浅析城市框架立交桥的设计细节

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1、浅析城市框架立交桥的设计细节一一以嘉兴市三环南路新气象路立交工程为例倪强1王娥2（1.嘉兴市规划设计研究院有限公司，浙江，嘉兴，314000）（2.嘉兴市城市投资发展集团有限公司，浙江，嘉兴，314000）【摘要】框架桥与“U”型槽的立交组合具有构造简单、受力明确、施工简便、造价省等诸多优点，这种立交形式占地少，尤其对道路两侧地块影响小,在用地紧张时相较其它立交形式只备较强竞争力。木文以嘉兴市三环南路工程为例，着重对框架桥及”U”型槽的构造及各细部设计进行介绍，重点解析计算模型、抗浮防渗、施工要点等关键技术。【关键词】框架桥；“U”型槽；模

2、型1、概述1.1工程概况三环南路为城市快速路，桥位处红线宽度69m，主线为机动车双向8车道,下穿新气象路（城市主干道），辅道及人行道与新气象路平交。主体为框架桥结构，两侧顺接U型槽。U型槽为立交框架桥的附属构造，设置在箱体两侧，主要起到挡土及封水的作用。图三：型槽断面图1.2结构总布主体均为现浇钢筋混凝土结构，框架桥箱内净跨径16.5m,净空高度≥5.0m,箱体顶板水平，底板根据道路竖向设计变化，总高度8.660m〜9.329m。单节箱体长度为20m，沿三环南路前进方向布置7节，总长140m,断面方向为两个独立的箱体并列布置，单箱宽1

3、8.9m,双箱总宽40.4m。单个箱体里内横向布设4条机动车道。新气象路主线为双向4车道，位于4#、4&rSqU0;#箱体顶部，辅道位于1#、l’#和7#、7’#箱顶，其余框漿桥顶均为绿化带，覆土厚度小于lm。箱内道路结构层总厚度为42cm〜73cm。U型槽侧墙高度从7.411m渐变至2.767m。槽体内设置双向八午道及6.0m宽度的中央分隔带，槽体底板水平，车行道横坡采用道路结构层三角铺装实现。1.3地质情况嘉兴地貌类型属长江三角洲冲海积平原，工程位于嘉兴市国际商务区四联村,场地现状为空地、农田，局部有鱼塘分布。土

4、质以粘性土为主。苏中④1层和⑥1层厚度稳定，强度较高，可作为持力层。根据嘉兴市水文地质环境监测站资料显示：嘉兴市多年平均水位为0.87m,最高水位为2.82m（黄海高程，1999年），最低水位-0.28m（1934年），水位变化较为平缓，水位差较小。2、MIDAS/Civil计算模型2.1模型简介本工程主体结构采用有限元分析软件MIDAS/Civil进行计算，全桥共计14个箱体，取其中一个受力最不利的4#箱体（位于新气象路机动车道下方）及东U1（侧墙高度最高）沿纵向进行有限元分析。软件对己建立好的模型能自动分析计算，计算结果是否准确关键在于

5、模型是否符合实际，因此对结构体的单元划分、边界条件、内外部荷载、施工方法、温度变化、混凝土收缩徐变等因素的模拟则为关键所在。框架桥采用板单元建立模型，共计板单元数量：1240个，节点数量：1785个。“U”型槽采用梁单元建立模型，共计梁单元数量：62个，节点数量：114个。2.2结果输出模型建立好后，按照以上章节添加外部荷载和约束，程序自动计算，根据需要输出内力，计算配筋。3、分项设计3.1基础3.1.1计算结果分析根据框架桥底板反力输出结果，可以很明确地看出底板反力并非匀值，位置不同反力大小不同，但其变化是有规律可循的，在底板中央位置处反

6、力最小，越往两边靠近侧墙位置反力越大。这样的变化规律符合实际情况，框架桥上部的荷载通过侧墙传递给底板进而传递给地基土体，底板虽厚度较大，但远非刚体，在两侧侧墙的集中力作用下会发生变形，导致侧墙下部的土体受到的挤压明显人于底板中央处土体受到的挤压，即底板两侧的反力大于中间的反力，这样的计算结果符合力学原理，反过来这也验证了计算的准确性。根据底板反力图输出结果，板中央位置处地基承载力仅需110kPa,侧墙附近则需要地基承载力达到370kPa，结合地质勘察报告，框架桥底板位于③层与④层交接处，④层土体承载能力为165kPa，即底板中央位置处地基承

7、载能力满足要求，但底板两侧远未达到设计要求，这就需要对基础做专门设计。“U”型槽的内力计算结果显示，侧墙弯矩和剪力极值均位于侧墙根部。底板的弯矩和剪力极值均位于两侧（靠近侧墙位置），底板最大负弯矩位于中央分隔带处，剪力极值位于第二车道位置附近。3.1.2基础形式比选0前常规的桥梁基础主要有复合地基、桩基等形式，复合地基可采用水泥搅拌桩、粉喷桩、高压旋喷桩等，桩基常见的冇钻孔灌注桩基础、预制水泥方桩、管桩等形式。经比选，框架桥最终采用高强预应力管桩基础，具有工厂制作，质量稳定，桩身强度高（C80混凝土），施打速度快，单位承载能力费用低等优点。

8、“U”型槽基础主要以承载反向的抗浮竖向力为主。3.2抗浮设计经计算，框架桥自重大，能抵御地下水的浮力。U型槽抗浮计算按照结构最不利工况考虑，结构自重仅计入一期恒载，侧墙外立面倾斜