苏州轨道交通2号线高架区间桥梁特点

宋庆华　顾戌华

(苏州市市政工程设计院有限责任公司　江苏苏州　215123)



苏州轨道交通2号线高架区间桥梁特点

宋庆华顾戌华

(苏州市市政工程设计院有限责任公司江苏苏州215123)

介绍苏州轨道交通2号线高架区间桥梁的结构形式选择、设计原则、设计标准，阐述标准段简支梁、跨河跨路段连续梁、下部结构桥墩、栏板等的设计，对桥梁上下部结构的选型特点、桥墩墩顶纵向水平线刚度取值问题进行研究。结果表明，桥墩墩顶纵向水平线刚度可根据当地气温和车辆情况对规范限值作适当降低。

轨道交通；高架区间；线刚度；箱梁

1　工程概况

苏州轨道交通2号线总体呈南北走向，线路起于苏州市相城区京沪高铁苏州北站，经平江新城、苏州火车站、石路商业区、沧浪新城，终于吴中区迎春南路，全长26.6 km，全线设22座车站，其中高架车站5座，地下车站17座。高架线全长约8 km，6个高架区间全长6 632.744 m。

高架线路大部分路段位于已建或待建地面道路采莲路的中央分隔带中，线路两侧为民宅或耕地，有2处曲线段(R=500 m)，其余线路基本处于直线段。

2　桥梁结构形式的选择

根据现场环境，并结合施工条件，高架区间标准段采用简支整体大箱梁，跨径30 m，全线简支梁跨径变化范围为19.62～35 m；对有较大跨越要求的跨河跨路段采用变截面连续梁，跨径有(35+50+35)m(多处)、(40+60+40)m(1处)、(2×44)m(1处)，箱梁采用C50砼，支架现浇施工。

3　设计原则及标准

3.1设计原则

1) 梁体在列车静活载作用下，其竖向挠度不应超过下列容许值：L≤30 m为L/2 000，30 m

2) 梁体的横向自振频率应不小于 90/L。

3) 桥墩水平线刚度：根据梁轨共同作用原理计算。

5) 墩台沉降容许值：墩台均匀沉降量为20 mm，相邻墩台沉降量之差为10 mm。

6) 线路铺设后，桥梁徐变上拱或下挠值不大于10 mm。

3.2设计标准

1) 列车最高运行速度为80 km/h，列车采用B型车，5辆车编组；

2) 结构设计使用年限为100年；

3) 工程结构安全等级为一级；

4) 抗震设防烈度6度，地震动峰值加速度为0.05g。

4　标准段简支梁设计

标准段采用30 m简支箱梁。简支梁的梁高为1.8 m，箱梁端横梁宽度1 m，不设跨中横梁。预应力钢束采用φS15.20钢绞线，腹板内钢束上弯至梁顶张拉，底板钢束在箱梁内一侧张拉，另一侧为固定端。箱梁采用C50砼，支架现浇施工，各跨箱梁可同步施工。箱梁断面如图1、2所示。

图1　30 m简支梁支点断面

图2　30 m简支梁跨中断面

5　跨河跨路段连续梁设计

5.1(35+50+35)m变截面连续梁

跨河跨路段采用(35+50+35)m预应力砼变截面连续箱梁(多处)。连续梁预应力钢束在梁端张拉锚固，施工时要求先施工该联箱梁。箱梁断面如图3、4所示。

图3　(35+50+35)m连续梁支点断面

图4　(35+50+35)m连续梁跨中断面

5.2(40+60+40)m变截面连续梁

春申湖路规划为苏州中环线(隧道)，该节点采用(40+60+40)m变截面连续箱梁，箱梁预应力钢束在梁端张拉。箱梁断面如图5、6所示。

图5　(40+60+40)m连续梁支点断面

图6　(40+60+40)m连续梁跨中断面

5.3(2×44)m连续梁(墩梁固结)

太阳路节点采用(2×44)m变截面连续梁(墩梁固结)，该节点处为2号线标高最高点，轨道交通2号线处于第3层，规划312国道(改线)高架桥处于第2层。箱梁预应力钢束在梁端张拉，箱梁断面如图7、8所示。

图7　(2×44)m连续梁根部断面

图8　(2×44)m连续梁端部断面

6　下部结构桥墩设计

下部结构桥墩采用花瓶墩，桥墩墩顶纵向水平线刚度与桥墩高度、桥墩截面尺寸、桩基直径、桩的间距、地质情况等参数有关。简支梁桥墩墩身根部横桥向宽2.5 m，顺桥向宽根据墩身线刚度要求为变值，变化范围为1.8～2.5 m。大跨径连续梁中墩也采用花瓶墩，墩身根部横桥向宽3.0 m，顺桥向宽根据线刚度要求为变值，变化范围为2～2.5 m。在太阳路南侧，为避免桥墩与桥下道路冲突，全线共设置了3个门式墩，采用箱梁与桥墩分离的形式，墩顶横梁采用预应力结构。

下部结构基础均采用钻孔桩基础，每个桥墩一般采用4φ1.2 m钻孔桩，大跨径桥梁桥墩及较高的桥墩采用4φ1.5 m钻孔桩，门式墩采用双承台，每个承台下设4φ1.2 m钻孔桩。钻孔桩、承台均采用C35砼，墩身采用C40砼。桥墩尺寸图如图9～12所示，尺寸表如表1、2所示。

图9　简支梁桥墩(桩径1.2 m)

图10　简支梁桥墩(桩径1.5 m)

图11　连续梁桥墩

图12　门式墩

简支梁跨径L/m简支梁增高H/m顺桥向桩间距a/m承台高度b/m顺桥向墩宽度c/m钻孔桩直径/cmL≤30H≤11.53.22.01.812011.5≤H≤12.53.62.01.812012.5≤H≤14.03.62.02.212014

表2　连续梁中墩尺寸

7　栏板设计

桥面栏板采用预制栏板，高1.5 m，标准段栏板长度为2 m，梁端及局部位置采用非标准栏板。预制栏板缝隙采用聚氨酯灌封胶封堵，防止列车噪声传至敏感建筑物，如图13所示。

图13　栏板设计

8　经济指标

上部结构箱梁经济指标如表3所示。

9　设计要点

关于桥墩墩顶纵向水平线刚度取值问题，根据初步设计专家评审意见，鉴于苏州地区的气温条件及行驶B型车的实际情况，并根据梁轨共同作用原理，对简支梁及连续梁桥墩墩顶纵向水平线刚度限值进行了优化，适当降低了线刚度限值。按GB 50157—2003《地铁设计规范》规定的最小线刚度限值的0.7～0.75倍取值，设定原则如下：L≤30 m简支梁桥墩，240 kN/cm；L>30 m简支梁桥墩，280 kN/cm；简支梁双固定支座桥墩，480 kN/cm；连续梁中墩(跨径(35+50+35)m、(40+60+40)m，仅1个中墩采用固定支座)480 kN/cm；连续梁边墩采用活动支座，按一般简支梁桥墩处理。

表3　上部结构箱梁经济指标

计算表明，经过与轨道交通专业的配合，上述桥墩墩顶纵向水平线刚度的取值满足要求。

10　结语

苏州轨道交通2号线高架区间桥梁上部结构标准段采用现浇整体简支箱梁，跨河跨路段采用变截面连续箱梁，下部结构桥墩采用花瓶墩。桥墩墩顶纵向水平线刚度取值可结合当地气温及车辆情况，对规范限值适当降低。苏州轨道交通2号线已于2013年12月28日开通试运营。

[1] GB 50157—2003地铁设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.

(编辑：王艳菊)

Characteristics of the Viaduct Design of Suzhou Urban Rail Traffic Line 2

Song Qinghua Gu Xuhua

(Suzhou Municipal Design Institute Co., Ltd., Suzhou Jiangsu 215123)

This paper introduces the structure form, design principle and design standard of the viaduct in Suzhou urban rail traffic Line 2 and illustrates the design of a simply-supported beam in standard sections, continuous beams crossing the bridge and river, the structure of the lower part of a bridge pier, and the column board. The paper also studied structural characteristics of the upper and lower bridge, and discussed how to determine longitudinal horizontal stiffness value of bridge's pier top. Longitudinal horizontal stiffness value of bridge's pier top could be appropriately adjusted to a smaller one in line with local temperatures and vehicle conditions.

urban rail traffic; viaduct; longitudinal stiffness; box girder

10.3969/j.issn.1672-6073.2015.01.022

2013-12-31

2014-01-13

宋庆华，男，高级工程师，从事桥梁设计工作，Song_qh@smedi.com.cn

U443

A

1672-6073(2015)01-0097-04