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城市橋梁與輕軌合建工程總體設(shè)計分析

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：2009-12-22 20:26:15 [收藏]


    　　摘　要：介紹廣州南沙開發(fā)區(qū)新蕉門大橋總體設(shè)計的主要技術(shù)標準、設(shè)計原則、設(shè)計重點和難點，對城市橋梁與輕軌合建工程在總體設(shè)計時的重點和難點等方面進行分析?？梢蚤_拓設(shè)計思路，用于相近工程設(shè)計時的參考。
    　　關(guān)鍵詞：城市橋梁 輕軌 總體設(shè)計 雙塔鋼桁梁斜拉橋
    　　
    　　1、工程概況
    　　新蕉門大橋工程位于廣州南沙地區(qū)的中部組團，橫跨南沙經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和珠江管理區(qū)。路線大致為東西走向，全長約9.1km；規(guī)劃為城市主干道，規(guī)劃寬度60m.近期工程包括道路、立交、新蕉門大橋設(shè)計。新蕉門大橋跨越水域?qū)挾?100m的龍穴南水道，由于橋位距出海口較近，對通航要求較高，其中主航道通航孔凈空：200m×24m，輔航道通航孔凈空：110m×18m.大橋采用三百年一遇的洪水頻率設(shè)計，最高通航水位為7.4m.橋梁結(jié)構(gòu)采用140m+280m+140m雙塔鋼桁梁斜拉橋，分上、下層布置，上層為雙向6車道的城市交通，下層為雙線輕軌交通（見圖1）。



    新蕉門大橋工程既是連接南沙經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和珠江管理區(qū)的重要紐帶,又是南沙經(jīng)濟開發(fā)區(qū)一條重要的對外通道。工程的實施對解決城市組團間跨區(qū)交通、城市區(qū)域?qū)ν饨煌ㄆ鸬椒浅Ｖ匾淖饔谩?br />
    　　2、總體設(shè)計
    　　2.1主要技術(shù)標準
    　　2.1.1主線道路及新蕉門大橋
    　　城市主干道：設(shè)計車速60km/h；道路采用瀝青混凝土路面；橋梁采用城-A荷載；最大縱坡3%；最小坡長170m；橫坡2%雙面坡。
    　　2.1.2輕軌線路標準
    　　最小平面轉(zhuǎn)彎半徑：一般不小于150m，困難地段50m；輕軌預(yù)留最小寬度9.6m；凈高控制≥6.8m；最小豎曲線半徑1000m；最大坡度5%；軌距1.435m；行車方式為右側(cè)行車；最高行車速度為80km/h。
    　　2.1.3立交設(shè)計標準
    　　設(shè)計車速主線為60km/h；匝道為40km/h.采用城-A荷載。最大縱坡主線為4%；匝道為5.5%。
    　　2.2設(shè)計原則
    　　2.2.1平面設(shè)計
    　　滿足規(guī)劃道路、輕軌走向要求，結(jié)合工程實際情況確定路線走向；大橋橋址的選定滿足水利、航道及規(guī)范要求；滿足輕軌分離、銜接要求；預(yù)留遠期輕軌用地；減少對沿線自然生態(tài)環(huán)境的破壞。
    　　2.2.2縱斷面設(shè)計
    　　滿足工程區(qū)域內(nèi)防洪標高要求（線路全線道路中線最低控制標高為6.3m）；滿足與沿線現(xiàn)有道路交叉口標高及立交連接要求；滿足線路跨越的河涌、水道的通航凈高要求；滿足現(xiàn)有南部快速干線高架橋、規(guī)劃路（含堤岸）行車凈空（≥5m）；滿足輕軌分離、銜接要求；符合規(guī)范設(shè)計要求的前提下，綜合考慮全線土方平衡、利于大橋施工、避免大填大挖、環(huán)境保護等方面。
    　　2.2.3橫斷面設(shè)計
    　　滿足規(guī)劃及遠期交通量要求；設(shè)置中央綠化帶、種植行道樹以改善環(huán)境，提高行車、行人的使用舒適性；預(yù)留遠期輕軌位置。
    　　2.2.4其他
    　　滿足公共交通要求，沿線設(shè)置港灣式公共汽車?？空?；滿足行人安全要求，交叉口處均進行交通渠化，并設(shè)置人行斑馬線及行人過街信號燈。
    　　2.3設(shè)計重點
    　　2.3.1平面選線
    　　路線全線長約9.1km，基本與規(guī)劃道路中線吻合。路線沿線與4條城市主干道相交，規(guī)劃寬度均為60m.在下穿現(xiàn)有南部快速干線高架橋時，為保證通行凈空和行車視距，道路中線進行偏移，偏移后橋墩位于道路中央分隔帶及兩側(cè)人行道上。路線在水道東側(cè)至環(huán)島西路之間，地處起伏的山丘，為減少對山體的破壞，設(shè)計橋位相對規(guī)劃橋位向東南向微調(diào)55~75m。
    　　2.3.2橋位確定
    　　大橋橋位根據(jù)橋址評審研討會中航道、水利、規(guī)劃等相關(guān)部門的意見，選在河道順直、河床穩(wěn)定的水域段，橋位與常水位水流方向基本垂直。由于受水道東岸山丘的限制，線路新蕉門大橋設(shè)計橋位較規(guī)劃橋位南偏75~55m.在設(shè)計標高基本相等條件下，規(guī)劃橋位對東岸的山體開挖高度會比設(shè)計橋位增高20m，且護坡高度達到50m，開挖土石方量增加約33萬m3.從保護環(huán)境、降低工程造價、保證行車安全等多方面考慮，采用設(shè)計橋位作為實施線位。
    　　2.3.3環(huán)島西路立交(近期實施)
    　　通過比較且經(jīng)規(guī)劃部門審批，采用環(huán)島西路立交為近期實施立交形式。
    　　根據(jù)相交道路規(guī)劃性質(zhì)和規(guī)劃車道數(shù)，環(huán)島西路立交主線高架橋為雙向6車道和雙向4車道，橋?qū)挿謩e為26.0m和19.0m，并設(shè)置兩條右轉(zhuǎn)匝道。匝道為單向雙車道，寬度9.5m.所有左轉(zhuǎn)車流通過右轉(zhuǎn)駛?cè)氕h(huán)島西路后調(diào)頭完成交通轉(zhuǎn)換，環(huán)島西路平面交叉口保持現(xiàn)有形式和交通組織。
    　　該方案立交形式簡潔，環(huán)島西路現(xiàn)有平面交叉口交通組織和渠化基本維持現(xiàn)狀，工程實施時交通可基本保持正常運行，減少拆遷，工程造價低。
    　　2.4設(shè)計難點
    　　2.4.1輕軌分離段設(shè)計
    　　新蕉門大橋是與輕軌合建的大跨徑雙塔鋼桁梁斜拉橋，總體設(shè)計中需考慮滿足規(guī)劃輕軌走向的要求；輕軌平面、縱斷面、橫斷面、凈空的設(shè)計要求；根據(jù)兩岸不同的地形地勢，以跨越水面后橋梁與輕軌盡早分離為原則，減少近期工程投資；同時了解工程沿線規(guī)劃用地，為遠期輕軌的接入預(yù)留一定的空間；根據(jù)城市交通上行、輕軌下行的布置形式，考慮輕軌從平面分離或平縱結(jié)合實現(xiàn)空間分離的可能性。
    　　通過比較，采用下述方案實現(xiàn)橋梁與輕軌的分離（見圖2）。


    主線上層城市交通橋梁平面保持不變，輕軌在跨越水道后，于橋梁下部以S型平曲線轉(zhuǎn)出（半徑200m），實現(xiàn)橋梁與輕軌的分離?？v斷面設(shè)計中，輕軌在S形平曲線范圍內(nèi)，仍與主線坡度相同，平面轉(zhuǎn)出后，輕軌可根據(jù)實際需要設(shè)置變坡點。
    　　優(yōu)點：主線橋梁線形流暢；輕軌分離后位于主線橋梁的一側(cè)，遠期實施時易于接入，且遠期施工時對已有工程影響較??；輕軌遠期實施時平縱布局空間大，遠期建設(shè)費用會減少。
    　　缺點：輕軌平面線形標準偏低，車速受限制，空間美觀性差，從規(guī)劃用地考慮，造成主線與輕軌所夾地塊浪費。在水道西岸，輕軌在道路一側(cè)，對該側(cè)遠期規(guī)劃住宅噪聲影響較大，如按本方案實施，規(guī)劃需對用地范圍、用地性質(zhì)做較大調(diào)整。

    　　3、總體設(shè)計小結(jié)
    　　在涉及道路、橋梁、立交、輕軌等綜合性項目的總體設(shè)計中，應(yīng)該首先把握住設(shè)計的重點和難點?？傮w設(shè)計中，道路設(shè)計的重點是平面選線，直接影響工程的可行性、經(jīng)濟性、美觀性。橋梁的設(shè)計重點在于橋位的選擇，且滿足航道部門、水利部門、規(guī)劃部門的要求。立交設(shè)計的重點是立交形式滿足交通要求，并著重考慮用地拆遷問題。設(shè)計的難點是確定輕軌的分離方式。在市政工程設(shè)計中，較少遇到城市橋梁與輕軌合建的工程。在本工程中輕軌為遠期實施，因此在設(shè)計中，除了需要掌握輕軌在平面、縱斷面、凈空、凈寬等方面的設(shè)計要求外，還需要充分考慮輕軌遠期實施時接入的可能性、經(jīng)濟性，做到近期實施合建的同時，兼顧遠期設(shè)計空間的預(yù)留。在設(shè)計中，根據(jù)項目的實際情況，如城市交通與輕軌的空間布置形式、兩岸的地形地勢、沿線的規(guī)劃用地等方面進行綜合分析，確定出切實可行的方案。

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