广州轨道交通四号线黄阁至冲尾工程区间高架桥设计

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摘要：广州轨道交通四号线黄阁至冲尾区间高架桥是国内首次采用短线法节段预制，拼装施工方法的轨道交通桥梁。其设计要点及施工方法值得在同类工程中借鉴。

关键词：轨道交通桥梁；短线法；节段预制；拼装；桥梁设计

1 工程概况

广州市轨道交通四号线南延段(黄阁至冲尾) 区间高架桥工程，由于地质情况较为复杂，软土层（淤泥）较厚，达32.0m，为节约投资，线位方案由地下改为地上高架，区间高架桥全长4.6495km, 桥梁孔跨方案主要为25米、30米、32.5米预应力简支梁，简支梁采用预制节段整孔拼装。下部结构均为花瓶式独柱桥墩，基础均为钻孔桩基础。

2 主要技术条件

2.1 设计速度：设计速度V=90Km/h。

2.2 正线数目：两线

2.3 线间距情况：单线左右线线间距13.0m；双线直线线间距4.0m；曲线地段双线线间距4.134～4.3m。

2.4 桥面宽度：双线标准桥面宽9.3m；单线标准桥面宽5.3m；由两单线渐变到标准双线的过渡段桥面宽为变宽段9.3m~10.35m。

2.5 设计最大纵坡：1.2％

2.6 最小曲线半径：300m

2.7 设计活载：

列车标准活载计算按所选用的机车类型确定。如下图 1 ：（单位：cm）

图1

2.8 百年一遇最大风速：V=37.0m/s

3 设计要点

3.1 结构横断面形式

桥面采用无渣轨道整体道床板形式，横断面均采用单箱单室截面。为结构统一、美观，便于施工预制，节约模板，缩短工期。简支梁高取等高度梁高，截面外形一致；连续梁由于跨度较大，为变高度梁高。

箱梁横断面图2

3.2 预制节段的划分

节段划分为满足预制和吊装拼装方便，节段划分宜尽量统一，以2.5米长为宜，其最大吊装重量为30.6t，异型梁由于变宽其最大吊装重量达62.6t，连续梁最大吊装重量达65.7t。

简支梁节段划分 图3

3.3 预应力形式

简支梁纵向预应力采用高强度低松弛预应力钢绞线，双向张拉，锚下张拉控制应力为：1302Mpa，采用双控张拉，部分钢束在梁端弯起，利于梁端抗剪，锚固于梁端腹板及底板内，预应力钢筋均采用镀锌双波金属波纹管成孔，为全预应力结构。

3.4 剪力键设置

为提高截面的抗剪能力和拼装施工定位，应设置相应数量的剪力键，腹板的剪力键如图12所示，剪力键尺寸应根据纵向预应力筋设置形式作相应的调整。

为减少应力集中，本设计采用复式剪力键形式，按无辅助连接钢筋结合面涂环氧树脂工艺。简力键齿长度宜取25cm~80cm,键底宽10cm，键顶宽5cm，高度为3.5cm。

图4

图5

3.5 临时预压措施

由于采用节段预制胶接拼装方法施工，施工时环氧树脂胶接缝处不能出现拉应力，必须保证施工时环氧树脂胶接缝处有不小于0.2Mpa压应力，使胶接缝处端面完全粘接并粘接牢固，因此采用节段预制胶接拼装方法施工的梁应设置临时预压措施。

简支梁临时预压措施设置：通过在各节段箱梁底板中部设置混凝土张拉台座及各节段箱梁顶板中部设置临时张拉孔，采用精扎螺纹粗钢筋临时张拉预压进行，预压后将混凝土台座保留，顶板临时张拉孔采用微膨胀混凝土封闭。

图6

4 施工方法

4.1 短线法节段预制施工工艺

梁部结构全部采用短线法节段预制施工，短线法节段预制施工工艺是在工厂（或场地）的台座进行，是以两个梁段（浇筑梁段和匹配梁段）在整个箱梁的相对位置以预制好节段作为端模来进行预制的，将要被浇筑的梁段，它将在固定端模和已成型的配合梁段之间被浇筑成型。

短线法节段预制台座图7

具体工艺流程：

（1）箱形梁短线台座调试就位和测量参照系校准；

（2）钢模安装并校准；

（3）安装钢筋；

（4）移匹配梁段就位，再次校准测量；

（5）浇筑混凝土，养护；

（6）脱模、移出节段梁，匹配梁段移至存梁区；

4.2 简支梁节段架设拼装工艺

简支梁节段架设拼装采用挪威NRS公司生产的LG600t-35m下行式节段拼装架桥机，进行整孔架设拼装。

5 小结

广州地铁轨道交通四号线黄阁至冲尾区间高架桥施工工艺先进，短线法节段预制胶接拼装方法施工具有良好的优越性、科学性和实用性；可大大节约工期和节约工程成本，提高施工质量；可工厂化、标准化，机械化，使外观光洁、平整，线型美观；值得在今后项目中借鉴及推广。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。