深圳市恒心路桥梁工程设计及具体施工要求

摘　要：介绍了恒心路桥梁的特点，以及桥梁结构选型、抗震设计、耐久性设计等方面的内容。
关键词：桥梁；设计；预制小箱梁；现浇连续箱梁；抗震；耐久性
深圳市恒心路工程南起盐田港明珠大道，向北穿越梧桐山，经西坑村片区、塘坑水库群、横岗街道中心，下穿水官高速、机荷高速、厦深铁路、博深高速后，顺接平湖凤凰大道，终点与凤平大道衔接，全长19.15 km。
　　本项目为城市Ⅰ级主干道，设计车速50km/h，桥梁设计荷载为公路-Ⅰ级，左、右分幅设计。沿线新建桥梁八座，具体设置情况见表1。
表1 桥梁设置一览表
　　
　　　设计原则
　　桥梁设计遵循“技术先进、安全可靠、使用耐久、经济合理”的原则，按照“安全、适用、经济、美观和有利环保”的要求进行设计。桥型选择尽量采用标准化装配式结构，尽量采用机械化和工厂化施工，节约投资，便于养护和构件的更换。
　　1）总体设计应满足地方交通及城市规划的要求。
　　2）在没有特殊要求的前提下，在满足功能的基础上，选择结构受力明确、外形简洁、便于施工的桥型，提高行车的舒适性，体现出“以人为本”的设计理念。
　　3）对无水文及通航要求的一般性桥梁，应根据桥位处的自然环境和地形条件，合理布设桥孔，与自然景观融为一体，体现“尊重自然、保护环境”的设计理念。
　　4）桥型方案的选择应充分考虑我国施工技术水平和施工单位能力，实现标准化、装配化乃至工厂化生产。
　　5）桥型方案设计应考虑结构耐久性和运营费用，合理选用桥面附属设施，满足行车平顺、舒适的要求，方便养护，使费用达到最省，体现 “全寿命周期成本”的理念。
　　6）因地制宜，根据地质条件，选择合理的基础形式，确保基础支承于完整、稳定的地基之上。
　　7）认真考虑对山区生态景观、环境的影响，满足可持续发展的要求。环境敏感地区的桥梁应增设各种措施，减少对环境的污染。
　　8）上跨铁路及水源保护区时，加设防抛网，设置双层防撞护栏，将桥面雨水引出水源保护区范围。
　　
　　　桥梁设计
　　　上部结构
　　本项目桥梁跨径基本上以30m为主，桥位大部分位于直线段上，仅有少部分位于大半径曲线上。因此，除跨平盐铁路采用钢箱梁、跨平大路采用现浇连续箱梁外，其余均采用预制小箱梁。横断面图见图1。

图1 桥梁横断面图
　　1）预制小箱梁特点
　　预制小箱梁具有造价省、施工方便的特点，其造价低于现浇连续箱梁，是中等跨径桥梁常用的上部结构。桥型美观，结构受力性能好，行车舒适性好，无需大量支架，造价较低，后期养护工作量小。在桥头路基预制小箱梁，采用架桥机安装，将工作面移至桥上，可减小对环境的影响。当弯桥的弯曲程度较小时，可采取弯桥直做的方式，以翼缘板宽度来调整平面线形，可减少曲梁的弯扭作用，弥补弯桥在受力和施工上的不足；通过加强横向联系，可提高结构的整体性。
　　2）现浇连续箱梁特点
　　现浇连续箱梁采用满堂支架施工，支架工程量大，跨河桥会影响通航与排洪，支架安全性较难保证；施工周期长，费用高，要有较大的施工场地，管理复杂。一般适用于地形平坦、中等跨径且墩高不大、桥孔不多的桥梁；或弯曲程度较大的弯桥、变宽桥以及预制场地选择困难的桥梁。
　　3）预制小箱梁的结构连续与桥面连续
　　为提高桥梁整体性及行车舒适性，预制小箱梁在桥墩位置采用桥面连续或结构连续形式。结构连续是预制梁在临时支座上安装就位后，通过现浇接头转换为连续结构，并在梁顶设置钢束来抵抗体系转换后引起的负弯矩；桥面连续则是在预制梁安装完成后，在支座处桥面板布设现浇钢筋网，以加强梁端接缝处的连续性，不改变简支结构、不进行体系转换。两者比较见表2。
表2 桥面连续与结构连续比较表

　　本着“全寿命周期成本”理念，考虑行车舒适性及后期养护，本项目预制小箱梁采用结构连续形式。
　　　下部结构
　　本项目桥墩形式基本上以柱式墩为主。柱式墩是目前被广泛采用的桥墩形式，其自重轻，结构稳定性好，施工方便、快捷，外观轻颖美观，桥墩布设灵活性大，可适应不同类型的基础。大部分桥梁位于地形较为平坦的区域，基岩埋置比较深，采用钻孔灌注桩基础；仅有小部分桥梁位于山脚区域，地势起伏不大，基岩埋置较浅，采用明挖扩大基础。
　　
　　　施工方案
　　　预制连续小箱梁
　　1）预制主梁，待砼达到设计强度后张拉正弯矩区钢束，压浆并清理通气孔；浇筑桥墩，组装架桥机；安装临时、永久支座，按对称、均衡原则架设主梁。
　　2）连接横隔板及翼板间横向湿接缝钢筋，浇筑砼。
　　3）布设连续接头钢筋及顶板束，浇筑砼，待砼达到设计强度后张拉负弯矩钢束。
　　4）连接顶板束槽口钢筋，布设整体化层钢筋网及墩顶加强钢筋，浇筑桥面砼。从一联内边墩开始对称拆除临时支座，同一墩位由中间向两边拆除，形成连续梁体系。
　　5）施工桥面附属设施。
　　　现浇连续箱梁
　　现浇连续箱梁采用满堂支架施工，每次应搭起整孔支架，同时应严格控制支架沉降。浇筑砼前应对支架进行预压，以减少非弹性变形并确保支架的承载能力，预压时间不得小于3天，预压重量不得小于箱梁自重，待浇筑腹板砼时开始逐步减压。当采用落地支架时，应在搭架前对地基进行严格处理。
　　现浇连续箱梁顶、底板采用分层浇筑时，分层面宜选择在腹板高度的1/3~2/3之间。一个施工段内梁段较长时，可再分段浇筑，以减少因顶、底板砼龄期差别而产生的收缩裂缝。一个施工段内再分段浇筑砼时，施工缝应选在离支点L/5~L/4之间。
　　
　　　抗震设计
　　根据《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008），本项目桥梁抗震设防类别为B类，抗震设防措施等级为8度。为此采取以下抗震措施：
　　1）墩台的柱身和桩基础均采用螺旋箍筋，其接头采用焊接，局部箍筋间距加密。
　　2）为防止落梁，墩台帽梁两侧设置抗震挡块，并按要求加宽帽梁尺寸（满足a≥70+0.5L），使支座离帽梁边缘有一定距离；梁体两侧设置橡胶缓冲装置；在梁与梁之间、梁与墩台之间设置弹性挡块缓冲设施，并将墩台处的防震挡块尺寸加大；连续梁墩顶设置抗震销钉或限位块以保证结构的抗震稳定性。
　　3）加强结构抗剪设计，增强结构构造配筋。
　　4）加强预制小箱梁梁片之间的横向连接（尤其是边梁与次边梁的连接），以提高上部结构的整体性。