國道104濟(jì)南零點(diǎn)立交至燕山立交高架橋設(shè)計(jì)方案比選

國道104濟(jì)南零點(diǎn)立交至燕山立交高架橋設(shè)計(jì)

方案比選

論文導(dǎo)讀：國道104濟(jì)南零點(diǎn)立交至燕山立交高架橋是國

道104穿越濟(jì)南城區(qū)的過境路段。燕山立交頂升改造段170

米。按一級公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。方案比選的過程即是對初步設(shè)

計(jì)方案進(jìn)行不斷優(yōu)化的過程。頂升，發(fā)表論文，國道104濟(jì)南

零點(diǎn)立交至燕山立交高架橋設(shè)計(jì)方案比選。高架橋，設(shè)計(jì)，方

案比選，頂升

一、概述

國道104濟(jì)南零點(diǎn)立交至燕山立交高架橋是國道104穿越

濟(jì)南城區(qū)的過境路段，同時(shí)也是濟(jì)南市的市政道路，是規(guī)劃的

三橫五縱雙快體系（快速路、快速公交）的一縱，上部為城市

快速路，下部地面道路為快速公交路（BRT系統(tǒng)）。

本項(xiàng)目路線全長8425米，全線為高架橋工程，其中新建

橋梁約7699米，利用全福立交已建橋梁約394米，燕山立交

頂升改造段170米。2022年第十一屆全國運(yùn)動(dòng)會(huì)將在山東省

省會(huì)濟(jì)南召開，本項(xiàng)目的建設(shè)將為成功舉辦全運(yùn)會(huì)提供強(qiáng)有力

的交通支撐。

二、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

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1、道路等級：

按一級公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)滿足城市快速路標(biāo)準(zhǔn)。

2、設(shè)計(jì)速度：主線60公里/小時(shí)，匝道40公里/小時(shí)。

3、橋梁寬度：主線寬度25米，雙向六車道；匝道寬度8

米，單向單車道。

4、橋涵設(shè)計(jì)荷載：公路－I級。

5、抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：地震基本烈度Ⅶ度，地震動(dòng)峰值加速

度0.10g。

三、設(shè)計(jì)原則

除遵循適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀等基本原則外，還必須滿

足以下要求：

1、由于工期較緊，所選用的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)保證施工時(shí)能同

時(shí)開辟多個(gè)工作面。

2、項(xiàng)目位于繁華市區(qū)，施工中不確定因素很多，所選用

的結(jié)構(gòu)形式不僅要能滿足工期要求，而且當(dāng)結(jié)構(gòu)跨徑需要改變

時(shí)要比較容易。

3、橋梁設(shè)計(jì)要結(jié)合地面道路布置和交通規(guī)劃，選擇適宜

的下部結(jié)構(gòu)型式，給地面道路留出適宜的凈高和凈寬。

4、橋梁在跨越河流及相交路口時(shí)，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)劃及實(shí)

際情況，選用合理的跨徑，盡量一跨跨越。發(fā)表論文，頂

升。。

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四、設(shè)計(jì)方案比選

1、結(jié)構(gòu)體系比選

適合城市高架橋的橋梁結(jié)構(gòu)型式可選擇連續(xù)體系，也可以

采用簡支體系。連續(xù)體系可選擇等高度或變高度連續(xù)梁，簡支

體系可以采用空心板、T梁、小箱梁等。

連續(xù)結(jié)構(gòu)外觀流暢，輕盈美觀，行車條件好，施工受客觀

條件限制需調(diào)整橋跨布置時(shí)較容易，其缺點(diǎn)是造價(jià)稍高，施工

周期較長。

簡支結(jié)構(gòu)具有可工廠化預(yù)制、質(zhì)量容易保證、上部架設(shè)簡

單、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，其主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)整體性、耐久性

差，景觀效果較差，施工受限制時(shí)改變跨徑較困難，行車舒適

性較差，在城區(qū)內(nèi)建設(shè)預(yù)制場地及運(yùn)梁比較困難。

城市高架橋各種橋型經(jīng)濟(jì)、性能比較表

橋型造價(jià)景觀施工工藝對交通的影響建筑高度對地面道路

BRT適用性后張法預(yù)應(yīng)力砼T梁低較差成熟較小較小差后張法

預(yù)應(yīng)力砼小箱梁較低較好成熟較小較小差先張法預(yù)應(yīng)力砼空心

板低差成熟較小小差等高度預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁較高好成熟較大大

好 綜合考慮適用、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工等因素最終采用連續(xù)

梁結(jié)構(gòu)。

2、基本跨徑選擇

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根據(jù)城市高架橋建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，連續(xù)結(jié)構(gòu)跨徑在25～45m之間

是較適宜、經(jīng)濟(jì)的。在城市中布置30m跨徑連續(xù)梁不僅在外形

上較美觀、和諧，橋墩間距不顯狹小，而且30m跨徑布置靈

活，在城市高架中較適用。45m跨徑與30m跨徑相比可有效縮

短工期，但是造價(jià)稍高，需要橋梁建筑高度較大。

本項(xiàng)目最終采用30m作為基本跨徑，在跨越河流、路口、

鐵路等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)時(shí)，再根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整跨徑布置。

3、上部結(jié)構(gòu)斷面比選

上部結(jié)構(gòu)斷面從眾多方案中篩選出三個(gè)箱形截面，方案Ⅰ

采用單箱三室截面，方案Ⅱ采用單箱五室魚腹式截面，方案Ⅲ

采用單箱三室大懸臂截面。

相比而言，方案Ⅰ截面腹板數(shù)目較少，施工簡便，且外形

美觀大方，是國內(nèi)高架工程中普遍采用的截面形式。方案Ⅱ美

觀效果較好，但是材料用量較多，腹板數(shù)目多，施工較復(fù)雜。

方案Ⅲ外形效果較好，但是結(jié)構(gòu)橫向受力較為復(fù)雜，斜腹板施

工質(zhì)量不易保證，施工工藝尚不夠成熟。經(jīng)綜合比較，最終采

用方案Ⅲ。

4、下部結(jié)構(gòu)選型

本項(xiàng)目穿越城區(qū)繁華地段，根據(jù)規(guī)劃，橋梁下方將建設(shè)

BRT快速公交系統(tǒng)，根據(jù)地面道路的規(guī)劃，墩柱外緣之間距離

控制為6米。

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在上圖所示的橋墩類型中，方案Ⅰ立柱上部為弧形，整體

為大Y形，立柱間以系梁連接，增強(qiáng)了穩(wěn)定感，但是系梁要施

加較大的預(yù)應(yīng)力，整個(gè)體系受力及施工均較為復(fù)雜。方案Ⅱ?yàn)?/span>

薄壁式墩，結(jié)構(gòu)整體受力，但中間為實(shí)體，順橋向不通透，不

滿足BRT系統(tǒng)車站區(qū)橋墩之間行人穿行的需要，材料用量較

多，造價(jià)較高。方案Ⅲ為雙柱式結(jié)構(gòu)，外形簡潔明快，受力明

確，施工簡單，造價(jià)較低。綜合考慮結(jié)構(gòu)受力、景觀、經(jīng)濟(jì)等

因素，最終采用方案Ⅲ。

5、跨鐵路段設(shè)計(jì)方案比選

本項(xiàng)目地面道路與高架橋分別下穿和上跨膠濟(jì)鐵路及客運(yùn)

專線。客運(yùn)專線與老鐵路線間距約24米，在項(xiàng)目位置比老鐵

路線高出約11米。在跨越膠濟(jì)鐵路及客運(yùn)專線時(shí)，其墩柱布

置必須考慮地面道路的通行要求，同時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)的選型應(yīng)滿足

施工時(shí)盡量不影響鐵路的正常通行。

設(shè)計(jì)中提出了兩種方案，即現(xiàn)澆連續(xù)梁方案和簡支轉(zhuǎn)連續(xù)

小箱梁方案。

現(xiàn)澆連續(xù)梁方案采用滿堂支架法施工，施工期間對鐵路通

行影響較大；同時(shí)為滿足施工期間地面道路通行需要，需搭設(shè)

臨時(shí)通道，支架高度高，用量大，占用時(shí)間長；在靠近鐵路的

一聯(lián)箱梁施工時(shí)，由于支架距離鐵路高壓線較近，存在一定安

全隱患；造價(jià)較高。

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小箱梁方案采用預(yù)制裝配法施工，施工期間對鐵路通行影

響較小；架設(shè)時(shí)地面道路可以半幅通行；上部主梁預(yù)制可以和

下部結(jié)構(gòu)施工同步進(jìn)行，安裝及現(xiàn)澆濕接頭時(shí)間較短；僅在施

工橋墩橫梁時(shí)需用支架，支架用量少，占用時(shí)間短；造價(jià)較

低。其缺點(diǎn)是外形與總體不協(xié)調(diào)，景觀效果略差。

綜合考慮，最終確定采用小箱梁方案。發(fā)表論文，頂

升。。

6、燕山立交改造段方案比選

新建高架橋與燕山立交對接時(shí)，由于原橋橋面標(biāo)高較低，

必須抬高橋面，需要對燕山立交三聯(lián)（雙幅六聯(lián)）箱梁進(jìn)行抬

升或拆除重建，即DH11聯(lián)、DH12聯(lián)和DH13聯(lián)，其中DH11聯(lián)

為225米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)板，DHL12聯(lián)、DHL13聯(lián)為320米

普通鋼筋混凝土連續(xù)板。DHL13聯(lián)、DHL12聯(lián)位于變寬段上，

橋梁總寬度從26米直線變化到47米，DHL11聯(lián)全寬47米。

若將原橋拆除重建，其總造價(jià)包括拆除費(fèi)用和重建費(fèi)用，

不僅造價(jià)較高，而且由于燕山立交建成通車不足五年，拆除重

建將造成不良的社會(huì)影響，因此確定對該段橋梁進(jìn)行抬升改

造。發(fā)表論文，頂升。。設(shè)計(jì)中對燕山立交的抬升改造提出了

兩個(gè)方案，即提升方案和頂升方案。提升方案可以連續(xù)作業(yè)，

施工時(shí)不占用橋下空間，橋墩截?cái)嗉敖痈呤┕し奖悖秉c(diǎn)是施

工費(fèi)用相對較高。頂升方案支架布置簡單，施工費(fèi)用相對較

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低，缺點(diǎn)是占用橋下空間，影響橋墩鑿除及接高。綜合考慮，

最終確定采用頂升方案。

五、結(jié)語

城市高架橋設(shè)計(jì)需要考慮的因素非常多，方案比選的過程

即是對初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷優(yōu)化的過程，也是適用、安全、

經(jīng)濟(jì)、美觀等設(shè)計(jì)基本原則得到貫徹和落實(shí)的過程。本工程在

緊張的設(shè)計(jì)過程中，進(jìn)行了多角度的方案比選，全面貫徹了精

細(xì)化設(shè)計(jì)理念，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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