口处桥型方案为 37.5m52m37.5m 连续钢箱梁。 团结大道节点团结大道节点即徐东大街跨团结大道交叉路口，综合考虑道口处交通组织及尽量使桥梁跨径布置标准化，此道口跨线桥桥型方案为 37.5m50m 37.5m连续钢箱梁。4、 桥梁工程设计方案小结通过以上对一般路段、道口控
