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城市橋梁與輕軌合建工程總體設計分析

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:15 [收藏]


    　　摘　要：介紹廣州南沙開(kāi)發(fā)區新蕉門(mén)大橋總體設計的主要技術(shù)標準、設計原則、設計重點(diǎn)和難點(diǎn)，對城市橋梁與輕軌合建工程在總體設計時(shí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)等方面進(jìn)行分析?？梢蚤_(kāi)拓設計思路，用于相近工程設計時(shí)的參考。
    　　關(guān)鍵詞：城市橋梁 輕軌 總體設計 雙塔鋼桁梁斜拉橋
    　　
    　　1、工程概況
    　　新蕉門(mén)大橋工程位于廣州南沙地區的中部組團，橫跨南沙經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區和珠江管理區。路線(xiàn)大致為東西走向，全長(cháng)約9.1km；規劃為城市主干道，規劃寬度60m.近期工程包括道路、立交、新蕉門(mén)大橋設計。新蕉門(mén)大橋跨越水域寬度1100m的龍穴南水道，由于橋位距出?？谳^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計，最高通航水位為7.4m.橋梁結構采用140m+280m+140m雙塔鋼桁梁斜拉橋，分上、下層布置，上層為雙向6車(chē)道的城市交通，下層為雙線(xiàn)輕軌交通（見(jiàn)圖1）。



    新蕉門(mén)大橋工程既是連接南沙經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區和珠江管理區的重要紐帶,又是南沙經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區一條重要的對外通道。工程的實(shí)施對解決城市組團間跨區交通、城市區域對外交通起到非常重要的作用。

    　　2、總體設計
    　　2.1主要技術(shù)標準
    　　2.1.1主線(xiàn)道路及新蕉門(mén)大橋
    　　城市主干道：設計車(chē)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(cháng)170m；橫坡2%雙面坡。
    　　2.1.2輕軌線(xiàn)路標準
    　　最小平面轉彎半徑：一般不小于150m，困難地段50m；輕軌預留最小寬度9.6m；凈高控制≥6.8m；最小豎曲線(xiàn)半徑1000m；最大坡度5%；軌距1.435m；行車(chē)方式為右側行車(chē)；最高行車(chē)速度為80km/h。
    　　2.1.3立交設計標準
    　　設計車(chē)速主線(xiàn)為60km/h；匝道為40km/h.采用城-A荷載。最大縱坡主線(xiàn)為4%；匝道為5.5%。
    　　2.2設計原則
    　　2.2.1平面設計
    　　滿(mǎn)足規劃道路、輕軌走向要求，結合工程實(shí)際情況確定路線(xiàn)走向；大橋橋址的選定滿(mǎn)足水利、航道及規范要求；滿(mǎn)足輕軌分離、銜接要求；預留遠期輕軌用地；減少對沿線(xiàn)自然生態(tài)環(huán)境的破壞。
    　　2.2.2縱斷面設計
    　　滿(mǎn)足工程區域內防洪標高要求（線(xiàn)路全線(xiàn)道路中線(xiàn)最低控制標高為6.3m）；滿(mǎn)足與沿線(xiàn)現有道路交叉口標高及立交連接要求；滿(mǎn)足線(xiàn)路跨越的河涌、水道的通航凈高要求；滿(mǎn)足現有南部快速干線(xiàn)高架橋、規劃路（含堤岸）行車(chē)凈空（≥5m）；滿(mǎn)足輕軌分離、銜接要求；符合規范設計要求的前提下，綜合考慮全線(xiàn)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橫斷面設計
    　　滿(mǎn)足規劃及遠期交通量要求；設置中央綠化帶、種植行道樹(shù)以改善環(huán)境，提高行車(chē)、行人的使用舒適性；預留遠期輕軌位置。
    　　2.2.4其他
    　　滿(mǎn)足公共交通要求，沿線(xiàn)設置港灣式公共汽車(chē)?？空?；滿(mǎn)足行人安全要求，交叉口處均進(jìn)行交通渠化，并設置人行斑馬線(xiàn)及行人過(guò)街信號燈。
    　　2.3設計重點(diǎn)
    　　2.3.1平面選線(xiàn)
    　　路線(xiàn)全線(xiàn)長(cháng)約9.1km，基本與規劃道路中線(xiàn)吻合。路線(xiàn)沿線(xiàn)與4條城市主干道相交，規劃寬度均為60m.在下穿現有南部快速干線(xiàn)高架橋時(shí)，為保證通行凈空和行車(chē)視距，道路中線(xiàn)進(jìn)行偏移，偏移后橋墩位于道路中央分隔帶及兩側人行道上。路線(xiàn)在水道東側至環(huán)島西路之間，地處起伏的山丘，為減少對山體的破壞，設計橋位相對規劃橋位向東南向微調55~75m。
    　　2.3.2橋位確定
    　　大橋橋位根據橋址評審研討會(huì )中航道、水利、規劃等相關(guān)部門(mén)的意見(jiàn)，選在河道順直、河床穩定的水域段，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(xiàn)路新蕉門(mén)大橋設計橋位較規劃橋位南偏75~55m.在設計標高基本相等條件下，規劃橋位對東岸的山體開(kāi)挖高度會(huì )比設計橋位增高20m，且護坡高度達到50m，開(kāi)挖土石方量增加約33萬(wàn)m3.從保護環(huán)境、降低工程造價(jià)、保證行車(chē)安全等多方面考慮，采用設計橋位作為實(shí)施線(xiàn)位。
    　　2.3.3環(huán)島西路立交(近期實(shí)施)
    　　通過(guò)比較且經(jīng)規劃部門(mén)審批，采用環(huán)島西路立交為近期實(shí)施立交形式。
    　　根據相交道路規劃性質(zhì)和規劃車(chē)道數，環(huán)島西路立交主線(xiàn)高架橋為雙向6車(chē)道和雙向4車(chē)道，橋寬分別為26.0m和19.0m，并設置兩條右轉匝道。匝道為單向雙車(chē)道，寬度9.5m.所有左轉車(chē)流通過(guò)右轉駛入環(huán)島西路后調頭完成交通轉換，環(huán)島西路平面交叉口保持現有形式和交通組織。
    　　該方案立交形式簡(jiǎn)潔，環(huán)島西路現有平面交叉口交通組織和渠化基本維持現狀，工程實(shí)施時(shí)交通可基本保持正常運行，減少拆遷，工程造價(jià)低。
    　　2.4設計難點(diǎn)
    　　2.4.1輕軌分離段設計
    　　新蕉門(mén)大橋是與輕軌合建的大跨徑雙塔鋼桁梁斜拉橋，總體設計中需考慮滿(mǎn)足規劃輕軌走向的要求；輕軌平面、縱斷面、橫斷面、凈空的設計要求；根據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(shí)了解工程沿線(xiàn)規劃用地，為遠期輕軌的接入預留一定的空間；根據城市交通上行、輕軌下行的布置形式，考慮輕軌從平面分離或平縱結合實(shí)現空間分離的可能性。
    　　通過(guò)比較，采用下述方案實(shí)現橋梁與輕軌的分離（見(jiàn)圖2）。


    主線(xiàn)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(xiàn)轉出（半徑200m），實(shí)現橋梁與輕軌的分離?？v斷面設計中，輕軌在S形平曲線(xiàn)范圍內，仍與主線(xiàn)坡度相同，平面轉出后，輕軌可根據實(shí)際需要設置變坡點(diǎn)。
    　　優(yōu)點(diǎn)：主線(xiàn)橋梁線(xiàn)形流暢；輕軌分離后位于主線(xiàn)橋梁的一側，遠期實(shí)施時(shí)易于接入，且遠期施工時(shí)對已有工程影響較??；輕軌遠期實(shí)施時(shí)平縱布局空間大，遠期建設費用會(huì )減少。
    　　缺點(diǎn)：輕軌平面線(xiàn)形標準偏低，車(chē)速受限制，空間美觀(guān)性差，從規劃用地考慮，造成主線(xiàn)與輕軌所夾地塊浪費。在水道西岸，輕軌在道路一側，對該側遠期規劃住宅噪聲影響較大，如按本方案實(shí)施，規劃需對用地范圍、用地性質(zhì)做較大調整。

    　　3、總體設計小結
    　　在涉及道路、橋梁、立交、輕軌等綜合性項目的總體設計中，應該首先把握住設計的重點(diǎn)和難點(diǎn)?？傮w設計中，道路設計的重點(diǎn)是平面選線(xiàn)，直接影響工程的可行性、經(jīng)濟性、美觀(guān)性。橋梁的設計重點(diǎn)在于橋位的選擇，且滿(mǎn)足航道部門(mén)、水利部門(mén)、規劃部門(mén)的要求。立交設計的重點(diǎn)是立交形式滿(mǎn)足交通要求，并著(zhù)重考慮用地拆遷問(wèn)題。設計的難點(diǎn)是確定輕軌的分離方式。在市政工程設計中，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(shí)施，因此在設計中，除了需要掌握輕軌在平面、縱斷面、凈空、凈寬等方面的設計要求外，還需要充分考慮輕軌遠期實(shí)施時(shí)接入的可能性、經(jīng)濟性，做到近期實(shí)施合建的同時(shí)，兼顧遠期設計空間的預留。在設計中，根據項目的實(shí)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(xiàn)的規劃用地等方面進(jìn)行綜合分析，確定出切實(shí)可行的方案。

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