对现行地铁高架桥梁设计探讨

沙石磊

【摘 要】 随着我国经济建设的发展，特别是全国各大城市对地铁建设的加速发展，促使我国地铁建筑与城市市政及周边建筑等一些相关设施之间遇到越来越多的复杂问题——不断出现地形地质复杂，构造物多，地铁车站场地有限等问题必须与高架桥共建成为一体，所以，要成功设计一条安全系数高、经久耐用的地铁高架桥，结构设计就显得十分重要。本文针对地铁线路特点及桥梁设计部分的安全因素进行分析。

【关键词】 高架桥结构 探讨分析 建设 地铁

1 地铁高架桥梁安全性的构成

桥梁安全性，其实就是结构安全性，所谓结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，是结构工程最重要的质量指标。对结构工程的设计来说，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力、结构的整体牢固性与结构的耐久陛等。

1.1 桥梁结构构件承载能力的安全性分析

地铁高架我桥梁超负荷或超载会使桥梁应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面，由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性。

1.2 桥梁结构的整体牢固性

桥梁结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。

1.3 地铁桥梁结构的耐久性

我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用下的耐久性要求则相对考虑较少。然而，地铁高架桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。

2 区间地铁高架标准桥梁选择

2.1 结构体系的选择

城市轨道交通高架结构受力体系主要有简支体系和连续体系两种。在一般情况下，简支梁体系结构受力明确，易于标准化施工，易于保证施工质量，综合优势明显。标准区段桥梁推荐采用简支梁体系，跨交叉路口或其他特殊条件下必须采用大跨时可考虑采用连续梁体系。

2.2 梁型选择

高架桥上部结构应优先采用预应力混凝土结构，除满足规定的强度外，应有足够的竖向刚度和横向刚度，并保证结构的整体性和稳定性。本高架区间段桥梁配合高架区间景观设计，以减小高架桥梁整体结构体量，控制桥梁混凝土成品外观质量，保证桥梁工程标准化施工为原则。区间桥梁上部结构有许多种结构形式可供选择，通过对技术可行、经济美观、满足功用、施工快捷等方面的综合比较，提出以下几种梁型方案：箱梁、T形梁、槽形梁和空心板桥。

2.3 桥墩形式的选择

墩柱除满足通常的强度及墩顶水平位移等常规要求外，还要满足轨道交通荷载的特殊要求。在此前提下，配合上部箱梁的设计，考虑支座构造、附属设施的要求并充分考虑美观。桥梁的下部结构除应有足够的强度、刚度、稳定性和满足轨道交通荷载的特殊要求，即水平刚度要求外，外部造型也很重要。花瓣式Y型桥墩：墩柱上部设圆弧倒角曲线顺接，以达到与上部梁体的线条流畅一致，减少视觉错位感。墩四周设S型圆弧倒角，增加结构线条的柔和，适当消除混凝土构件的凝重感。

3 提高勘察设计质量的措施

3.1 用先进理念引领公路建设

要进一步创新提升地铁线路勘察设计理念，一要贯彻“以人为本，安全至上”理念。选线要尽量绕避不良地质灾害体，尽量避免长大纵坡和高填深挖。对特殊复杂桥梁隧道工程认真组织开展安全风险评估。二要贯彻“生态环保、资源节约”理念。路线要将减少用地、减少矿产资源压覆作为路线方案选择和优化的重要指标。积极推广利用风能、太阳能等清洁能源，积极采用沥青、水泥混凝土路面再生利用等技术。三要贯彻“全寿命周期成本”理念。把提高建设质量和工程耐久性放在首位。把严格控制工程投资作为约束性目标。

3.2 确保地质勘察资料全面实用可信

外业勘察资料尤其是地质勘察资料是设计的基础和依据，必须确保全面、实用、可信。勘察设计单位应根据相关技术标准规范编制外业勘察与地质勘察指导书，报项目建设管理单位批准并报省级交通运输主管部门备案。项目建设管理单位或交通运输主管部门要组织做好外业勘察特别是地质勘察的验收工作。凡是由于勘察设计单位未完成地质勘察指导书所确定的工作量或项目建设管理单位把关不严而引发重大、较大设计变更的，交通运输主管部门不予确认并追究相关单位的责任。凡是勘察工作量没有完成或深度不足的，不得组织验收，验收不合格的不得开展内业设计工作。

3.3 确定合理的勘察设计周期

项目建设管理单位要给勘察设计单位一个合理的勘察设计周期。除平原区等地形地质条件相对简单的项目外，初步设计有效工作周期一般不少于120个工作日，施工图设计有效工作周期不少于180个工作日。设计单位要建立健全内部质量保证体系，严格按照设计质量管理流程开展勘察设计，依据通过验收的外业勘察资料和地质勘察资料进行内业设计。大力推行设计标准化，加强建设过程中设计与施工的密切配合衔接。

3.4 健全勘察设计管理制度

对拟列入工程投资规模的科研项目要严格筛选、阳光操作，形成专题报告随初步设计文件一起上报审查。省级交通运输主管部门验收的科研成果要报部公路局备案以便推广应用。要尽快建立勘察设计企业信用信息库，开展勘察设计企业信用评价，实现设计企业的信息公开。对有严重不良记录的勘察设计单位，要公开曝光，一年内不得承揽新的设计任务。

4 结语

安全性和耐久性是地铁高架桥梁设计的重中之重，关系到整个地铁工程质量是否合格。在地铁设计时应充分考虑到地铁工程的线路需求合理经济的选择设计方案，保证安全性的同时力求实现工程的最大收益。地铁高架桥设计是一个复杂的、系统的工程，在设计过程中仍然有许多重大的理论问题需要解决，需要设计人员具有丰富的理论知识，并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。在不断总结以往经验的基础上，进一步创新提升公路勘察设计理念，保证工程质量和安全、控制工程造价，促进公路建设又好又快发展。

参考文献：

[1]《地铁设计规范》（GB50157-2003）.

[2]《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）.endprint