徐州市城东大道高架快速路桥梁设计

朱蔚

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

1 概况

徐州市城东大道为该市骨架路网中西向东对外射线，工程范围西起三环东路,东至徐贾快速路，起点桩号为K0+000，终点桩号为K12+300，全长12.3 km，道路红线宽度50 m。主线快速路采用高架快速路与地面快速路结合的形式，其中高架总长度约9.7 km，设计车速为80 km/h。

主线高架总长度约为9.7 km，沿线主要跨越民祥园路、汉源大道、振兴大道、鲲鹏大道、京沪高铁、徐淮高速、高新路等，共设平行匝道8对。全线共设立交5座，分别为三环东路立交、汉源大道立交、高铁枢纽立交（由鲲鹏大道立交和联络道立交组成）、高新大道立交、徐贾快速路立交。图1为工程平面示意图。

图1 工程平面示意图

2 工程特点

2.1 线路长，断面复杂

根据道路的总体布置，全线设5座立交，8对平行匝道。桥梁的断面变化频繁复杂，设计在桥梁外形上从上到下力求全线流畅，无论是跨径变化，还是结构型式变化，设计均需通过精心处理进行平顺过渡，在受力合理、满足功能的情况下兼顾景观需求。

2.2 跨越物众多，平面布置要求高

主线跨越横向道路、铁路、地道及河道，立交内各种匝道多次相交，且下层设有辅道或地道结构，给桥梁结构的平面布置、立墩提出较高要求。

2.3 地质情况差异大

线路范围内岩溶发育，钻探成果表明，岩溶发育程度在深度上无规律，桥梁桩基持力层选择应根据钻探结合管波综合确定。设计根据地勘报告以及管波资料，分区域进行桩基设计，并结合桥墩的高度及受力情况采用不同的下部结构。

2.4 拼宽原有结构

三环东路立交需拼宽原桥梁结构，鉴于目前三环东路繁忙的交通量，设计采用的拼宽结构必须满足快速施工。为保证运营阶段的舒适安全，新老结构的变形尽量一致，并要处理好新老结构之间的连接。

2.5 注重细节处理

桥梁结构种类多样，设计在桥面附属处理上力求完美，特别是防撞栏杆的处理上保持线形的连续，在栏杆的伸缩缝处理上采用软处理，既防水又平顺，大大增加了运营期间的耐久性，减少了后期的养护工作。

3 主线桥设计

主线高架总长度约为9.7 km，复杂节点众多，桥梁跨径布置必须兼顾各种通行和安全的要求。

3.1 主线跨汉源大道节点

主线在汉源大道处连续跨越地铁规划4号线（预留）、立交内的匝道桥、汉源大道地面道路及汉源大道主线地道结构，设计采用了46 m+2×65 m+46 m四跨连续梁。由于主线下方有横向地道和4条匝道同时实施，为减小施工作业面影响，并减短施工周期，设计优先选择了钢结构连续梁。图2为主线跨汉源大道平面图。

图2 主线跨汉源大道平面图（单位：m）

3.2 主线房亭河节点

房亭河为规划五级航道，但现状不通航，经现场踏勘，近期实施通航可能性较小。现状河道与远期规划河道平面位置差异较大，经与有关部门协商，设计在主线高架桥跨径布置上考虑30 m+2×45 m+30 m，并斜交正做，在满足现状要求前提下预留远期分幅通航条件，每幅预留26 m通航净宽，在立面上考虑远期地面辅道桥提升空间，并将承台置于河床，以减小对河道泄洪的影响。

地面辅道桥暂按满足现状河道要求布置，跨径为3×16 m，远期再进行局部改建。图3为主线跨房亭河平面图。

图3 主线跨房亭河平面图（单位：m）

3.3 主线跨徐贾快速路节点

主线跨越徐贾快速路处需预留今后徐贾主线地道，设计采用35 m+50 m+35 m三跨连续梁，中跨50 m预留远期地道的实施空间。由于徐贾快速路地道远期实施，主线桥梁可采用支架现浇施工，故设计推荐采用预应力混凝土连续梁，采用支架现浇法施工。

4 立交桥设计

该工程共设5座立交，分别是三环东路立交（简易菱形立交）、汉源大道立交（涡轮全互通型立交）、高铁枢纽立交（由鲲鹏大道立交和联络道立交组成）、高新大道立交、徐贾快速路立交（远期为枢纽立交）。

根据总体方案，立交形状各不相同，受到用地、管线及各种周边构筑物的制约，立交的平纵线形复杂，层次各不同。

4.1 桥梁设计需考虑的因素

（1）主线与匝道、匝道与匝道、主线和匝道分别与地道多次相交，平面上和立面上必须满足通行的安全空间；

（2）匝道线形最小圆曲线半径60 m，匝道纵坡最大5.55%；

（3）施工时主线地面交通与主要横向道路地面交通都要保证通行；

（4）施工时考虑桥梁结构与地下地道结构相互影响；

（5）尽量简短施工周期。

4.2 匝道桥结构

受到以上众多条件限制，布墩困难，如按常规布置，立交范围内的门架墩数量较多，且施工时支架搭设要考虑上下层的顺序，施工的周期过长，而今后运营阶段，过多的门架墩势必影响地面交通的视距。故在匝道桥跨径布置上不得不设计采用50 m以上的跨径。

设计从结构受力合理、施工安全以及节省造价方面考虑，在条件最复杂的三环东路立交、汉源大道立交的立交核心区域推荐采用钢箱梁，其他立交范围内基本采用预应力混凝土连续梁和钢筋混凝土连续梁。

在三环东路立交、汉源大道立交的立交核心区域采用钢箱梁，有效地减少门架墩的出现，提高了今后运营阶段地面行车的舒适性，且最大限度地减小施工期间对地面交通的影响。

4.3 匝道桥桥墩设计

部分立交范围内的分隔带宽度比较小，局部布墩位置十分局促，标准的花瓶式独柱桥墩无法布置，故设计考虑部分桥墩采用圆形墩柱接盖梁的形式，并在桥墩的外立面上增加线条处理，既满足了桥墩的布置空间，外形也比较美观。

部分立交匝道基础与地道结构紧贴在一起，设计采用桥墩与地道结构合建方案（见图4）。

5 主线高架桥下部结构设计

根据地勘报告，该工程根据不同路段以⑩-h-3层中风化灰岩、⑩-nh-3中风化泥灰岩、-h-3层砂岩、-h-3层中风化灰岩作为桩端持力层，地质情况差异较大。

当以破碎状基岩作为桩端持力层时，设计建议采用桩端后压浆灌注桩；当⑩-nh-3中风化泥灰岩作为桩端持力层时，设计则按摩擦桩设计。

图4 地道合建桥墩（单位：cm）

设计结合桥墩的高度、跨径布置，分别设计桥墩的墩型和桩基的类型。以下介绍主线标准跨径下的桥墩。

（1）桥墩一

对于主线标准跨径，立柱高度低于16 m，桩基为端承桩，设计采用2根直径2.2 m的钻孔灌注桩，立柱尺寸为1.8 m×1.7 m（见图5）。

图5 桥墩一断面（单位：cm）

（2）桥墩二

对于主线标准跨径，立柱高度低于16 m，桩基为摩擦桩，设计采用4根直径1.5 m的钻孔灌注桩，立柱尺寸为1.8 m×1.7 m（见图6）。

图6 桥墩二断面（单位：cm）

（3）桥墩三

对于主线标准跨径，立柱高度大于16 m，桩基为摩擦桩，设计采用4根直径1.8 m的钻孔灌注桩，立柱尺寸为1.8 m×2.0 m，并增设一道横系梁（见图 7）。

图7 桥墩三断面（单位：cm）

6 老桥拼宽

在三环东路立交内，三环东路主线高架需拼宽，原三环东路主线高架结构为预应力混凝土大箱梁，拼宽桥设计的重点在于：

（1）新老桥运营阶段变形尽量一致。

（2）拼桥施工时保证三环东路高架和地面交通的正常通行。

（3）处理好新老结构的横向衔接，保证运营阶段的安全使用。

根据现场情况，地面和高架的交通均很繁忙，为减小上部结构施工对地面交通的影响，设计首选装配式结构型式，拼桥处采用钢箱梁，顶面现浇混凝土铺装，确保新老桥之间拼缝密贴。

拼桥单侧设置防撞护栏，为减小由此产生的倾覆力矩，建议拼桥范围内采用钢防撞护栏，与钢主梁一并加工。

考虑到新老桥之间存在的沉降差与运营阶段存在的梁体变形均会影响结构的耐久性，新老桥之间主体结构不连续铺装连续的拼接型式，铺装采用GD弹性沥青混凝土，适应新老结构的变形，保证行车安全，并采用一定措施处理拼缝处的漏水现象。

7 细节处理

由于工程规模大，不同的位置防撞栏杆的形式也不同。主线采用SS级防撞护栏，匝道采用SA级防撞护栏，再结合今后桥梁上的标志标线、监控设施预埋件的布置，设计采取多种措施避免了不和谐的突变，保证视觉效果。

（1）在防撞栏杆每个变化处均采用一定长度的过渡带，完成顺接。

（2）一改以往在钢结构上取消防撞护栏滴水构造，外立面上做到与混凝土梁滴水线形一致。

（3）在防撞栏杆的伸缩缝处设置特殊橡胶带，既改善今后运营时伸缩缝处桥下漏水现象，又避免相邻两联之间防撞栏杆的不平顺。

8 节能环保措施

在节能环保方面，为消除或减缓、降低由于项目建设实施对环境造成的不利影响，设计采取相应措施：

（1）基础设计采用大直径桩基，减少承台施工开挖量，同时，减少桩基根数也节省了岩溶地区逐桩勘探的成本，更缩短了施工周期。

（2）在立交复杂区域采用钢结构，减少了上下部施工量，减少了环境污染，加快了施工周期。

（3）在栏杆伸缩缝处、拼桥处均采用特殊措施防止漏水现象的发生。

（4）施工过程中建议各种钢筋笼、钢筋骨架均在工厂制作，现场安装，既保证了质量又节省了现场工作量。

9 结语

徐州市城东大道工程线路长，工程量大，总的桥梁面积达42万m2。上层有主线桥、匝道桥，地面有辅道路网，地下更有多处地道结构和地铁结构。设计、施工均存在很大困难。设计经过多次方案研究，一个一个节点多专业合作协商，在结构合理安全的前提下，尽量方便施工，简短施工周期，为徐州带来最大的经济效益和社会效益。