顶进立交桥设计的基本理论、方法和内容

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1、顶进立交桥设计的基本理论、方法和内容Ⅰ、顶进立交桥的结构形式基本形式——钢筋混凝土封闭结构。特点：自重较轻而底面积大，对地基承载能力的要求较低；比较轻巧而美观的外型，可以获得较小的梁高，缩+短引道的长度；超静定结构，内力可以互相调节，对意外外力具有较强的抵抗能力，可以适应一般地质变化的要求；由于墙板间的刚性联结，可以承受顶进时巨大剪力。Ⅱ、顶进立交桥的总体设计下穿铁路的立交桥要满足两个条件：在结构方面必须具有足够承受铁路荷载的能力；桥下净空必须满足交通功能的要求。所以在设计中必须同时遵守铁路和公路或城

2、市道路的有关规范和规定。设计所依据的规范：①铁路桥涵设计基本规范②铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范③公路桥涵设计规范④城市道路设计规范⑤城市桥梁设计准则总体设计的任务：确定桥位、交叉角、规模。桥位——立交桥轴线与铁路中线交点的位置。理想的交叉点是在区间直线段；若需要在车站通过，宜避开咽喉区。交叉角——立交桥轴线与铁路中线的夹角，标注锐角。所有规范都规定两条道路的交叉角不应下于45°，但在实际执行中都做不到。在城市道路中，拆迁是一个最主要的因素。以前曾经力图把交叉角控制在60°以上。但是强调

3、大交角往往造成大量的拆迁和道路平面的恶化，一般在城市道路的立交桥中都只能服从城市规划的要求。10立交桥的规模——净宽、孔数、净高立交桥的净宽是指每孔中两墙间的垂直距离，这个距离必须满足行车道或人行道宽度及各种“带”宽的要求，行车道的宽度是与设计行车速度、车道数和车辆类型有关的：例如：每个机动车道的宽度：大型汽车和小型汽车混行V≥40KM／H3.75m＜40KM／H3.50m小型汽车专用线3.50m公共汽车停靠站3.0m净高：有轨电车5.5m无轨电车5.0m汽车4.5m孔数要与道路设计横断面相匹配；净高

4、是指由路面至顶板底的高度。每孔的净宽和净高都必须满足公路和城市道路限界的要求。关于规模问题，有一段时间过分强调铁路规范的要求，曾经造成铁路和地方地方部门的不协调。在近三十年来，铁路规范规定的标准净宽系列没有做过任何改变，标准系列中的净宽目前已经明显地不能适应道路设计的要求。例如：北京一些城市快速路和干道都设计为“四块板”断面，设计速度都在40KM／H以上，机动车道为上下各3车道，而且中间和两侧隔离带也比较宽。行车道本身要求的宽度就达到11.25m，加上路缘带、安全带的要求就13m以上，再由于较宽的隔离

5、带，要求的净宽就更大了。而标准系列中，四跨断面只有（9—12—12—9）m一种，明显地不能满足现行规划的要求。所以在近年设计的方案中，特别是在北京和天津，基本上已经冲破了规范的限制。如北京中轴路立交桥为（17.5—20—20—17.5）m，总宽度81.2m；玉泉路立交桥为（12—17—17—12）m，总宽度63m；廊坊K83立交桥为（8—14.5—14.5—8）m，总宽度近49m。其他双孔和单孔净宽也有类似的情况。目前已有的设计：10单孔最大的净宽为18m（广渠路立交桥）；多孔连续结构最大净宽为20m

6、［朝阳北路2—20m，中轴路立交桥（17.5—20—20—17.5）m］。对于普通钢筋混凝土结构，这基本上已经是极限跨度。结构断面形式——多孔连续结构或分体组合。从设计角度：对宽度较大的结构，考虑到底板的刚度和顶进过程中地质情况意外变化的影响，宜采取分体设计；从施工角度：分箱并列顶进，难以做到并列各箱高程误差的一致。顶进立交桥的“主体”包括框架主体和出入口挡墙；框架主体由前刃角、封闭框架、后悬臂和尾墙四个部分组成。图—1前刃角是顶进框架桥的特有结构，起到顶进时切土、防止侧向塌方的作用；侧刃角的斜面还可

7、以起到调整方向和高程偏差的作用。立交桥轴线长度的确定：轴线长度系指刃角顶板前端至后部悬臂末端的长度，包含三个组成部分：前部刃角顶板长度，刃角顶板长度按设计内净高及侧刃角斜面与水平面的夹角不大于60°的原则确定，对于斜交桥此“60°”应按垂直线路方向计量；中部封闭框构长度，由线路（包括既有线和预留线）总间距和荷载分布宽度两个因素确定。同时，此长度与施工安全有非常密切的关系。与施工密切相关的一个重要尺寸是前端最外侧的股道中心至侧刃角根部的距离，这个尺寸关系到补刃角施工时的线路安全。在1994年以前，一般设

8、计中这个尺寸都定为2.7m，补刃角施工相当困难；1993年底，铁路局颁发了“顶进式框架立交桥设计、施工的若干规定”。在此规定中，此尺寸根据结构的不同高度取值为3～4.5m，施工条件有所改善。按设计部门的观点，这个尺寸的确定应该考虑顶板荷载分布宽度的需要。10图—2（图—2中的“L”相当于图—1中的“B”或“B1”）图中b是活载分布宽度，而a段用于承受悬臂的垂直荷载，在a段内荷载分布的强度不应大于b段，否则需要对a段特别配筋。a段的大小就与悬臂的大小有关，