兰州市东岗立交拆除重建工程设计方案的研究

张天腾

（甘肃省兰州市 730000）

兰州市东岗立交拆除重建工程设计方案的研究

张天腾

（甘肃省兰州市 730000）

兰州市东岗立交桥始建于1988年，该桥位于东岗东路东段，和新建的南山路东岗立交桥相连，是兰州市东出口枢纽的重要组成部分，并且东岗立交桥主桥跨越包兰铁路和陇海铁路。现状东岗立交桥梁状况不良，破损严重，使用功能不佳，拟拆除重建。

本文主要研究内容包括：既有东港立交桥拆除改建的分析论证、新建主线桥梁设计、跨铁路桥孔结构设计。

东岗立交；拆除重建；研究

1 建设方案

东岗立交作为兰州市的东大门，西接城关中心城区，向东延伸至和平，北接雁滩，南连南山路，是枢纽型全互通立交，立交形式是“双苜蓿叶+双半定向”立交。东岗立交桥（老桥）位于东岗东路与东岗立交衔接的咽喉区域。

图1 东岗立交总体布置示意图

桥梁设计荷载为汽车-20级，挂-100。上部结构主桥为30mT梁，共14跨；桥墩为哑铃型桥墩+嵌岩桩基础，桥台为扩大基础。引桥为16mT梁，共6跨，桥墩为哑铃型桥墩+嵌岩桩基础，桥台为扩大基础。现状桥头设置2.5m限高架，控制大车通过。

图2 东岗立交老桥现状

根据现场踏勘和资料收集，目前老桥病害较为严重。主要表现在：桥面开裂严重，梁底大范围泛碱，证明桥面板开裂现象普遍；横隔梁接头破损，错位。主梁在非重车通过的情况下，变位明显。桥梁已经经过数次加固处理，但由于铁路部分无法施工，桥梁情况改善有限。虽然采用了限载措施，但作车辆绕行将带来更大的能源消耗和时间延误。而且桥梁病害有继续发展，对交通生命线陇海铁路和包兰铁路运行也带来隐患。

图3 东岗公铁立交梁底主要破损情况

桥梁建设虽然按照Ⅷ度进行了抗震设防。但受到计算理论和设计手段制约，与现行规范和最新研究相比，设防的水平偏低。近年来，我国西部已经进入地震活跃期，包括汶川、舟曲等地均有大震出现。因此，对于交通枢纽上的桥梁，也应根据地震的设防标准予以加固。否则一旦发生破坏性的地震后果不堪设想。

综上所述，由于跨越铁路段无法进行加固处理，因此桥梁总的方案应该是拆除重建。

2 难点分析、认识及对策措施

2.1 重点、难点1：桥梁设计标准的确定

根据2013年兰州市市政工程管理处流量观测，本工程小客车流量占比52.6%，货车占比47.4%。且受入城时间影响，可能会发生货车车队集中过桥的情况。

对策：采用适当的设计标准是保证桥梁设计使用寿命的有效措施。

针对我国的交通现状，新版的公路工程技术标准提出，高等级道路可以根据通行车辆的情况确定特殊的设计荷载。针对本工程而言，以其对应的道路等级，设计荷载采用城-A级（相当于老规范汽车-超20级）。针对货车过桥数量较多的情况，国内已有的跨海大桥——东海大桥采用了集装箱车列密布作为验算荷载。运行十年以来，虽然重载交通繁重，桥梁使用情况良好。本桥夜间可能会出现货车车队集中过桥情况，建议以重车密布（车辆总重700kN，间距10m）作为验算荷载，保证桥梁的使用安全。同时，还应在合理位置设置车辆称重系统，对于超标车辆进行严格处罚。双管齐下，保证建成后的新桥的使用安全。

2.2 重点、难点2：施工期间的交通组织

东岗立交是兰州市城市主要东出口之一，出入兰州市东部区域的交通量大，且大车比例高，受既有东岗立交桥“危桥限行”影响，目前大中型车辆基本都是绕行，从连霍高速（G30）雁儿湾路出入口及南山路进出兰州东部区域；小型车辆除上述两个出入口外，东岗立交也是其主要出入口之一。

对策：合理的交通组织是既有桥梁拆除重建方案实施的关键。

鉴于东岗立交大型车辆限行现状，已形成进出东部出入口的大型车辆从周边路网绕行的现状，在东岗立交施工期间，需要就目前通过东岗立交的小型车辆在施工期间的交通进行研究并提出交通疏解方案，以最大程度减少对该部分交通的影响。因此提出交通疏解方案如下：

2.2.1 完善路网解决方案

T605#路是二环线东部封闭环线的一部分。南山路东岗立交已建成通车，T605#东岗立交至雁北立交段建成部分路段。目前需要抓紧建设T605#雁北路东端至南山路东岗立交范围，该范围（约1.9km），建成通车后，可形成二环路东部完整的封闭环路，同时为雁滩地区进出东出口提供便捷通道。这样可缓解雁滩地区交通需要汇集到东岗东路和雁儿湾路高速出入口的交通压力。

但此方案的成立取决于T605#路需先于东岗立交的实施，具有不确定性，因此，提出基于现状路网解决方案。

2.2.2 基于现状路网解决方案

在施工期间通过利用必要时拓宽既有东岗东路与雁儿湾路之间的南北向道路如甸子街等交通通道，以利于其通过南北通道进入雁儿湾路高速出入口进出。焦家湾区域交通则需通过三角花园通道疏解到南山路后进出。

考虑到仅靠既有路网无法完全满足交通疏解，结合立交改建的工程方案解决一部分交通。

2.2.3 东岗立交半幅分期实施方案

若东岗立交桥改建期间确需保留“双向2车道”通行（小汽车专用），而施工工期及与铁路的协调也能保证充足的时间，则可考虑分幅实施方案。

具体为：首先在老桥中分带处设置护栏，保证桥面一来一去两车道通行。拆除南侧桥梁并建设新桥，建设完成后，“翻交”至南侧桥梁，进行北侧桥梁建设。最后完成整个桥梁改建。在此期间，行人可利用桥梁北侧的地道通过铁路。在工程过程中，整个东岗路交通不会中断，同时降低了工程实施的社会压力。

2.3 重点、难点3：老桥拆除

对策：由于现有桥梁承载力降低，因此老桥拆除具有一定的安全风险。

根据现状技术能力，建议以位于铁路中间的桥墩为界，向东和向西进行拆桥。桥面采用钻石锯片切割，加快工程进度。利用架桥机进行吊梁。架桥机停靠在盖梁的位置，避免增加桥梁荷载。立柱及下部结构的拆除采用钻石钢线，速度快，环境影响小。

2.4 重点、难点4：铁路架梁

对策：受到接线道路高度及铁路净空、运营路线图制约，为达到快速化施工的要求，推荐在跨越铁路的桥孔采用钢梁结构。该结构自重轻、结构高度低。老桥拆除后可以搭设铁路保护棚架，在工地现场的安装优先考虑采用顶推方法施工。

3 工程总体方案

3.1 桥梁基本跨径的选择

根据以往城市高架桥梁已建工程的设计经验，预制小箱梁跨径从30～35m都是合理可行的，其中30m跨径较为经济，其梁高、吊装重量等也非常适合现有设备条件和工艺。主线高架桥标准跨径推荐采用30m。

3.2 铁路跨线桥孔结构比选

3.2.1 桥梁结构体系的选择

东岗立交桥上跨包兰铁路和陇海铁路，新建桥梁的标高需要与已建成的立交现状道路接顺，现状铁路标高为1522.10；而东岗立交起点标高为1533.324，高差11.224，在铁路净空控制为8.5m的情况下，桥梁结构高度只能做到2.20m。

如果不利用原有铁路线之间的桥墩，则桥梁必须采用下承式结构，例如拱桥、斜拉桥，将桥梁跨径做到70m以上。但是由于从实施的角度来看，东侧东岗立交桥已经建设完成，匝道并板段距离现有桥位距离太近，无法在现有中央分隔带处再进行拓宽，形成桥塔或拱肋安装空间。因此，适应现状条件的结构方案只能采用梁桥，按照现有的高度控制桥梁跨径最多能够做到40m。

3.2.2 桥梁结构选型

由于新建桥梁同时受到接线道路高度及铁路净空、运营图制约，为达到快速化施工的要求，必须采用能够快速施工架设的主梁结构，因此可以采用钢箱梁或者钢-混凝土叠合梁方案，以下对二种方案进行比选。

为了最大限度降低对既有铁路的影响，拟沿用两条铁路之间的老桥桥墩，为此，新建结构的自重要低于老桥的T梁重量，可以采用自重较小的叠合梁或者钢桥。

根据兰州城市档案馆及老桥设计单位调阅相关资料，均未发现竣工图纸。目前仅能根据老桥的情况对拟利用的基础进行估算，估算结果详见表 1（单位：kN）。

表1 基础设计竖向荷载比较表

由以上估算结果可以看出，由于新建桥梁宽度大于老桥宽度，因此，即使采用叠合梁方案，其桥梁结构的自重依然大于老桥20%左右，考虑到尚有荷载偏载因素影响，现有基础无法满足设计要求；而采用简支钢箱梁方案，其竖向荷载基本与老桥相当，虽然没有计入偏载弯矩对桩基的增大，但是考虑既有老桥基础已经运营多年，可以按规范要求提高，因此基本上认为简支钢梁方案基本能够满足基础的要求；如采用连续钢梁方案，可以进一步将桥梁支反力降低至简支梁桥的70%左右，为了确保老桥基础安全使用，最终推荐采用连续钢梁方案。

无论采用叠合梁还是小箱梁，都需要对老盖梁加以改造，考虑施工速度和结构重量，拟采用钢盖梁。

图4 钢梁方案断面

4 结束语

总而言之，目前兰州市东岗立交桥（老桥）病害较为严重，虽然经过数次加固处理，但由于铁路部分无法施工，桥梁情况改善有限，同时由于修建年代较久，道路条件较差，目前跨线桥已是一座“危桥”。本文针对以上问题探讨了东岗立交桥拆除重建方案，对设计具有一定的指导意义。

[1]兰州市东岗立交桥拆除重建工程项目可行性研究报告（上海市城市建设设计研究总院2015）.

[2]《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）.

[3]《公路钢结构桥梁设计规范》（JTJD64-2015）.

U412.35+2

A

1004-7344（2016）32-0169-02

2016-10-31

张天腾（1983-），男，工程师，本科。