【摘 要】本文簡要介紹了南京機場高速公路祿口高架橋的總體設計、結構計算、伸縮縫及支座的選用等。
【關鍵詞】高速公路 高架橋 設計
1 概述
祿口高架橋是南京機場高速公路上的一座特大橋梁，為該公路的關鍵工程之一。高架橋全長2380.52m。上部結構采用預應力鋼筋混凝土連續箱梁、鋼筋混凝土連續箱梁、預應力混凝土空心板三種結構形式。下部結構為無蓋梁矩形柱式橋墩和雙柱式墩。全橋共119個墩臺。
主要技術標準：
設計荷載：汽車—超20級、掛車—120；
設計行車速度：120km／h；
橋面寬度：2×10.75m（行車道）＋3m（中央帶）＋2×0.75m（護欄）＝26m；
地震基本烈度：6度、按7度設防；
溫度：橋位處最低氣溫－14℃，極端最高氣溫43℃，年平均氣溫15℃。
2 橋位、地質概況、建橋依據
祿口高架橋位于江寧縣祿口鎮，跨越古秦淮河支流，苗橋灘養殖場等。橋下無通航要求。橋梁所跨區域地勢平坦，地面標高5～10.5m。初步設計文件中，這一區段只有祿口鎮上跨及古秦淮河支流兩座橋梁，合計橋長268m。
祿口鎮至古秦淮河支流區段，工程地質條件較好，主要為粘土和亞粘土，局部夾有少量軟土，但區內有兩個較大的魚塘，總長200m左右，原設計路基填筑高度9～10.5m，路基與防護工程量很大，土源十分緊張。
古秦淮河支流至苗橋灘養殖場區段內，地勢低洼、魚塘密布，上覆土層軟土分布較廣，軟土最大層厚20m，層底距地面最深約23m，采用粉噴柱或塑料排水板等方法難以處理，用其它物理方法難以保證工期。路基平均填筑高度7m，同樣所需土方量很大，運輸困難，且土源緊張。
由于該區段離祿口機場很近，機場建設也需大量土方，初步設計中原擬用于該路建設的土源已被機場建設征用。如采用原設計方案，需征用大量良田用來取土，由于地質條件復雜，難以保證工期。
為保證工期，節約寶貴的土地資源，在施工圖設計中，從祿口鎮至苗橋灘養殖場長約2380m區段內修建高架橋，以保證機場高速公路按時建成通車。
3 橋梁的總體設計
3.1 方案的提出
南京機場高速公路是江蘇省“八五”期間六大重點工程之一，被譽為江蘇省的“省門第一路”，為配合新機場的建成通航，必須在1997年7月1日前建成通車，時間緊、任務重。該橋在選擇橋型方案時，既要結構合理、造型美觀、與周圍景觀協調適應，又要施工方便、確保該橋按時建成通車。該橋在進行施工圖設計之前，擬定了兩種方案進行優選：
方案一：上部結構為20m和25m預應力混凝土組合T梁。該橋跨越祿口進鎮道路并斜交40°，但斜橋正做，左右半橋用不等跨組合T梁錯墩布置，以適合下穿道路的斜交。余均為20m跨徑的組合T梁。下部結構為三根基樁配柱式墩臺。
方案二：上部結構分為等高度連續箱梁和預應力空心板兩大部分，在祿口鎮至古秦淮河支流區段采用等高度連續箱梁，其他區段采用預應力空心板。
①等高度連續箱梁部分
在該橋等高度連續箱梁部分，為解決祿口鎮下穿斜交的問題，采用20＋30＋25m三跨預應力連續箱梁，左右半橋反對稱布置，避免修建斜橋，也便于設計和施工，有利于前后段橋梁順利銜接。余為4×20m、9×20＋9×20＋7×20m等高鋼筋混凝土連續箱梁。為使橋梁的外形協調一致，兩種箱梁的梁高及外部尺寸保持一致。
下部結構1號臺為組合式橋臺，基礎為4根120cm鉆孔灌注樁，其余橋墩為無蓋梁矩形柱式橋墩，矩形墩柱尺寸為140×11cm和140×170cm（過渡墩），所有矩形墩柱均設20cm倒角，基礎為2根150cm（鋼筋混凝土箱梁部分）及3根150cm（預應力箱梁部分）鉆孔灌注樁。承臺厚度均為200cm。[NextPage]
這樣該區段橋梁上部結構外形線條簡潔流暢，橋下視野開闊，能和祿口鎮的環境相互協調適應（見圖1）。
圖1 圖2
②預應力空心板部分
該橋古秦淮河支流以后的區段，主要跨越幾個較大的魚塘，橋梁上部結構為20m預應力空心板，下部結構為鋼筋混凝土雙柱式橋墩和三柱式橋臺。橋墩鉆孔灌注柱直徑150cm，墩柱直徑120cm。由于軟土層較厚，為增加橋梁的整體穩定性，大部分橋墩設置了系梁，系梁高120cm，寬100cm。空心板可以集中預制，能加快施工速度，保證工期（見圖2）。
3.2 方案的優選
方案一上部結構造型單一，組合T梁現澆部分多，施工復雜；下部結構墩柱較多，橋下顯得過于擁擠，視野不夠開闊。
方案二上部構造箱梁部分結構先進，外形線條簡潔流暢，橋下視野，能和周圍的環境相互協調適應。空心板可以集中預制，能加快施工進度，保證工期。
經過專家的論證和比較，綜合考慮各方面的因素，施工圖采用方案二。
全橋布置為4×20m（鋼筋混凝土連續箱梁）＋20（25）＋30＋25（20）m（預應力混凝土連續箱梁）＋9×20＋9×20＋7×20m（鋼筋混凝土連續箱梁）＋86×20m（預應力空心板），全長2375m。
3.3 連續箱梁結構設計
⑴20＋30＋25m三跨預應力混凝土連續箱梁。
箱梁為單箱單室預應力混凝土等高度連續箱梁，橫向變高度。頂板厚25cm，底板厚18cm，腹板厚50cm，頂板設2％橋面橫坡，兩腹板不等高，箱梁中心高度130cm，箱梁全寬1250cm，底板寬650cm，兩側懸臂各長300cm，懸臂端厚14cm，根部55cm。橋墩處設置橫隔梁，箱梁采用滿堂支架現澆。預應力束為ASTMA416—87a標準270級高強低松弛鋼絞線，標準強度1860MPa。預應力連續箱梁采用C50混凝土。
⑵4×20m、9×20＋9×20＋7×20m鋼筋混凝土等高度連續箱梁。
箱梁頂板厚25cm，底板厚16cm，腹板厚50cm，頂板設2％橋面橫坡，兩腹板不等高，箱梁中心高度130cm，箱梁全寬1250cm，底板寬650cm，兩側懸臂各長300cm，懸臂端厚14cm，根部55cm。鋼筋混凝土連續箱梁在運營階段跨中最大撓度1.8cm。橋墩處設置橫隔梁，箱梁采用滿堂支架現澆。
鋼筋混凝土連續箱梁采用C30混凝土。
4 結構計算
4.1 20＋30＋25m三跨預應力混凝土連續箱梁
預應力箱梁采用程序電算，計算圖式按連續箱梁體系，分95個單元、三個階段進行。計算中考慮了自由扭轉、畸變的影響。與豎向非線性溫差、基礎相對下沉1.25cm等不利因素分別組合，按最不利荷載組合控制設計。
由于三跨連續梁兩邊跨跨徑不等，兩支點負彎矩及兩邊跨正彎矩大小不一，數值相差較大，使預應力束的計算及配置較為復雜。為使預應力束的配置合理且方便施工，縱向預應力束除支座負彎矩區布置了一批槽口錨固束外，余均為通長束，錨固在梁端橫隔板上，通長束采用平、豎、彎相結合的空間曲線形成。預應力束采用Øj15.24_12和Øj15.24_19兩種規格。
4.2 鋼筋混凝土連續箱梁
鋼筋混凝土連續箱梁按4跨、7跨、9跨一聯的連續箱梁計算內力，按控制裂縫寬度0.2mm進行配筋。
4.3 下部結構
全橋墩臺運用柔性墩理論中的集成剛度法，考慮橋梁上下結構的共同作用，將橋面上汽車制動力、梁體混凝土收縮、徐變及溫度產生的水平力在全聯墩臺內進行分配，以最不利的內力控制設計。連續箱梁部分矩形墩柱的計算圖式簡化為單懸臂偏心受壓構件進行配筋計算。全橋基樁均按摩擦樁計算。
5 伸縮縫及支座
伸縮縫采用德國產毛勒伸縮縫，連續箱梁部分為D160B型（最大伸縮量16cm），預應力空心板部分為D80B型（最大伸縮量8cm），伸縮縫在全橋范圍內布設。
三跨預應力連續箱梁中墩采用盆式橡膠支座TPZ6000—GD（ZX），其余箱梁墩臺均采用矩形板式橡膠支座（450mm×800mm×78mm），每聯的端頭一側使用四氟乙烯滑板支座。
預應力空心板采用球冠支座。預應力空心板分五跨一聯及三跨一聯兩種，其中五跨一聯安裝伸縮縫的橋墩及其相鄰的橋墩，使用四氟乙烯滑板支座；三跨一聯安裝伸縮縫的墩臺使用四氟乙烯滑板支座。
6 防震設施
箱梁部分除過渡墩外，其余各墩均采用預埋粗鋼筋組成防震錨栓，作為防震設施。
預應力空心板部分五跨一聯的中間跨橋墩、三跨一聯中間跨橋墩設置防震錨栓，蓋梁設置防震擋塊。
7 結束語
祿口高架橋全橋主要材料用量：混凝土75719，鋼筋4319460（Ⅱ級）、1399468（Ⅰ級），鋼絞線672651，全橋總投資1.2億元人民幣。
本橋于1995年8月開工建設，已于1997年5月建成。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
