□李雪荣(周口市贾鲁河工程管理处)
周口大闸交通桥加宽的必要性
□李雪荣(周口市贾鲁河工程管理处)
文章通过对周口大闸交通桥工程现状及周边环境进行初步分析,发现周口大闸交通桥已成了制约当地交通的一个瓶颈,指出了周口大闸交通桥加宽的必要性,交通桥加宽后不仅使得车辆及行人在视觉、心理和情感上感受到活动的舒适,而且可以改变周口老城区的城市面貌,促进城市的健康发展,把周口建设成为一个具有丰富人文精神内涵的现代化城市生活载体。最后从工程角度对加宽方案进行了初步的分析。
交通桥;加宽;分析
周口大闸位于汉阳路与沙颍河交汇处,是以灌溉为主兼顾工业及城市生活供水综合利用的枢纽工程,周口大闸1959年开始兴建,1975年竣工,历时10多年建成的周口大闸成为周口地标性建筑。
周口大闸南侧为10m×7.20m的深孔闸,闸身全长70.80m,北侧为14m×7.40m的浅孔闸,闸身全长110m。大闸全宽20m,闸门西侧为交通桥,桥宽10m,桥面布置为1.50m(人行道)+7m(机动车道)+1.50m(人行道)。大闸设计洪水位50.39m,现状交通桥桥面标高为52.26m。大闸上游400m范围内河道衬砌采用30cm厚110#混凝土加100cm厚的粘土铺盖。
图1 周口大闸老桥横断面图
2.1提升道路通行能力,满足交通出行需求
汉阳路为城区西侧一条南北向重要的交通主干路,向北连接周西快速通道,向南连接太昊路,新郑机场至周口高速公路目前已经通车,在周口段与周西快速通道相接,汉阳路近远期交通流量都比较大。
交通桥南侧接滨河路北侧与颍河路相连,目前现状滨河路以南机动车道宽15m,非机动车道宽7m,人行道宽5m,周口大闸以北路段,建设路以北至太清路段目前已拓宽改造,改造后红线宽50m,机动车双向六车道,宽22m,非机动车道宽6m,人行道宽5m。
大闸交通桥桥面总宽10m,车行道宽7m,两侧人行道宽度为1.50m,大闸南侧新建船闸桥梁设计总宽19m,车行道14m,人行道两侧各2.50m,且机非混行。
横断面布置如图1、图2、图3、和图4。
图2 衔接周口船闸桥梁横断面图
图3 汉阳路(滨河路南)现状段道路横断面图
由此可见,周口大闸交通桥比周口船闸交通桥、周口沙颍河大闸交通桥断面宽度窄显然无法满足交通出行需求与城市发展的需要,已经成为制约交通通行的瓶颈,进行加宽改造迫在眉睫;且机动车与非机动车混行,安全性较差,影响城市形象。
图4 汉阳路(太清路至建设路)道路横断面图
2.2美化环境,提升城市形象
周口大闸作为周口市地标性建筑,沿沙颍河南侧建有滨河公园,因此加宽桥梁要更加注重桥梁景观与周围环境相融合。一座经典的景观桥梁不仅美化环境,使得车辆及行人在视觉、心理和情感上感受到景观的优美、活动的舒适,而且可以改变周口老城区的城市面貌,提升周口的城市地位,创造更吸引人的城市环境,促进城市的健康发展,把周口建设成为一个具有丰富人文精神内涵的现代化城市生活载体。
3.1单边新建桥梁方案
由于周口大闸闸门、启闭机均位于下游,只能考虑向上游加宽。加宽后桥梁保持与周口船闸交通桥衔接一致。因原周口大闸交通桥已成为交通要道的“瓶颈”,亟待拓宽,且不能中断交通;加之原桥弃之可惜,故可采用在老桥的一侧单边新建桥梁,达到提高通行能力和承载能力的目的。可以拆除大闸交通桥西侧栏杆及人行道板后,在西侧增设边梁(或边拱肋),实现拓宽桥梁的目的。新增边梁与原主梁之间铰接,只承受自身恒载、人行道恒载与人群荷载,不承受原主梁传递的剪力,也不参加荷载横向分配。用这种方法拓宽桥梁时,应测量桥墩(台)顶宽度是否能放置新增的梁或拱肋,若不够,应进行墩帽(盖梁)的拓宽处理。
3.2预制箱粱桥加宽拼接实施方案
考虑到周口船闸交通桥为钢箱梁桥,为与船闸交通桥一致,上部结构可采用不等跨预应力混凝土组合箱梁或钢箱梁,下部采用钻孔灌注桩基础,台后接挡墙。预制小箱梁广泛用于城市道路、跨河桥梁、跨铁路桥梁,适用范围比较广。优点:预制小箱梁施工工艺比较成熟,施工难度比较低,上部结构可以采用工厂预制,可以与下部同时施工,能够有效缩短工期,安装时采用吊装施工,对河道和汉阳路交通桥影响比较小。小箱梁外侧可以采用外挂石材装饰,装饰景观可以与大闸相得益彰。小箱梁桥面整体性比较好,行车舒适度高。小箱梁造价比较低,后期维护成本比较少。缺点:需要在河道内施工桩基,对大闸上游衬砌会有一定的影响。
3.3增设钢筋混凝土悬臂挑梁方案
这是最简便的桥梁拓宽改造方法,并可和其它桥梁加固补强法一并使用。当旧桥桥墩、台及基础完好,能够满足拓宽甚至提载要求时,可在主要承重结构的上部结构进行合理加固和提载后,拆除两侧栏杆和人行道板,凿除原桥面铺装层,重浇加强的钢筋混凝土桥面铺装层,相应增设人行道悬臂梁和车行道悬臂板,重新安装人行道板与栏杆,从而达到拓宽桥梁的目的。这种桥梁拓宽的方法适合于梁式桥与拱式桥,一般适用于双侧拓宽的旧桥拓宽。它的突出优点是不必拓宽桥墩,加固工作量小。但是本桥是水闸交通桥,只能在单侧加宽,至少要加宽7m以上,不适宜该种方案。
3.4横断面布置
周口大闸老桥荷载标准采用汽-13级,荷载等级偏低,存在安全隐患,需要进行加固。周口大闸交通桥断面布置为1.50m(人行道)+7m(机动车道)+1.50m(人行道),周口船闸交通桥横断面布置为2.50m(人行道)+14m(机动车道)+2.50m(人行道)=19m,由于不能与南侧船闸及北侧断面匹配,因此需要对原有断面进行改造,将原有西侧1.50m人行道改造为机动车道,并向西侧加宽新建7m(机动车道)+1.50m(人行道)桥梁,加宽后断面布置为1.50m(人行道)+7m(机动车道)+7m(机动车道)+1.50m(人行道)=17m。机动车道与非机动车道之间采用硬隔离,机非分离,保证14m双向四车道的机动车道宽度。
一是切实处理好新旧桥桥面连接问题。桥梁拓宽设计前,应对旧桥现状进行全面调查,包括桥梁检测、荷载试验与分析计算,对旧桥的承载能力与可靠度做全面的评价。在对旧桥准确评估后,根据拓宽后的线路使用要求,确定拓宽设计标准,需要加固的桥梁应把拓宽与加固结合起来考虑。二是旧桥已使用多年,混凝土已充分收缩,自重作用下的徐变也已基本完成,所以拓宽新增混凝土的自重、收缩、徐变等,在设计与计算时应充分考虑,以免新旧混凝土的接合面开裂或变形不一致。三是新建桥梁尽量减少桥墩阻水面积。四是由于周口大闸桥面有高大的桥上建筑,周口大闸已经成为周口的标志性建筑之一,因此新加宽桥上应尽量避免采用高大的桥上建筑,以免对老闸景观产生影响,新建桥梁设计风格与原大闸建筑风格保持一致。五是尽量采用适应现场施工条件的桥梁结构。六是对于单边新建桥梁的设计,可完全按照独立桥梁设计,同时考虑桥梁方案经济性。
目前我国的公路桥梁在加宽方案、拼接技术等方面有了一定的研究成果,但考虑到本项目为水闸交通桥加宽,又与船闸钢结构桥相邻,故仍需进一步研究。在具体的实施过程中,应结合实际情况和要求,制定出切实可行的施工方案,这样才能达到预期的效果。总之,在安全、经济、美观、适用的原则下,做好水闸桥梁加宽改造工作,是摆在桥梁建设者及水利工作者面前的一个重要课题。
U 455.6
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1673-8853(2016)08-0115-02
2016-06-21
(责任编辑:左英勇)
李雪荣(1978-),女,工程师,主要从事水利工程管理、工程造价等方面的工作。