1、区间结构与桥梁目录1. 概述11.1设计依据11.2总体设计评审意见及执行情况11.3工程概况及设计范围21.4沿线高架线路桥、涵分布情况31.5自然地理与区域地质特征31.6沿线地下管线现状及其规划对高架的影响和要求92 设计原则及技术标准92.1设计原则92.2设计技术标准102.3设计荷载及组合113 工程材料133.1 混凝土133.2 钢材133.3 耐久性设计19134 桥梁结构设计144.1标准跨径及桥式的确定144.2桥梁孔跨布置原则164.3上部结构设计174.4下部结构设计214.5节点工程设计244.6其他附属工程255. 防水设计265.1防水说明265.2桥面防水262、6 施工方案及交通组织266.1施工方法及主要施工步骤266.2施工期间交通组织286.3施工主要进度指标及工期安排287 高架区间风险源297.1高架区间主要风险源处理原则297.2高架区间风险源简介297.3高架区间风险源处理措施297.4高架区间风险源施工监测298 存在的问题及建议30附件1.主要工程数量表2有关协议、纪要及公文3附图目录说 明1. 概述1.1设计依据1）地铁设计规范（GB 50157-2013）2）铁路桥涵设计基本规范（TB 10002.1-2005）3）城市轨道交通技术规范（GB 50490-2009）4）铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB100023、.3-2005）5）铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范（TB 10002.4-2005）6）铁路桥涵地基和基础设计规范（TB 10002.5-2005）7）铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB 10005-2010）8）铁路桥梁钢结构设计规范（TB 10002.2-2005）9）铁路结合梁设计规定（TBJ 24-89）10）铁路工程抗震设计规范（GB 50111-2006）（2009年版）11）新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定12）关于发布铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范等三项标准局部修改条文的通知（铁建设200922号）13）关于发布铁路桥涵设计基本规范等11项铁路工程建设标准局部修4、改条文的通知（铁建设2010257号）14）城市轨道交通结构抗震设计规范（GB50909-2014）15）城市轨道交通桥梁球型钢支座（CJ/T482-2015）16）铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程（TB10110-2011）17）公路工程技术标准（JTG B01-2014）18）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）19）公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）20）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）21）城市桥梁设计规范（CJJ 11-2011）22）城市桥梁抗震设计规范（CJJ 166-2011）23）公路桥梁抗震设计细则(JT5、G/T B02-01-2008)24）公路桥涵施工技术规范(JTG/T F02-2011)25）混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）26）公路桥梁钢结构表面防腐涂装技术条件（JT/T 7222008）27）混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件（JT/T 6952007）28）内河通航标准（GB 50139-2014）29）现行的国家及湖南省有关规范、规程。30）长沙市轨道交通6号线工程梧桐路停车场及出入段线初步勘察阶岩 土 工 程 勘 察 报 告1.2总体设计评审意见及执行情况1.3工程概况及设计范围1.3.1工程概况1.3.2设计范围高架线设计起点为长沙地铁6号线紫金路站西与轨道交6、通停车场设计终点，分界里程RCK0+649.485；设计终点RCK1+389.882，起点处与U型槽相接，终点处与停车场路基相接。高架线全长740.397km，分别位于紫金路站停车场区间。停车场牵出2线高架桥全长120.7m、牵出3线高架桥全长120.7m，位于停车场内，均为单线高架桥。1.4沿线高架线路桥、涵分布情况本标段区间桥梁总长740.397米，为双线桥，一般地段采用30m标准跨的双线简支箱梁，立交节点处采用30+50+30m三跨连续箱梁、25+64+25m (25+64+25)m三跨梁拱组合，线间距为4.25.0m，相应桥梁宽度为10.0m13.0m；停车场内桥梁总长241.4米，采7、用30m标准跨的单线简支箱梁，相应桥梁宽度为5.4m。1.5自然地理与区域地质特征1.5.1地形地貌特征（1）场地地面条件（2）地形地貌特征1.5.2工程地质1.5.3水文地质1）地下水的赋存、补给与排泄（1）地下水类型2)地下水位1.5.4地震基本烈度 长沙市轨道交通6号线7标段场地位于长沙市，根据国家标准中国地震动参数区图（GB18306-2015）附录C和建筑抗震设计规范（GB50011-2010，2016年版），本工程的类场地基本地震动峰值加速度值max为0.10g，基本地震动加速度反应谱特征周期Tg属0.45s区，对应的地震烈度为度，设计地震分组为第三组。根据国家标准城市轨道交通结构8、抗震设计规范（GB50909-2014）1.0.4条款的有关规定，已进行工程场地安全性评价的，应按审批结果取值。建议设计单位在进行抗震设计时应按照国家相关规范的要求，以经政府主管部门批准的专项长沙市轨道交通6号线工程场地地震安全性评价报告的地震参数作为设计依据。根据国家标准城市轨道交通结构抗震设计规范（GB50909-2014）的规定：除特殊设防类以外的高架区间结构、高架车站主体结构、区间隧道结构和地下主体结构，抗震设防类别应划为重点设防类。对于重点设防类建筑，抗震措施应按本地区抗震设防烈度（即7度）提高一度的要求确定，地震作用应按现行国家标准中国地震动参数区图（GB18306-2015）规定9、的本地区抗震设防要求确定；对进行过工程场地安全性评价的，应采用经国务院地震工作主管部门批准的建设工程的抗震设防要求确定，但不应低于本地区抗震设防要求确定的地震作用。结合本次勘察揭露的地层情况、波速测试成果，以强风化岩（碎块状）顶面作为坚硬土顶面，按国家标准城市轨道交通结构抗震设计规范（GB50909-2014）有关规定判定，各工点建筑场地类别及特征周期值建议值如下表。 表 1.5 建筑场地类别及特征周期建议值表（0.45s区）工点建筑场地类别特征周期(S)紫金路车站停车场0.451.5.5气象与水文1）气象2）水文1.6沿线地下管线现状及其规划对高架的影响和要求2 设计原则及技术标准2.1设计10、原则1）高架结构应根据功能、结构特征、工程地质、水文地质等条件，结合周边的环境条件、道路交通状况和使用要求等因素，经过技术、经济、环境保护及使用效果综合分析比较，选择适当的结构型式及施工方法，以满足总体规划和使用要求。2）结构设计以满足总体设计、线路设计、建筑使用功能及施工、运营、城市规划、抗震、防火、防水、防腐、防雷、防杂散电流等要求为前提，同时符合强度、刚度、稳定性和裂缝允许开展宽度的要求，确保结构安全可靠、技术先进、经济合理、受力明确、传力简捷，具有较好的整体性和延性，并具有足够的耐久性。3）桥梁结构根据结构类型、施工方法和实际工况，分别按施工阶段、使用阶段和特殊工况进行强度、刚度、稳定11、性、耐久性等方面的设计，并进行裂缝开展宽度验算。结构设计应具有足够的纵向刚度，满足长期运营条件下结构纵向不出现危及安全运行的差异沉降。4）高架护栏板的高度应保证轨面以上的安全高度，栏板立柱的设计应考虑设置声屏障时的风荷载影响。5）高架结构净空尺寸应满足建筑限界、设备安装和使用、运营及施工工艺的要求，考虑施工误差、结构变形及后期沉降的影响，并注意不均匀沉降对车站结构的影响和轨道梁桥独立布置时不均匀沉降对站台标高的影响。6）高架结构应满足紧急疏散乘客功能要求。7）高架结构应按照适用、安全、经济、美观的原则进行设计，并体现出城市高架的景观要求及轨道交通快速、便捷的特点。8）桥梁结构方案的比选需遵循上12、下部结构相结合，使上下部结构协调一致的原则，提出多方案的梁形、墩型比较，结构在满足使用性、安全性、耐久性要求的基础上，突出结构的景观性在城市轨道交通中重要的位置。9）桥梁标准跨度结构设计方案，应在总体设计审定方案的基础上优化实施，优先采用预应力混凝土结构，其结构设计及构造要求均应满足地铁设计规范相关内容要求。高架区间重要节点桥的设计应参考总体设计的桥型方案及桥位，充分考虑环境协调，作多方案比较。10）高架结构设计要充分考虑地面、地下已有或规划建筑物、管线，尽量避免或减少对建筑物、管线和周边环境的不利影响。11）跨平面交叉路口的高架桥梁应根据相交道路的主次、道路横断面形式、交通流向和流量等优化跨13、越交叉路口的桥式设计，保证车辆在交叉路口安全、顺畅地行驶，并注意景观效果、尽量与周边环境相协调。12）高架桥梁与公路、铁路立交或横跨河流时，其桥下净空须满足行车、排洪、通航的要求并预留结构沉降量、铁路抬道量或公路路面翻修高度，跨越排洪河流时，应按1/100 洪水频率标准进行设计，同时应取得相关管理部门的核准。13）由于承轨台道床钢轨弹性扣件对轨道的调节量有限，需正确计算承轨台道床施工完成后桥梁结构的后期非弹性竖向变形，严格控制上部结构因混凝土收缩徐变产生的总的竖向变形以及桥梁基础产生的沉降。14）桥梁墩台的均匀沉降量不大于 40mm，相邻墩台的不均匀沉降量不大于20mm。轨道结构在梁部收缩徐变14、后期安装，在轨道安装后，一般区间梁部的收缩徐变上拱值不大于10mm，大跨桥梁收缩徐变上拱值应控制在20mm，特殊大跨桥梁结构根据需要设置温度调解器。15）桥梁基础设计综合考虑上部结构类型、工程地质、水文地质及环境要求，选择合适的桩基类型和持力层。16）桥梁下部结构设计需满足新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定中的相关内容要求，尤其是对结构刚度及变形要求。17）高架结构设计应满足接触网、电力、通信、信号、给排水、轨道、管线等结构的支承、预埋要求。2.2设计技术标准1）设计洪水频率设计洪水频率标准1/100，技术复杂、修复困难的大桥、特大桥应按1/300 洪水频率标准进行检算。2）建筑限界建筑限界按本15、线技术要求限界标准执行。3）桥下净空跨越公路、城市及乡间道路时，桥下净高要满足现状和规划的要求，并适当预留一定的富裕量；一般情况下，跨越快速路及主干道净高为5.5m，城市次干道为5m，其他道路为4.5m，桥墩设置于规划红线以外或道路分隔带内。跨越通航河流时，其桥下净空应根据航道等级，满足现行国家标准内河通航标准以及长沙市轨道交通6号线工程防洪影响评价报告的要求。在满足功能、安全、规划等方面要求的基础上，适当考虑景观效应，提高桥下净高，减少高架结构对人造成的压抑感。4）线路正线数目：双线轨距：1435mm线间距：标准段区间正线线间距均为4.25.0m曲线地段按规范及限界专业要求加宽并设置超高。正16、线全线采用一次性铺设无缝线路。按有关专业提供的资料设计。5）轨道高架桥上轨道采用有砟道床。按有关专业提供的资料设计。6）桥面布置桥面上轨道、电缆支架、声屏障、接触网立柱、护板等附属设施应与主体结构有可靠的联结，并满足限界要求。桥面应设防水层和良好的排水系统，排水设施应便于检查、维修与更换。7）高架车站和区间的主体结构设计使用年限为 100 年，结构安全等级为一级。钢结构防腐体系使用为20年。8）高架结构抗震设防烈度 7 度，设防类别为乙类，结构计算应满足抗震要求，并采取相应的措施，提高结构的整体抗震性能。9）地基基础设计等级为甲级。10）基础沉降控制要求相邻墩台的工后沉降之差不超过10mm。对17、于外静不定结构，其相邻墩台不均匀沉降量之差的容许值根据沉降对结构产生的附加影响来确定。同时满足房屋建筑有关规范对基础沉降控制要求。11）变形缝设置要求抗震缝、伸缩缝的设置应结合考虑，宽度应同时满足抗震缝及伸缩缝的要求。结构变形缝应避开道岔区。12）裂缝控制承受列车荷载的构件及预应力构件同区间桥梁；其余普通钢筋混凝土构件一类环境为0.3mm，二类环境为0.2mm。 13）安全距离跨越道路的桥梁应根据需要设置桥下限高的交通标志，必要时桥梁梁底迎车面可设置防撞设施。路侧墩台应满足下表规定的最小安全距离要求。表2.2.1 高架区间桥墩与道路路侧的最小安全距离表分类中央分隔带两侧机非分隔带城市道路计算速18、度(km/h)606060100100机动车道的最小安全距离(m)0.50.252.3设计荷载及组合2.3.1荷载类型表2.3.1 荷载类型2.3.2 恒载结构自重、附属设备和附属建筑自重、预加应力、混凝土收缩及徐变影响、基础变位的影响、土压力、静水压力及浮力等。1）结构自重钢筋混凝土构件自重r=26kN/m3，素混凝土构件自重r=22kN/ m3，钢结构自重r=78.5kN/ m3。2）桥面二期恒载桥面二期恒载包括线路设施、钢轨、道床、扣件、桥梁栏板、电缆及支架、接触网、声屏障、桥面防水层以及中间疏散平台等，考虑到设置减振轨道及声屏障的要求，标准双线（普通轨道）暂按105kN/m计。设有触网19、立柱的桥梁结构，设计时应考虑触网支柱柱底作用的荷载，其值根据接触网专业提供确定。其中单线轨道结构重量如下：非道岔区（轨道结构高度520mm）：道床总重20.5KN/ 单线m（含护轮轨及全超高）；标准地段（不含护轮轨及超高）道床总重18.5KN/单线m非道岔区（轨道结构高度560mm、非钢桁梁地段）：道床总重22.05KN/单线m（含护轮轨及全超高）；标准地段（不含护轮轨及超高）道床总重20.1KN/单线m；非道岔区（轨道结构高度650mm）：道床总重31.4KN/单线m（含护轮轨及全超高）；标准地段（不含护轮轨及超高）道床总重27.7KN/单线m。3）混凝土收缩和徐变影响(1)混凝土的收缩应变20、和徐变系数终级值按铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005）第6.3.4 办理。(2) 徐变系数（t，）的计算参照公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范（JTGD62-2004）附录F办理。4） 基础变位影响连续结构强迫位移按10mm 考虑，更换支座按10mm 考虑。2.3.3活载1）列车活载采用车辆的尺寸及技术指标见车辆专业相关资料，列车活载计算图式如图2.3.1。图2.3.1 列车活载计算图式（单位：mm）远期每列车编组六辆。每辆车长19.52m，定距12.6m，固定轴距2.2m，车辆最大轴重140kN，轴重可按每节车长任意排列组合。单线和双线高架结构，应按列车21、活载作用于每一条线路确定。多于两线的高架结构，应按下列最不利情况确定：(1)按两条线路在最不利位置承受列车活载，其余线路不承受列车活载。(2)所有线路在最不利位置承受75%的活载。2）列车离心力按地铁设计规范计算，其中V=100km/h。3）列车竖向活载应包括列车竖向静活载及列车动力作用，动力系数为1+，宜按现行铁路桥涵设计基本规范规定的值乘以0.8。 钢与钢筋混凝土板的结合梁1+=1+18/(40+L) 钢筋混凝土、预应力混凝土箱梁1+=1+10/(30+L)式中：L以m计，除承受局部活载的构件为影响线加载长度外，其余均为桥梁跨度；4） 横向摇摆力列车横向摇摆力以横桥向集中力形式作用在轨顶面22、处，其值为相邻两节车四个轴轴重的15%计算。多线桥只计算任一条线上的横向摇摆力。5）列车荷载空载轴重80KN。2.3.4 无缝线路纵向水平力无缝线路伸缩力、挠曲力：按轨道专业提供的数值纳入结构计算，作用于墩台上的支座中心处，不计其实际作用点至支座中心弯矩的影响。2.3.5 附加力1）制动力或牵引力按竖向静活载15%计算，但当与离心力同时计算时，制动力或牵引力应按竖向静活载的10%计算。双线桥采用一线的制动力或牵引力（车站两侧与车站相邻100m 范围内双线桥按双线制动力，每条线制动力或牵引力值应为竖向静活载的10%）；三线或三线以上的桥采用二线的制动力或牵引力。制动力或牵引力作用在轨顶以上车辆重23、心处，当计算桥梁墩台时可移至支座中心处，计算刚架结构应移至横梁中线处，均不应计移动作用点所产生的力矩。2） 风荷载风荷载按现行建筑结构荷载规范、铁路桥涵设计基本规范的规定执行。并考虑体型、风高、地形等影响。作用点位于结构物受风面重心处，列车在轨顶以上2m 处。3）温度变化的影响（不包含结构超长升降温）（1）板内温度场按线性分布。（2）日照温差分别按单向及双向组合考虑。单向考虑时，T020，双向组合时，T016。（3）降温温差按-10计。（4）日照温差及降温温差计算时，混凝土的受压弹性模量按铁路桥规办理。4） 流水压力2.3.6 特殊荷载1） 地面汽车撞击力对于无法设置防撞措施的墩台结构，应考虑24、汽车撞击力作用。（1）顺汽车行驶方向撞击力为1000kN。（2）垂直于汽车行驶方向撞击力为500kN。（3）作用点位置离路面高为1.2m。2）桥墩承受的船只撞击力，按现行铁路桥涵设计基本规范的第4.4.6 条规定执行。3）地震作用：地震设防烈度7 度，根据地震安评报告，按现行国家标准铁路工程抗震设计规范的规定计算。4） 施工临时荷载高架结构应按不同施工阶段的施工荷载加以检算。5） 列车脱轨荷载脱轨荷载按现行地铁设计规范（GB50157-2003）第9.3.7 条计算。6）无缝线路断轨力：按轨道专业提供的数值纳入结构计算，作用于墩台上的支座中心处，不计其实际作用点至支座中心弯矩的影响。2.3.725、 其它荷载1）曲线桥偏心、顺桥向大纵坡影响，根据曲线半径及布置的实际偏心，考虑对梁的不利影响。2）高架结构的栏杆或挡板结构，除考虑其自重及风荷载外，尚应考虑0.75kNm 的水平推力和0.36kNm 的竖向压力，该项荷载作为附加力可与风力组合。水平推力作用于桥面以上0.8m 处。3）声屏障及挡板计算宜考虑行车产生的动压力作用在挡板上靠行车侧的动压力按4.1/d (kN/m2)考虑，其中d为列车边缘至隔音板内侧的距离，该项荷载不与风力组合。2.3.8 荷载组合桥梁结构荷载按照主力、附加力和特殊荷载分类，荷载组合按照铁路桥涵设计基本规范第4.1 条执行，长钢轨纵向力及其与制动力或牵引力等的组合按新26、建铁路桥上无缝线路设计暂行规定有关规定办理。3 工程材料3.1 混凝土3.1.1 混凝土强度等级：1）预应力混凝土梁为C50；2）盖梁为C40；3）墩身、支承平台等为C40；4）桩基础为C35；5）预应力结构采用塑料波纹管真空压浆工艺，确保压浆密实。3.2 钢材3.2.1 普通钢筋采用HPB300、HRB400 级钢3.2.2 钢绞线钢绞线：高强度低松弛钢绞线S15.2，fpk1860MPa，符合预应力混凝土用钢绞线（GB5224）。3.3 耐久性设计混凝土结构的耐久性主要与混凝土原材料的选用、混凝土配比要求、构造措施和裂缝控制、防杂散电流措施、施工质量的要求以及结构建成后的正常维修有关，主要27、控制因素是混凝土的内在裂缝、密实度以及抗渗性能。设计使用年限为100年的结构，其混凝土的原材料和配比、最低强度、最大水胶比和单方混凝土的胶凝材料最小用量等应符合耐久性要求，满足抗裂、抗渗、抗冻和抗侵蚀的需要。 1）上部混凝土结构采用预应力混凝土结构。2）高架区间与大气接触的室外条件下碳化环境为T2级。3）由于碱骨料的反应，要求在浇筑砼时每方砼的含碱量不得大于3.0kg。4）钢筋混凝土和预应力混凝土结构混凝土最大水胶比：混凝土等级C35为0.5，混凝土等级大于C40为0.45。最小胶凝材料用量为300kg/ m3，C35C45混凝土不宜高于450kg/m3，C50及以上混凝土不宜高于500kg/28、 m3。5）钢筋混凝土结构混凝土氯离子总含量（包括水泥、矿物掺和料、粗骨料、细骨料、水、外加剂等所含氯离子含量之和）不应超过胶凝材料总量的0.10，预应力混凝土结构的混凝土氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.06。6）高架桥梁桩基的普通钢筋保护层厚度不得小于70mm，高架桥梁其它构件普通钢筋的最小保护层厚度不得小于35mm。7）裂缝控制钢筋混凝土构件裂缝宽度以0.20mm控制（主力作用下）。8）预应力混凝土梁的封锚及接缝处，应在构造上采取水措施。对于结构有可能产生裂缝的部位，应增设普通钢筋防止防裂缝的发生9）后张预应力塑料管外缘至混凝土表面的距离，在结构顶面和侧面应不小于1.0倍管道直径，在29、结构底面不应小于60mm。混凝土除满足以上要求外，尚应满足铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB10005-2010）。结构建成后不应随意改变结构的使用环境和使用条件，并应进行定期监测与维护。4 桥梁结构设计4.1标准跨径及桥式的确定4.1.1标准跨径的确定1）不用跨径的技术经济指标比较城市桥梁的基本跨度不宜小于25m，否则下部桥墩太多，影响桥下的视觉通透性。所以经济跨度的选择在2535m之间进行比选。由下表可知，25m跨度在常规跨度范围内是比较经济的，30m跨度较25m跨度指标高4.3%，35m跨度较25m跨度指标高14.5%。此外，25m左右标准跨过小，不利于常规路口节点的跨越，也容易造成大小30、跨径突变，25m跨没有明显的优势，35m跨径梁在墩身线刚度、梁体挠度方面比30m跨有更严格的要求，这就要求其下部结构更为强大，其指标比30m跨径要高。2）桥梁整体景观立面造型的优美最终取决于高跨比（远处观察）与单独构件的体量（近处观察），而不是一味的追求大跨度。实践证明：当城市桥梁的墩高与跨度比例在1:21:4之间时，桥梁景观较好，符合人们的视觉审美习惯。表4.1-1 经济跨度比选表序号项目名称预应力混凝土简支箱梁预应力混凝土简支箱梁预应力混凝土简支箱梁技术指标(m3/m)经济指标(元/m)技术指标(m3/m)经济指标(元/m)技术指标(m3/m)经济指标(元/m)跨度253035一桩基6.231、8 7426.73 5.65 6684.05 6.06 7161.48 二承台2.51 2047.18 2.40 1958.40 2.67 2182.53 三桥墩1.75 2450.00 1.67 2338.00 1.60 2240.00 四上部结构4.93 19251.05 5.55 21529.55 6.25 24102.05 合计31174.96 32510.00 35686.06 注：按墩高10m计。图4.1-1标准墩梁效果图所以在技术经济性与景观性兼顾的情况下，推荐标准梁拟采用30m跨度预制预应力砼整体式箱梁结构，以少数25m和35米跨作为配跨。4.1.2桥式的确定本标段特殊地段较多32、，线间距变化段桥梁长度长，需要特殊设计的跨数多，为尽量减少全线桥梁上部结构的梁型种类，需对特殊地段桥梁的桥式选择做仔细分析。主要结构体系有：简支体系，连续梁体系，连续刚构体系。1）简支梁体系简支梁体系属静定结构，受力明确，结构体系及施工工艺简单，预制和安装方便，在桥梁建设中应用广泛，是一般功能性设计的首选结构体系。收缩、徐变、温度等对结构内力的影响因素小，支座不均匀沉降对主梁内力影响几乎为零。但简支体系跨中荷载弯矩随跨度增加而迅速增大，材料用量指标也随之增大，经济指标也随之变坏。简支梁桥墩在纵桥向均为两个支座，使桥墩纵向尺寸增大，引起下部结构工程量有所增加。另外，由于结构体系特点，每孔梁两端均33、设有梁缝，虽然列车行走在钢轨上，轨面无缝，但由于行车引起梁端较大的转动变形，对旅客乘车舒适度还是会有一定的影响。2）连续梁体系连续梁体系属超静定结构，从受力特性分析可知，由于支点负弯矩存在，使得跨中正弯矩与同跨径简支梁的跨中弯矩比要小得多，正负弯矩图面积 (绝对值之和)比简支体系小，对应的材料包络图面积相应减小。因此，与简支体系相比，材料用量指标相应减小，经济指标较好。此外，由于连续梁的弯矩绝对值比同跨径简支梁的弯矩值要小，且沿桥向范围内分布均匀，因此，连续梁的主梁截面高度比同等跨度简支梁小，使得梁部线形更加纤细优美；连续结构接缝少，景观效果好，并且有利于改善行车条件。连续梁体系的缺点是对收缩34、徐变、温度及支座不均匀沉降反应比简支体系敏感，每联设一个纵向制动墩来承受纵向水平力产生的效应，使该墩尺寸较大，且对地基基础条件要求较高。3）连续刚构体系连续刚构体系属超静定结构，受力特性如同连续梁中跨，设计比较灵活，可用调整梁与墩柱刚度比的办法，降低梁高。结构的上部和下部作为一个整体承受荷载。与简支结构相比，竖向刚度增大明显，收缩徐变上拱小，对无缝线路的适应性更好。与连续梁类似，其主梁的截面高度比同等跨度简支梁可设计的小许多，使得梁部线形更加纤细优美。连续刚构体系的缺点是对收缩、徐变、温度及支座不均匀沉降反应比简支、连续梁体系都要敏感，而且跨度越小影响越大，容易引起墩梁结合部的开裂，较连续梁35、施工复杂。4）体系方案比选综上所述，简支梁体系受力明确，便于工程质量控制、便于预制架设，缩短工期，但收缩徐变上拱大。连续梁体系受力条件、整体性能都较简支梁为好，变形曲线平顺，对行车的平稳性和旅客乘坐舒适度有利。连续刚构体系后期收缩、徐变变形量比简支体系小，对无缝线路长钢轨纵向力的适应性要好，行车舒适度比简支体系好，但结构对收缩、徐变、温度及支座不均匀沉降的适应性较差。桥式的的选择需结合施工方法考虑确定，本标段非标准梁跨数较多，本标段范围内交通流量大，部分地段处于规划路，现状空旷，部分地段位于既有路面上，部分地段位于乡间道路上，高架区间桥梁工法选择比较大，采用支架现浇较为适宜。梁型的选择上，跨越36、重大特殊立交的工点采用悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁。高架区间墩型的选择受梁型的制约较大，线间距变化段，墩型也应相应变化，以满足结构受力要求。经过结构优化，综合考虑经济性和美观性，高架区间标准墩采用花瓶型独柱式桥墩。线间距变化段，采用双柱式墩加联系梁的墩型，满足道路现状及规划要求。图4.1-1 高架区间一般桥式方案断面图4.2桥梁孔跨布置原则4.2.1一般布置原则1）加强景观原则：高架区间是一条城市景观的走廊，高架区间设计应把美化城市环境及景观的要求放在首位，与全面建设和谐社会的时代要求相适应。造型应新颖、美观，结构各部尺寸比例合理，与城市规划、周边环境及自然相融合。2）标准化原则：在积极吸收国37、内外先进技术的基础上，应采用标准化梁跨，便于机械化施工，减少结构种类，有利于缩短工期，节省投资，便于设计、施工及运营维护管理。3）优化设计原则：城市轨道交通高架结构是永久性的城市建筑，设计时尽量选择成熟、先进的施工工艺。结构设计根据其功能、使用要求，结合城市规划、沿线地貌和地质条件，考虑技术、经济、景观、方便施工、环保、运营效果等因素进行优化比选，选出最佳的桥跨结构、墩柱、基础形式。3）桥梁跨越规划及现状道路时，尽量利用绿化带布墩，采用标准跨跨越，以利于梁体施工的连续性，如有困难采用连续梁跨越。跨越道路尽量一跨跨越。横向路口视具体情况布跨，满足车辆左转要求即可。4）尽量避开既有地下管线，特别是38、大直径的给水、雨水、污水、石油、电力管沟等，尽可能地不拆迁或少拆迁既有地下管线，并进行可实施性比较。确定是否改迁。5）跨越河流，不通航河流且流速小的可在河道中设置桥墩，通航时尽量一跨跨越。6）充分考虑桥梁跨度布置与工程实施时的各项影响因素，保证桥梁施工工法在合理划分的标段范围内具有统一性。7）桥梁跨度布置应为未来规划路口预留通道。4.2.2 主要交叉口处布置原则本标段范围内与沿线道路发生交叉的规划市政道路及长沙地铁6号线右线、规划路等。以上道路均设置桥梁上跨通过。桥梁孔跨应满足桥下净空要求，一般情况下，跨越道路净高为5.5m，考虑施工余量0.5m，桥墩设置于路中绿化带内，基础位于地面以下，不占39、用行车道宽度。跨越河流满足通航航道的净空要求，尽量采用较大跨度，减少桥墩数量以减少阻水面积。4.3上部结构设计4.3.1上部结构设计有关规定1）普通钢筋混凝土、预应力混凝土、混凝土和砌体结构和钢结构的材料、容许应力、结构安全系数、结构计算方法及构造要求除特别注明之外应符合铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范、铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范和铁路桥梁钢结构设计规范的规定。2）当无缝线路断轨力参与荷载组合时，钢筋混凝土中心受压、弯曲受压、偏心受压、局部承压容许应力及钢材的容许应力提高系数为 1.4。3）当无缝线路断轨力参与组合时，预应力混凝土强度安全系数采用1.7，抗裂安全系数 1.1。40、4）钢筋混凝土与预应力混凝土梁式桥跨结构在列车静活载作用下，其竖向挠度不应超过规范容许值：5）梁式桥跨结构的横向自振频率应不小于 90/L，L为桥梁跨度（m）。6）弯-剪-扭构件的箍筋和纵向钢筋还应符合下列要求：（1） 箍筋应采用闭合式，箍筋末端做成 135弯钩。弯钩应箍牢纵向钢筋，相邻箍筋弯钩接头，其纵向位置应交替布置。（2） 承受扭矩的纵向钢筋，应沿截面周边均匀对称布置，其间距不应大于300mm。在矩形截面基本单元的四角应设有纵向钢筋，其末端应留有满足规定的最小锚固长度。（3）纵向钢筋的配筋率，不应小于受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率与受扭构件纵向受力钢筋的最小配筋率之和。7）位于曲线的预41、应力及受力钢筋应设有防崩钢筋以防止混凝土崩裂，其设置方式和数量可参照公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）9.3.15条执行。8）预制构件的吊环必须采用HPB300钢筋制作，严禁使用冷加工钢筋。每个吊环按两肢截面计算，在构件自重标准值作用下，吊环的拉应力不应大于50Mpa。当一个构件设有四个吊环时，设计时仅考虑三个吊环同时发挥作用。吊环埋入混凝土的深度不应小于35倍吊环直径端部应做成 180弯钩，且应与构件内钢筋焊接或绑扎。吊环内直径不应小于三倍钢筋直径，且不应小于60mm。9）管道压浆材料和压浆工艺应严格控制，有条件时应优先采用真空压浆工艺，确保压浆密实。对于结构42、有可能产生裂缝的部位，应适当增设普通钢筋防止裂缝的发生。10）预应力混凝土梁的后期徐变拱度或挠度，应严格限制。线路铺设后，徐变拱度或挠度不宜大于10mm。必要时，在轨道铺设时采用预挠或预拱的办法，并尽可能推迟铺轨的期限，以减小后期徐变拱度或挠度对线路平顺性的影响。4.3.2 上部结构构造30m预应力混凝土单箱单室箱梁梁高2.0m，梁顶宽10.0m，梁底宽5.1m。箱梁顶板厚0.25m，底板厚0.250.5m；腹板斜置1：6，厚0.350.60m；悬臂板长度2.2m。悬臂端部厚0.2m，根部厚0.5m。梁端设置横隔梁，横隔梁厚1.1m。标准断面图如下：图 4.3.1 标准跨箱梁横截面4.3.3标43、准跨箱梁计算1）梁部主要设计指标钢筋混凝土及预应力混凝土梁式桥跨结构在列车静活载作用下，其竖向挠度不应超过下表容许值。表4.3.1 竖向挠度容许值表跨度挠度容许值L30mL/200030mL60mL/1500表中：L梁的跨度（m）各项安全系数及主要设计指标见下表。表4.3.2 主要设计指标表序号项目检算条件控制条件1设计安全系数强度安全系数K2.02抗裂安全系数Kf1.23钢筋应力（MPa）预加应力时锚下钢束控制应力con0.75fpk4传力锚固时钢束控制应力p0.65fpk5运营荷载下钢束应力p0.60fpk6疲劳荷载作用下钢束应力幅p1407疲劳荷载作用下带肋钢筋应力幅s1508混凝土应力44、（MPa）传力锚固时混凝土压应力c0.75fc9传力锚固时混凝土拉应力ct0.70fct10运营荷载下混凝土压应力c0.50fc11运营荷载下混凝土拉应力不出现拉应力12运营荷载下混凝土最大剪应力c1.0613抗裂荷载下混凝土主拉应力tpfct14抗裂荷载下混凝土主压应力cp0.60fc注：当不符合工厂化生产条件时，安全系数应提高10%。2）计算模型图4.3.1 30m简支箱梁计算模型按照铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005）、地铁设计规范（GB 50157-2013）的规定计算。3）强度验算图4.3.2 组合I最大抗力及最大抗力对应的内力图4.3.3 组45、合II最大抗力及最大抗力对应的内力由上图可以看出，考虑强度安全系数以后，抗力对内力弯矩产生包络，组合(主力组合)的最大抗力73692kNm，最大内力为66825kNm。强度安全系数最小值为2.21，箱梁截面强度满足规范要求。其它组合下均满足规范要求。4）应力验算（1）组合正截面检算（主力组合）铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范第 6.3.10 条规定，运营荷载作用下正截面混凝土压应力（扣除全部预应力损失后）应符合下列规定：主力组合时：式中c运营荷载及预应力钢筋有效预应力产生的正截面混凝土最大压应力；fc 混凝土抗压极限强度，按规范 3.1.4 条采用。图4.3.4 组合条件下正应力包46、络图由上图4.3.4可得，混凝土最大正压应力为8.1MPa，小于0.5fc =16.75MPa，故组合条件下，混凝土压应力满足规范要求。铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范第 6.3.11 条规定：运营荷载作用下，正截面混凝土受拉区应力（扣除全部预应力损失后）应符合下列规定：对不允许出现拉应力的构件由图4.3.4可得，混凝土在组合条件下，正截面不出现拉应力，故满足规范要求。铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范第 6.3.15 条规定： 在运营荷载作用下，混凝土的最大剪应力应符合下式要求：式中c 混凝土的最大剪应力（MPa） 由运营产生的剪应力（MPa）p 由预加应力产生的预剪应47、力（MPa）fc 混凝土抗压极限强度（MPa）图4.3.5 组合条件下剪应力包络图由上图4.3.5可得，混凝土最大剪切应力为 1.44MPa，小于 0.17 fc =5.70MPa，故组合条件下，混凝土剪应力满足规范要求。（2）组合正截面检算（主力+附加力组合）铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范第 6.3.10 条规定，运营荷载作用下正截面混凝土压应力（扣除全部预应力损失后）应符合下列规定：主力+附加力组合作用时：式中c运营荷载及预应力钢筋有效预应力产生的正截面混凝土最大压应力；fc 混凝土抗压极限强度，按规范 3.1.4 条采用。图4.3.6 组合II条件下正应力包络图由上图 4.48、3.6可得，混凝土最大正压应力为9.3MPa，小于 0.5fc=18.43MPa，故组合条件下，混凝土压应力满足规范要求。铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范第 6.3.11 条规定，运营荷载作用下，正截面混凝土受拉区应力（扣除全部预应力损失后）应符合下 列规定：对不允许出现拉应力的构件由图4.3.6可得，混凝土在组合条件下，正截面不出现拉应力，故满足规范要求。铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范第 6.3.15 条规定： 在运营荷载作用下，混凝土的最大剪应力应符合下式要求：式中c 混凝土的最大剪应力（MPa） 由运营产生的剪应力（MPa）p 由预加应力产生的预剪应力（MPa）49、fc 混凝土抗压极限强度（MPa）图4.3.7 组合II条件下剪应力包络图由上图4.3.7可得，混凝土最大剪切应力为 1.44MPa，小于 0.17 fc =5.70MPa，故正常使用组合条件下，混凝土剪应力满足规范要求。5）抗裂性验算（1）正截面抗裂检算铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范第 6.3.9 条规定：对 不允许出现拉应力的构件，其抗裂性应按下列公式计算：对于受弯、大偏心受拉或大偏心受压构件：式中 计算荷载在截面受拉边缘混凝土中产生的正应力；K f 抗裂安全系数，按照规范表 6.1.5 采用；c 扣除相应阶段预应力损失后混凝土的预压应力；fct 混凝土的抗拉极限强度；g 考50、虑混凝土的塑性修正系数；图4.3.8 组合条件下正应力包络图由上4.3.8可得，在计算荷载和预压应力共同作用下（考虑安全系数后）， 混凝土拉应力1.6MPa，规范容许值 fct 为 3.10MPa，故结构正截面抗裂性满足规范要求。（2）斜截面抗裂验算铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范第 6.3.9 条规定，斜截面抗裂：式中 tp ，cp 按抗裂性计算的主拉、主压应力；图4.3.9 组合I条件下主应力包络图图4.3.10 组合II条件下主应力包络图由图4.3.9-4.3.10可得，在组合、组合作用下，混凝土最大主拉应力2 .1MPa，小于容许值 fct =3.1MPa，混凝土最大主压应51、力为11.6MPa，小于容许值 0.6* fc =20.16MPa，故混凝土斜截面满足规范要求。6）挠度验算根据地铁设计规范9.1.5 条规定，当跨度小于等于 30m 时，列车静活载最大竖向位移为跨度的 1/2000。图4.3.11 静活载作用下最大竖向变形图由上图4.3.11可得，列车静活载最大竖向位移为 0.005m，0.005/30=1/6000，故挠度检算满足规范要求。7）钢束应力验算铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范第 6.3.13 条规定：运营荷载作用下，预应力钢筋（钢丝、钢绞线、预应力混凝土用螺纹钢筋）最大应力应符合下列规定：表4.3.3 运营荷载作用下钢束应力值钢束编52、号主力作用和主+附作用容许应力是否满足要求110991116是210971116是310971116是410801116是511121116是611121116是由表4.3.3 可以看出，钢束最大应力值满足规范要求。8）计算结论（1）组合(主力组合)和组合(附加组合)作用下，箱梁截面强度满足规范要求。（2）组合(主力组合)和组合(附加组合)作用下，箱梁正截面强度满足规范要求。（3）组合作用下，正截面抗裂满足规范要求；组合(主力组合)和组合(附加组合)作用下，斜截面抗裂满足规范要求。（4）箱梁挠度检算满足规范要求。（5）钢束最大应力值满足规范要求。4.4下部结构设计桥梁下部结构作为上部结构的支撑53、体系，首先须满足地基承载力的要求；同时由于全线采用无碴无枕长钢轨无缝线路的桥面结构，为避免桥墩变形引起的钢轨附加应力对行车安全造成影响，甚至钢轨破坏，还须满足地铁设计规范规定的最小线刚度要求。现行规范对桥墩的线刚度规定见下表。表4.4.1 简支梁桥墩最小线刚度限值（双线）桥梁跨度20m20L30m30L40最小水平线刚度(kN/cm)240320400根据前述章节内容的方案比选，下部结构拟采用花瓶式矩形桥墩，现浇结构，桥墩顶帽处纵桥向最小尺寸应不小于2.4m；桥墩的变化主要对墩身外轮廓进行变化设计，但应考虑施工时可循环倒用模板，使设计及施工做到简单化、统一化及模数化，并兼顾考虑景观，全线桥墩采54、用矩形桥墩，钢筋混凝土结构。根据线路纵断面及总体布置，将一般区段按照墩柱高度H（墩顶至承台顶高差）将桥墩分为四种类型。分别为H10m、10mH15m、15mH20m、20mH25m。墩高H10m时，桥墩上部顶帽结构纵向2.4m，横向5.1m。柱底截面尺寸为2.62.4m。横向通过5.0m的过渡段进行圆弧过渡；墩高10H15m时，桥墩上部顶帽结构纵向2.6m，横向5.1m。柱底截面尺寸为2.82.6m。横向通过5.0m的过渡段进行圆弧过渡；墩高15H20m时，桥墩上部顶帽结构纵向2.8m，横向5.1m。柱底截面尺寸为3.02.8m。横向通过5.0m的过渡段进行圆弧过渡；墩高20H25m时，桥墩上55、部顶帽结构纵向2.8m，横向5.1m。柱底截面尺寸根据墩顶截面纵横向按40:1的坡率变化，该类型桥墩为圆端形桥墩，仅用于三叉港河道内。4.4.1桥墩型式比选桥墩造型各异，常见的有独柱墩、Y型墩、双柱墩、T型墩、双薄壁墩、框架墩等，如下图所示。桥墩的造型对桥梁整体外观有很大影响，特别是在梁桥中，由于桥梁上部结构通常比较单调，难以给人留下深刻印象，桥墩则成为重要的视觉单元，其造型是否优美直接决定着桥梁在人心目中的整体形象。高架区间的墩梁在人流集中的地方，应以轻盈通透为主，视线开敞地段应采用整体性强、强调结构特性的形式，满足使用功能，突出桥梁的景观特性，注意经济性及施工的便利性。 独柱墩 Y型墩 双56、柱墩 T型墩 双薄壁墩图4.4.1 各种桥墩外轮廓图1）独柱花瓶墩独柱墩外形简洁美观，能够做成不同的截面形式和进行简要的修饰，体现不同的的风格，一般区间桥墩的横向宽度都小于3.0m，占地面积较小，能够很好的适应线路布置在公路的中央分隔带上。图4.4.2 独柱墩外形及景观效果2）Y型墩Y型墩、V型墩适用于桥面较宽或三线并行地段，减小结构占地面积，桥下通透性好，桥墩外形美观轻巧，但施工较复杂。按其截面形式分为圆形、矩形。 3）双柱墩当桥面较宽，需要较大范围的支撑，横向刚度要求也比较大，通常采用双柱墩（有的需配帽梁）使用。双柱墩横向刚度大，横向稳定性好，但占地面积较大。图4.4.3 双柱墩外形及景观57、效果4）T型墩T型墩与独柱墩最大的区别在于其展开的帽梁，帽梁可以做成较大的悬臂，当上部结构横向宽度较大时，它可以提供支撑空间，同时又具有占地面积较小的优点。T型墩能够较好的适应线路道岔区线间距的变化，但景观效果略差，如在墩身进行局部雕塑，设置凹凸槽，应该景观效果有改善。图4.4.4 T型墩外形及景观效果5）框架墩当线路与所跨道路的交叉角度比较小时，要满足道路现状及规划要求，则需要较大的桥梁跨度，加大了桥梁设计、施工的难度，增加了工程建设的投资。而采用框架墩可以很好的解决上述问题，对现状交通影响较小，影响周期最短，建成后对道路无影响。但框架墩横梁对美观方面有较大影响，建成后可通过增加广告艺术处理58、予以改善。图4.4.5 框架墩外形及景观效果通过综合比选，花瓶式矩形墩方案与上部大箱梁结构型式最协调，施工也较为方便。推荐方案在视觉上使整个桥墩更加轻巧、活泼、生动，最大程度地增加桥下净空。该立柱顶部的圆弧曲线与箱梁的外立面上下呼应，自然顺畅过渡，使上部箱梁与下部立柱在立面上能够相互协调。墩柱截面外形为矩形，四角设圆弧。桥墩线型流畅，轻盈挺拔，富有时代气息，给人以典雅的美感。同时在墩身侧面配以凹槽（可内置落水管或景观照明），丰富墩身表面线条，使得整个桥墩更加美感。图4.4.5 标准跨径墩梁外形4.4.2基础设计1）混凝土及钢筋混凝土的墩台与基础按容许应力法设计。混凝土、钢筋的容许应力值按铁路桥59、涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范采用。2）高架桥梁基础设计，符合现行铁路桥涵地基和基础设计规范和铁路工程抗震设计规范的规定：（1） 桩基础按 m法进行计算，单桩容许承载力应分别按桩身材料强度和岩土的阻力进行计算，取其较小者。地基的物理力学指标应与铁路桥涵地基和基础设计规范中的规定相符。在主力加附加力作用时的地基容许承载力和桩的轴向容许承载力按提高 20%考虑。（2）当无缝线路断轨力参与荷载组合时，地基容许承载力0和单桩轴向容许承载力按提高 40%考虑。（3）在验算地基抗震强度时，地基土的容许承载力的修正系数，应按下表规定采用：表4.4.2 桩基承载力修正系数4）高架结构墩顶的弹性水平位移60、应符合下列规定：顺桥向5 L横桥向4 L式中L：桥梁跨度（m）；当为不等跨时采用相邻跨中的较小跨度。当L1.0m的桩不得小于0.3倍桩径并不小于50cm。（3）当桩顶主筋伸入承台连接时，桩身嵌入承台内的深度可采用 10cm，伸入承台的主筋（做成喇叭形）长度，光圆钢筋不应小于30倍钢筋直径（设弯钩），带肋钢筋不应小于 35倍钢筋直径（不设弯钩）。7)墩柱及基础的分类原则主要根据标准4.2m线间距、4.28.4m线间距、8.415m线间距进行分类，具体尺寸详桥墩构造图。桩基础一般分为三种形式，钻孔灌注桩、人工挖孔桩、管柱打入桩（压入桩）。人工挖孔桩适用于桩径在1.2m以上、深度在25m以内、地下水61、贫乏的地区使用，管柱打入桩适用于黏土、砂土和岩石全风化地层使用，遇到较硬的岩石层或碎石土地层管柱下沉非常困难。钻孔灌注桩可适应各种类型地层和桩径，钻孔深度可达80m以上。因此，设计采用钻孔灌注桩较为经济合理。表4.4.3 地质较差情况下桩径经济指标比较（标准桩长55m）方案桩径桩数混凝土用量m3钢筋用量kg混凝土指标m3/m/线钢筋指标kg/m/线造价指标元/m/线方案一0.812331246964.73534331方案二18349258285.03694549方案三1.26368247505.33544627地质较差时，须采用较大的桩长，区间标准结构推荐采用1.2m的钻孔灌注桩。对于节点桥梁62、和高墩区间，由于跨径普遍较大、墩高高，需要基础提供更高的承载力和更大的刚度。如采用小直径桩，则需要的桩数较多，导致施工麻烦、工期加长。为避免出现这种情况，大跨节点桥梁和高墩区间采用1.5m的大直径钻孔灌注桩。根据上阶段桩径经济技术比较结果，虽然1.0m桩比1.2m桩工程量略小一些，但从全国新交通建设的经验来看，但大多数仍选择1.2m的钻孔桩作为双线标准跨度的基础，这主要是因为这两种桩径的钻孔桩具有较好的结构刚度和适宜的承载能力，所以本工程的双线标准梁跨推荐1.2m的钻孔桩基础；桥宽变化段及节点桥，依据墩高和跨度情况采用1.5m钻孔桩基础。4.5节点工程设计本标段节点桥共4座，分别为长沙地铁6号63、线左线控制点、码头坝河控制点、规划梧桐路控制点、规划樱花路控制点。地铁6号线工程停车场出入段区间线路从地铁六号线紫金路站出岔后跨越6号线右线向西北方向敷设，区间主要跨越城市道路及路口、河流。部分路口采用30m标准跨度不能满足道路断面、河流断面的要求，须采用大跨桥梁跨越。各节点桥布置情况如下表。表 4.5.1 高架区间节点桥一览表序号节点桥跨度宽度备注1出入段线RCK0+803.5地铁6号线ZCK11+542.8130宽10.0m曲线半径R=400m框架墩2跨码头坝河出入段线RCK0+946.485(25+64+25)组合梁拱宽1213.0m3跨规划梧桐路K3+400出入段线RCK1+183.164、82(30+50+30)宽10.0m4跨规划樱花路K0+815.1出入短线RCK1+329.882(30+30)宽10.0m4.5.1 跨地铁6号线节点本标段以地铁6号线紫金路站为起点向西延伸进入停车场；停车场出入段线区间于RCK0+803.5处跨越地铁6号线左线ZCK11+542.81处，交叉角度11，地铁6号线左线大于原始地面以下10米，结构净宽6.2m，在勘测设计过程中，经与有关部门沟通，桥墩布置不应影响到地铁6号线施工，跨越道路采用（30+30）m预应力混凝土简支箱梁，施工采用支架现浇法。6-7号桥墩采用21.0m跨预应力混凝土框架墩，盖梁纵横向尺寸为2.52.521.0m，中墩纵横向65、尺寸为2.62.8m，基础采用直径1.2m的钻孔灌注桩。4.5.2 跨码头坝河节点出入段线于CK14+518.5处跨越RCK0+946.485现状码头坝河，交叉角度为69，河床宽度约40米，拟采用（25+64+25）m下承式连续梁拱组合体系桥梁跨越该河，边跨施工采用满堂支架施工，中跨利用临时贝雷梁临时支墩施工。本桥结构形式为25+64+25m下承式连续梁拱组合体系桥梁，计算跨径114.0m；为满足纵坡上桥的要求，采用正拱斜置；拱肋失跨比为1/5.8。拱肋向桥中心线提篮式，角度为90度，拱肋平面内高度为10.0m，桥面全宽12.0m。本桥的拱梁联结方式为刚拱刚梁内部超静定、外部静定的简支结构体系66、，拱脚的水平推力由预应力混凝土梁体平衡，并设置刚度很大的端横梁。主桥910号桥墩为2个C40钢筋混凝土独柱式花瓶桥墩，采用C30钢筋混凝土群桩基础。4.5.3跨规划梧桐路K3+400节点出入段线于RCK1+183.182处跨越规划梧桐路交叉路口，交叉角度为31，道路净高要求为5.5m，东西向道路机动车道斜宽为22.0m（机动车道）+13.5m（绿化带）+28.4m（机动车道）、道路两侧均设置净宽不小于5.0m非机动车道及人行道，拟采用（30+50+30）m连续梁跨越该路口（非机动车道及人行道与建议于幅跨绕行），施工采用支架现浇法。连续梁采用变高度箱梁，边支点梁高1.7m，中支点梁高3.1m，箱67、梁顶宽9.4m。斜腹板单箱双室截面，箱梁顶板厚0.25m，底板厚0.25m，腹板为0.450.65m变厚，1619号桥墩采用矩形独柱花瓶墩，边墩纵横向尺寸为2.42.6m，中墩纵横向尺寸为2.62.8m，基础采用直径1.2m的钻孔灌注桩。4.5.4 跨跨规划樱花路K0+815.1节点出入段线于RCK1+329.882处跨越规划樱花路交叉路口，交叉角度为80，道路净高要求为5.5m、净宽不小于5.0m非机动车道及人行道，南北向道路宽为5.0m（非机动车道人行道）+18.5m（机动车道）+2.5m（绿化带）+16.5m（机动车道）+5.0m（非机动车道人行道）,拟采用30m简支箱梁跨越该路口，施工68、采用支架现浇法。4.6其他附属工程4.6.1 桥梁伸缩缝桥梁伸缩缝选用有一定强度、韧性、抗腐蚀性及防水性能好的伸缩缝材料，设计拟采用耐候铝合金型钢伸缩缝。为了防止雨水沿梁端外表面流下影响支座使用性能，提高支座使用的耐久性，在梁的悬臂下边缘设置滴水槽。简支梁梁端设10cm伸缩缝，节点桥梁端设15cm伸缩缝。4.6.2桥梁支座球型钢支座是近年来铁路桥梁常用的支座形式。球型钢支座是在盆式橡胶支座的基础上发展起来的，与盆式橡胶支座相比，克服了其材料、结构、工作原理上的诸多不足，具有安全可靠、设计寿命长、养护维修量少等优点，用于城市轨道桥梁，能够提高轨道交通运行的可靠性，减少营运故障率。因此推荐本工程采69、用球型钢支座。 4.6.3 桥梁接地 高架桥区间，每个结构段桥梁钢筋通过焊接形成钢筋网，同时用508 mm镀锌扁钢与桥梁结构缝两端的结构钢筋焊接并引出结构表面，作为杂散电流连接端子。5. 防水设计5.1防水说明5.1.1桥面防排水桥面防排水设计原则：桥面防排水采取防、排结合的原则进行设计，即在桥面铺设密闭有效防水层的同时，采取可靠的纵横向排水措施。桥面排水采用中间排水形式，桥面设人字形排水坡，排水横坡按2.0%设计。通过设置在箱梁中部及桥墩侧的泄水管导入地面，就近引入公路既有雨水排放系统，这部分雨量不是新增加的，而是既有雨水面积的分流，不会对公路雨水排放系统造成增容压力。5.1.2 桥墩墩顶排70、水一般情况下，常规桥墩置于上部结构之下，基本不存在防排水问题，但对于简支结构、连续结构的联端位置，有时由于伸缩缝的密闭防排水装置（一般为橡胶）老化失效，造成桥面水泄于墩顶，容易引起墩顶、垫石位置的耐久性问题。同样，门架墩因大部分置于上部结构之外，直接承受雨水，也存在排水问题。墩顶排水可采用水泥砂浆砌筑排水坡，根据墩顶尺寸，沿桥墩横向设1.5%3%坡度。5.2桥面防水 桥面防水材料选用与混凝土结构粘接性能好、耐腐蚀的材料，建议采用聚氨脂防水涂料，厚度不小于2.5mm，防水层上覆盖致密、耐冲击的保护层，厚度不小于3.5cm，宜采用抗折性能好的聚丙烯纤维混凝土。6 施工方案及交通组织6.1施工方法及71、主要施工步骤6.1.1常用施工方法比较轨道交通高架桥的施工建设必定会对沿线的车辆通行产生一定程度的影响，同时公路上行驶的车辆也会对新交通的建设造成干扰，可能会影响到新交通的建设周期。所以选择合理的施工方法将由此造成的损失减到最小是非常现实而迫切的。区间工法应根据工程规模、开工时间以及高架沿线城市开发的水平不同而采取相应的施工方法。常采用的施工方法有满堂支架法、移动模架法、预制架设法、节段预制拼装法等。1）满堂支架法本工法是桥梁工程施工常用的方法，简单易行，施工安全性高，应用范围广泛，尤其是桥梁位于线路曲线上、桥面变宽等异型结构时，其拥有其他施工方法无法比拟的优越性；此外施工工期较快，可以多点开72、展工作，施工单位可以根据实际工期需求进行适当调整。图6.1.1 满堂支架法2）移动模架法本工法具有自重轻、承载大、杆件种类少、拼装快、构造简单等特点，但不适合于连续梁或连续刚构桥梁；3）预制架设法预制架设法采用运、架梁设备，运梁和架桥过程均在桥上运行，不占用地面道路，对施工现场周边的城市环境影响较小，施工速度较快，但不适合于连续梁或连续刚构桥梁；图6.1.2预制整孔架设法4）节段预制拼装法本工法是将梁体纵桥向划分为若干个节段，在工厂或工场附近预制后，将其运至桥位进行组拼，通过施加预应力将节段混凝土整体拼装成为桥梁的一种施工方法。不需要搭设支架，减少施工场地占用面积和时间，对施工现场周边的城市环73、境影响较小，对于桥下净高较大的工点尤为适合，但施工工期较长。图6.1.3预制节段拼装法5）悬臂浇筑法悬臂浇筑法（简称悬浇）指的是在桥墩两悬臂浇筑法侧设置工作平台，平衡地逐段向跨中悬臂浇筑水泥混凝土梁体，并逐段施加预应力的施工方法。主要设备是一对能行走的挂篮，挂篮在已经张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动，绑扎钢筋、立模、浇筑混凝土、施预应力都在其上进行。完成本段施工后，挂篮对称向前各移动一节段，进行下一对梁段施工，循序前行，直至悬臂梁段浇筑完成。悬臂浇筑施工方法的应用条件。一般主要应用与桥梁需要跨越较大跨度的路口、河流等，为不影响桥下道路通行及河流的通航要求，采用此类施工方法。由于其施工方法相74、对较成熟，挂篮制作方便，工艺成熟，故普遍用在桥梁建设中。图6.1.4悬臂浇筑施工法6.1.2施工方法研究结论及主要施工步骤施工方法与梁型的选择是分不开的。本标段省道范围内交通流量大，现状复杂，部分地段位于既有路面上，部分地段位于河流、高速公路上，高架区间桥梁工法选择如下：1）一般地段简支箱梁桥、道岔段预应力混凝土连续箱梁桥宜采用支架现浇法，主要步骤如下：标准区段具备搭设支架条件的梁体采用满堂支架或少支架法现浇法施工。施工步骤如下：场地平整搭设支架支架预压安装模板绑扎钢筋浇筑混凝土养护张拉预应力拆除支架。2）跨越重大特殊立交的工点为减少对被交路运营的影响可采用挂篮悬臂浇筑的方法，变宽桥梁采用门式75、支架现浇法施工。3）跨越河流简支箱梁桥，宜采用大跨度门式支架现浇法或者移动模架法。6.2施工期间交通组织施工期间，根据既有道路宽度，一侧围挡在桥梁边缘线以外2m处，围挡以外作为人行道或者非机动车道，另一侧围挡在桥梁边缘线以外6m处，其余宽度部分可以作为机动车和非机动车通道，一般条件下留2车道通行条件。对于基础施工，需临时占用道路或人行道，则必须设立警示标志，对行人及车流进行合理分散及疏导。如跨现状道路处采用现浇需设门式支架。对于上部结构施工，如果要进行封路，应提前上报市交管局批准，并由交管局发布道路封闭通告，明确封路起迄时间，做好车辆绕行方案；对于支架施工需要限高或限速通行的，应预留通行通道，76、设立限高杆或限速牌，防止车辆撞击。由于施工中需在既有城市道路的某些部位设置临时支墩或脚手架，工程建设期间将对地面交通产生一定干扰，为确保有秩序地施工，并使城市居民的生活和城区交通的影响减少到最低程度，确定具体施工方案后宜与主管部门协商意见。6.3施工主要进度指标及工期安排为了确保6号线建成运营的总体目标，按照在保证总体筹划合理的前提下工期尽可能短的原则。建设项目包括节点桥梁施工、区间标准下部结构施工与上部结构施工等诸多项目。7 高架区间风险源7.1高架区间主要风险源处理原则将风险降低到可接受水平以下，确保在工程施工期与设计寿命内，无论出于任何合理可预见的意外因素，都应避免结构本身受损和对第三者77、造成损害。并对事故发生频率极低但损失严重的重大风险、可能对工程或第三者造成影响的风险，都必须提出相应的规避措施。长沙市轨道交通6 号线地质情况较复杂，存在不良地质，主要是淤泥层、细砂、地面沉降等问题，在初步设计中通过对安全风险进行识别，基本明确长沙市轨道交通6号线工程初步设计技术要求确级别较高的风险工程，重点对高风险工程（包括工程支护结构设计、环境保护措施设计及监控措施设计等）的合理性和安全性进行审查、论证，以避免由于初步设计不合理带来的安全风险。7.2高架区间风险源简介7.2.1 环境风险高架桥梁上下部设计、施工及运营的不利影响,包括温度、水文等自然环境和台风、地震、暴雨、雷电等突发环境。其78、中温度、日光对桥梁的结构设计、施工工序安排、合拢锁定和后期运营影响较大,温差效应引起的次应力变化是产生桥梁裂缝的重要诱发因素。跨河段的水文条件(水位、涨落幅度、断面流量、通航情况等)不仅在设计中需予以充分考虑(如设计洪水频率、设计通航水位等),而且对现场施工(水下基础、结构施工)有较大的影响。雷电对地铁高架桥梁的结构和轨道影响较大,线路设计中必须考虑针对雷电和杂散电流的防护和疏导措施。台风、暴雨是桥梁建设所特有的环境风险,是连续刚构设计、施工、管理和后期运营必须考虑的风险因子,对长沙等南方或海滨城市尤其明显。地震风险主要表现在桥梁的设计和运营方面,需要在设计中考虑相应的结构和构造抗震措施。7.79、2.2 施工风险桥梁施工过程中既有水下作业,又有高空作业,还使用了较多的大吨位机械设备,如悬臂吊机、龙门吊、平衡挂篮、预应力张拉等,施工中可能会导致施工人员人身安全和机械事故,特别是在台风、暴雨等恶劣气候条件下。较高的支架、模板的牢固与否直接关系施工安全。7.2.3运营风险经统计分析和检测研究,运营过程中桩基不均匀沉降、行车荷载、温度气候变化引起的次内力变化及混凝土徐变、材料性能降低等是其重要原因。同时,相比于公路、铁路而言,轨道交通的行车运营对桥面结构变形更敏感、沉降控制标准更高。7.3高架区间风险源处理措施初步设计阶段应对影响工程安全的主要地质风险、施工风险、环境风险、设备系统风险等的风险80、因素进行识别，可采用核对表法或专家调查法。初步设计阶段主要风险因素包括：自然灾害、水文及工程地质条件与土体物理力学参数取值、车辆及机电设备系统风险、下穿大江大河或重要既有建构筑物等的环境风险等。 风险识别的成果为形成风险工程清单，为后续风险分析与评估工作作准备。7.4高架区间风险源施工监测本区间施工监测主要有桥梁施工过程中，梁体线形的监测，梁体施工阶段应力监测，墩台沉降监测及铺轨后的梁体徐变监测等项目。在每道工序的施工准备过程中，必须对有关桩号、坐标、方位角和标高等进行严格校核，并经实地测量确认无误后，方可进行施工。应建立施工监控预警系统，在关键工序阶段对主要构件的控制截面的应力和变形进行预测81、和实时测量，进行预控，必要时采取措施，避免施工中结构出现过大位移与应力，控制结构的安全度，保障各施工步骤的平稳进行。连续梁梁体线性监测及应力控制的主要步骤有：1) 施工监测监控工况划分主桥上部结构施工中完成一个箱梁节段约需7-8天，监测监控工况划分如下：（1）箱梁各节段挂篮前移、立模；（2）箱梁各节段混凝土箱梁悬浇后；（3）箱梁各节段预应力索张拉后。此后有，箱梁合拢阶段、各跨刚性联接前后、各跨合拢现浇段后、各跨刚性联接解除后、各腹板索、顶板索、底板索和通长索张拉后，即成桥前各施工工况发生较大变化等，随着施工的进展而开展监测监控工作。2) 监测监控主要工作（1）两桥梁主墩的应变、应力监测、两主承82、台的沉降观测、桥墩垂直度监测、墩顶位移监测。（2）通过计算和实测，提供箱梁各施工节段的立模标高；（3）监测各种工况下各箱梁节段变形和挠度；并定期复核主梁高程控制基准点；（4）监测各种工况下混凝土箱梁控制截面上的应变与应力；8 存在的问题及建议1）跨码头坝河双线下承式下承式连续梁拱组合体系桥梁，主跨墩位于规划河道坝顶，围堰及桩基施工时，对河道产生一定的影响，施工也存在一定难度。2）跨规划梧桐路的问题本项目路线跨越规划梧桐路，因该路口临近规划梧桐路与樱花路平面交叉口且道路为变宽段，采用30+50+30m预应力箱梁跨越规划道路须将梧桐路规划非机动车道人行道改移至主跨之外。下阶段应与道路规划部门加强协83、调，明确道路规划方面要求及轨道交通上跨桥的最小跨径，增设防护措施，尽量减小施工期对规划道路的行车干扰。该节点方案需与道路规划部门进一步协调；3）规划道路、地铁6号线与轨道交通关系进一步落实规划的地铁6号线、立交道路、河道平面位置，落实其净宽、净高等相关要求，已便于充分考虑预留条件，及采取避让措施。4）就桥梁布置方案及迁改事宜需与相关产权单位进行对接。如相关部门明确不能迁改，则应提出桥梁结构避让距离，避免控制工程进度，消除工程实施隐患。附件1. 主要工程数量表表1 简支梁箱梁工程数量汇总表项目名称单位桥宽B（m）桥宽B（m）105.4桥跨数量桥跨数量178C50砼m33817.9787.2HRB84、400钢筋kg763572157440钢绞线s15.2t114.5423.62波纹管内径90mmm5887.62738.4锚具M15-11套M15-13套272128M15-15套M15-16套M15-17套20496M15-18套支座CGQZ-3000-GD个3416CGQZ-3000-ZX个3416表2 30+50+30m连续箱梁工程数量汇总表工程项目单位数量备注孔跨30+50+30m梁部C50混凝土m3538.9挂篮悬浇429.3支架现浇钢筋222.7HRB400预应力钢筋t0精轧螺纹钢筋钢绞线46.06夹片式锚具套68OVM15-15(张拉)80OVM15-19(张拉)8OVM15-185、5(固定)12OVM15-19(固定)波纹管m1047.890 mmm1252.8100 mm挂篮35t制作套435t安装/拆除次2020t制作套320t安装/拆除次3支架边跨直线段m2372.4支座CGQZ-GD-8000个1固定支座CGQZ-ZX-8000个2单向活动支座CGQZ-DX-8000个1多向活动支座CGQZ-ZX-3500个2纵向活动支座CGQZ-DX-3500个2多向活动支座支座垫板h25mm钢板t0.332h30mm钢板t0.763钢筋t2.451HRB400临时锚固C50混凝土m33.1650号硫磺砂浆m30.47钢筋t8.131HRB400垫石垫石C40混凝土m31.586、钢筋t1.3表3 25+64+25m连续梁拱组合工程数量汇总表序号单位数量1C50预应力混凝土m31590.3 2M50水泥浆m382.2 3聚丙烯网状纤维kg1134.0 6纵向预应力钢束 15.24t79.620 7纵向预应力钢束M15-17套68.0 8纵向预应力钢束连接器L15-(15-17)套16.000 9纵向预应力钢束M15-19套16.0 10纵向预应力钢束内90金属波纹管m1329.0 11纵向预应力钢束内100金属波纹管m258.9 12横梁预应力钢束M15-9套60.0 13横梁预应力钢束9- 15.24t3.670 14横梁预应力钢束M15-19套12.0 15横梁预应87、力钢束19- 15.24t1.550 18横梁预应力钢束内90金属波纹管m322.1 19横梁预应力钢束内100金属波纹管m64.2 22横梁预应力钢束M15-11套72.0 23横梁预应力钢束11- 15.24t5.943 24横梁预应力钢束内90金属波纹管m433.1 26钢筋t413.478 32拱肋钢材Q345qDt74.030 33拱肋钢材Q235t14.020 34拱肋内泵送顶升混凝土C50微膨胀混凝土m3242.7 37钢筋t6.287 38钢材Q345qDt5.413 39钢材Q235t1.551 40氯丁橡胶m30.2 41OVM.GJ15B-19吊杆t6.287 42OVM88、.GJ15A-19A型张拉端锚具（含球形螺母及支座）套22.0 43OVM.GJ15A-19B型锚固定端锚具（含钢拉杆及连接套等）套22.0 44支座LQZ-40000SX-150个1.0 45支座LQZ-40000DX-150个2.0 46支座LQZ-40000GD个1.0 47支座钢筋t3.339 48支座钢材Q235t3.462 49排水系统球墨铸铁泄水管（内100mm）套28.0 50排水系统泄水钢管套28.0 51排水系统栅盖套28.0 52排水系统PVC管蓖套72.0 53排水系统PVC泄水管（内150mm）m395.0 54排水系统PVC泄水管（内100mm）m25.5 55排水89、系统管卡套112.0 56排水系统90度弯头套28.0 57排水系统三通套24.0 58排水系统L型两通套8.0 59排水系统拱肋保护区内水泥砂浆人字坡m37.2 60编织袋围堰m31373.4 61围堰内抽静水m35909.2 62清淤m32604.8 63清表m3219.5 64C15混凝土基础硬化m31530.1 65现浇梁体满堂支架m325424.3 66现浇梁体贝雷梁t116.2 67现浇梁体钢管立柱t95.9 68现浇梁体工字钢t90.2 69拱肋安装钢管支架t120.5 表4 下部结构工程数量汇总表墩号里程桥跨墩高桥墩桥墩钢筋墩盖梁盖梁钢筋j 15.2钢绞线90波纹管OVM15-90、12锚具承台承台单根桩数声波声波桩基桩基钢筋HRB400C40砼HRB400C40砼HRB400C35砼HRB400 桩长数量长度C30砼（m）（m）（m3）(kg)（m3）(kg)Kgm套（m3）(kg)（m）（根）（根）（m）（m3）(kg)0SSK0+649.4851.518.64240.8162.815466.0 23.0 618414156.0 17159.5 1SSK0+679.485306.0 58.6 13484.9 127.1 12074.5 30.0 618540203.5 22381.9 2SSK0+709.485306.0 58.6 13484.9 127.1 120791、4.5 30.0 618540203.5 22381.9 3SSK0+739.485306.0 58.6 13484.9 127.1 12074.5 30.0 618540203.5 22381.9 4SSK0+769.485306.0 58.6 13484.9 127.1 12074.5 30.0 618540203.5 22381.9 5SSK0+799.485306.0 88.7 20401.0 183.5 42205.0 6788.0 485.0 40.0 196.6 18677.0 30.0 12361080406.9 44763.8 6SSK0+829.485306.0 88.7 92、20401.0 183.5 42205.0 6788.0 485.0 40.0 196.6 18677.0 30.0 12361080406.9 44763.8 7SSK0+859.485309.0 80.5 18508.1 127.1 12074.5 33.0 618594223.8 24620.1 8SSK0+889.485308.0 118.6 27268.8 127.1 12074.5 27.0 618486183.1 20143.7 9SSK0+914.48525+64+2514.0 243.0 55890.0 245.1 23284.5 23.0 927621234.0 2573993、.2 10SSK0+978.48514.0 243.0 55890.0 245.1 23284.5 23.0 927621234.0 25739.2 11SSK1+003.48511.0 149.2 34325.2 127.1 12074.5 21.0 618378142.4 15667.3 12SSK1+033.4853012.0 102.3 23531.3 127.1 12074.5 20.0 618360135.6 14921.3 13SSK1+063.4853013.0 109.6 25205.7 127.1 12074.5 24.0 618432162.8 17905.5 14SSK94、1+093.4853014.0 116.9 26880.1 127.1 12074.5 24.0 618432162.8 17905.5 15SSK1+123.4853014.0 116.9 26880.1 127.1 12074.5 20.0 618360135.6 14921.3 16SSK1+153.1823015.0 143.3 32947.5 201.7 19163.4 20.0 927540203.5 22381.9 17SSK0+183.18230+50+3015.0 143.3 32947.5 237.6 22574.9 20.0 927540203.5 22381.9 18S95、SK1+233.18214.0 134.9 31015.5 237.6 22574.9 22.0 927594223.8 24620.1 19SSK1+263.18214.0 134.9 31015.5 201.7 19163.4 23.0 927621234.0 25739.2 20SSK1+298.1823514.0 116.9 26880.1 127.1 12074.5 28.0 618504189.9 20889.8 21SSK0+329.88231.77.0 65.9 15159.3 127.1 12074.5 34.0 618612230.6 25366.2 22SSK1+359.882307.0 65.9 15159.3 127.1 12074.5 30.0 618540203.5 22381.9 23SSK1+389.882301.518.64084.8162.815466.0 31.0 618558210.3 16662.1