京津高速公路引河桥大桥桥梁总体设计

张志贤

(天津市市政工程设计研究院)

京津高速公路引河桥大桥桥梁总体设计

张志贤

(天津市市政工程设计研究院)

摘 要:通过对现状引河桥的桥梁概况，通过对旧引河桥从桥梁荷载、交通需求、水利防洪等方面的论述，提出合理的改造方案，供今后类似工程参考。

关键词:引河桥;永定新河;旧桥;新建桥梁

1 工程设计概述及其意义

引河桥大桥为京津高速公路天津西段京津联络线工程上起点处跨越永定新河上的大桥，现京津公路起点引河桥位处。引河桥大桥南起永定新河右侧大堤处与外环线京津公路大型枢纽立交桥梁相接，跨越永定新河和规划永定新河北路后落地，主线桥梁全长为615.43 m，桥梁面积:41 835.9 m2。引河桥大桥是在原引河桥桥址上修建，现状引河桥与河道夹角90°，桥面为三幅断面型式，中间部分为机动车道桥，两侧为非机动车道。断面宽度:7.25(人 +非)+1.1(分)+15.3(机)+1.1(分)+7.25(人+非)=32 m，其中机动车道桥最初1969年3月设计并建成。跨径13.5 m。共34跨，全长459 m。1989年在原桥两侧各建一慢车道桥，其跨径及桥长与原引河桥同。梁底标高以不底于现有梁底标高为原则。见图1。

图1 引河桥旧桥横断面

旧桥机动车道荷载标准为:汽－26，拖－100(汽－26荷载相当于89年规范汽－15～汽－20之间)。非机动车道桥荷载为3.5 kN/m2。上部结构:机、非动车道桥:简支T梁。梁高:0.8～1.0 m。(非动车道桥均为利用旧T梁，原桥设计荷载为汽－13)。下部结构均为Φ0.8 m灌注桩。现引河桥桥面标高6.46 ～7.18 m(大沽水平，下同)，梁底标高为5.17 ～5.74 m。河道为三堤两河，是以深槽行洪为主的复式河道。其中北河宽300 m，南河宽200 m，河堤堤顶高7.03 ～8.53 m。

京津高速公路是连接天津港口、天津市区及北京市的又一快速通道，本工程的实施对加强京津之间便捷交通联系、完善国道主干线路网等具有重要意义。引河桥作为天津市的北大门，是天津市一个重要的出入口，现交通量已经超过饱和状态，综合外环线、西纵道路工程、水利评估等，修建一座具有现代化水准，满足未来交通量发展和水利行洪需要的桥梁是十分必要的。

2 总体设计思路

2.1 设计标准

(1)根据路段总体规划，京津联络线按城市快速路标准设计，中间为快速路主线标准，两侧为多功能辅道，道路断面总宽70 m。断面布置:13.5(辅)+1.5(分)+19(机)+2(分)+19(机)+1.5(分)+13.5(辅)=70 m。

(2)荷载标准:城－A级。人群荷载:3.5 kN/m2;

(3)桥址处设计水位:100年一遇设计洪水位:6.12 m(黄海水平)。(黄海水平+1.639=大沽水平)

(4)桥址处堤防设计高程:右堤堤顶高程为100年一遇水位加2.50 m超高，堤顶高程为8.62 m(黄海水平)，左堤堤顶为50年一遇水位加2.0 m超高，堤顶高程为8.12 m(黄海水平)。

由于现引河桥的断面宽度不能满足城市快速路的使用标准，且桥梁荷载标准低，经验算原桥梁上、下部结构均不满足现设计荷载标准的要求。桥下净空高度也不能满足水利排洪的要求，综合比较对原桥梁结构不予利用全部拆除，该桥按新建桥考虑设计。

2.2 桥梁断面设计

结合道路断面布置型式，本桥从结构受力合理以及施工方便等方面考虑，标准断面按照上、下行四幅独立桥梁布置，桥梁全宽70.0 m。

以上桥梁断面布置不仅结构受力合理，且每一幅桥梁相互独立，施工方便。

2.3 桥梁跨径的选择

鉴于现有桥梁跨径较小仅为13.5 m，桩基较密，桥梁跨径选择以大跨且尽量避让现有桩基为原则，同时桥梁需跨越永定新河两侧大堤及规划永定新河北路，结合道路平面线形及与京津公路立交与之相接的主线及匝道跨径为30～35 m的现浇箱梁结构。设计经过对27 m及40.5 m跨径比选，考虑跨河桥梁的施工的难易性及经济指标的合理性，最终确定在直线段桥梁均选用27～29 m跨预制结构，曲线段均采用25～28 m跨连续结构。以上平面布置不仅满足地上、地下交通的要求、且设计的桥梁下部结构不受现有旧桥桩基的干扰。

2.4 梁底标高的确定

由于引河桥的改建涉及到与两岸原有道路的衔接，该处引河桥南端相接的京津公路需下穿南曹铁路，桥梁梁底高程如按照满足防洪墙即右堤堤顶高程8.62 m(黄海水平)进行设计，新建桥梁较现有桥梁高出4.5～5.1 m，并使工程影响的范围扩大，且与南岸快速路的高程无法衔接，故设计依据防洪评价中百年一遇洪水位6.12(黄海水平)+1.5 m超高即梁底高程不低于7.62 m(黄海水平)+1.639=9.259(大沽水平)进行设计。对于不满足右堤顶高程部分，在行洪时水利部门需采取临时的封堵措施。

2.5 桥梁结构选型

桥梁的上部结构型式本着适应现代化交通发展的需要，简支变连续小箱梁在施工及造价方面均有一定的优势，且结构整体性较好，外观相对T梁、板梁好。具有施工方便，工期短，结构合理，行车舒适等优点，现浇连续箱梁结构简洁、轻盈，线条流畅，具有整体性好，抗扭刚度大，尤其是两侧悬挑出的大伸臂，在结构处理上很容易做到曲线线形的连续性，并能取得与京津公路立交结构视觉效果一致等优点。本桥上部结构全部采用预应力连续结构的先进体系。小箱梁结构:采用3～4跨一联27～29 m装配式部分预应力混凝土连续箱梁结构，预制梁宽中梁2.4 m，边梁2.95 m，中心梁高1.6 m，现浇湿接缝宽0.9～1.1 m。预应力箱梁结构:跨径25 m+28 m+28 m+26 m四跨一联连续箱梁，梁高1.6 m，跨径35～36 m一跨简支箱梁，梁高:1.8 m。箱梁断面采用与京津公路立交相同的斜腹板断面形式。横断面为单箱单室和单箱多室结构，边肋采用0.36∶1的斜腹板，悬臂长1.7 m，悬臂根部厚45 cm，端部厚15.25 cm，顶、底板厚度均为0.22 m，预应力混凝土箱梁跨中正常段腹板厚0.4 m，支点加厚段腹板厚0.6 m;连续结构采用双向张拉的施工工艺，简支结构均在跨中设置一道0.3 m厚的中横隔板。并采用箱内张拉的施工工艺。

桥梁的下部结构根据地质条件及基础需在河道内施工的特点，本工程桥梁基础均采用钻孔灌注桩，在河道内上部结构为小箱梁的基础采用单排Φ1.8 m大直径桩基础型式，以减少河中桩基数量，现浇预应力箱梁基础采用承台下双排Φ1.2 m灌注桩基础，桥台承台下采用双排Φ1.0 m桩基础。

在与京津公路立交相接处采用与立交相一致造型为花瓶形墩柱，其余跨河道墩柱均为圆形截面，墩柱直径采用1.5 m。主线每幅桥横向布置3～4根墩柱，辅道桥横向布置2根墩柱，小箱梁结构墩柱上设有盖梁，墩柱外露高度大于6 m的墩身设置横系梁。桥梁北侧桥台采用U型桥台形式。

3 结语

结合本工程，合理选择跨径，因地制宜的采用一些现浇结构和预制结构，是加快工程进度、降低工程造价、确保工程质量的有效措施之一。在宽桥设计中，桥梁断面采用分离式，不仅受力明确，施工方便，且质量易于保证。在大型跨河桥梁中，河道内基础不仅要考虑与环境的协调性还要从降低桩基施工技术难度和降低工程造价上考虑，在满足墩台结构要求的基础上，在主河道上适当调整系梁顶的设计标高。可加快施工进度。

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［1］中国人民共和国交通部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62－2004)［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］中国人民共和国交通运输部.公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50 －2011)［S］.北京:人民交通出版社，2011.

中图分类号:U442

C

1008－3383(2013)04－0108－02

收稿日期:2012－10－10

作者简介:张志贤(1960－)，女，天津人，工程师，从事桥梁设计工作。