CN111455799A - 双层装配式高架桥及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥及其施工方法，包括上层梁体、下层梁体及墩柱，所述墩柱对称设置在地面道路中央两侧，所述上层梁体作为城市快速路设置在墩柱的顶部，所述下层梁体作为快速公交的专用道路设置在墩柱的中部，所述墩柱为“L”形钢筋混凝土墩柱，且由上节墩柱及下节墩柱组装而成，所述墩柱的下部与埋设在地面以下的承台和桩基相连接。本发明的双层高架桥将上层梁体作为城市快速路，将下层梁体作为BRT专用通道，两个系统独立运营，避免了与社会车辆的相互干扰，实现了真正“快速”；且本发明的桥梁结构更轻盈、整体效果更协调美观，建造成本更低。

Description

双层装配式高架桥及其施工方法

技术领域

本发明涉及道路及桥梁工程技术领域，特别涉及一种集合了快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥及其施工方法。

背景技术

随着城镇化建设的加速和汽车保有量的增加，城市拥堵问题日益突出，已经严重制约了城市的发展，影响人们的出行效率。近年来兴起的快速公交系统(以下简称BRT)作为一种新型的公共交通方式对于解决居民出行、缓解城市拥堵具有显著的效果；此外，另一种缓解交通压力的手段-城市快速路，它作为城市交通的命脉，能够满足长距离、高效率交通需求，促进城市在空间和时间上发展，因此，BRT系统和城市快速路经常是同时出现在道路上以更好地缓解交通压力。

然而，现有的BRT系统和城市快速路的设置方式一般是采用单层高架桥的方式，即将高架桥的桥面作为城市快速道路，将BRT系统设置在高架桥桥面以下的地面专用公交车道上，这种设置方式在实际运行中存在经常有社会车辆驶入公交专用道上和路口灯控平交口的问题，造成快速公交与社会车辆相互交叉干扰，严重影响通行效率，使得快速公交没有真正实现快速。

中国专利申请201210050170.7，公开了一种集合快速公交系统的双层高架桥，它包括上层梁体、上层引桥、下层梁体、下层引桥及高架墩柱，高架墩柱设置在地面道路的中央分隔带处，上层梁体设置在高架桥墩柱顶部作为快速路，下层梁体设置在高架墩柱中部作为快速公交路，以此将快速公交车与社会车辆分别通行于同一高架桥的不同层桥面上，行驶中互不干扰，可真正实现快速畅行。虽然上述专利申请中的双层高架桥解决了快速公交与社会车辆的相互干扰问题，但是其高架墩柱的结构形式厚重，占用了地面道路空间，使得原本就空间不够用的地面道路变得更加狭窄；另外，该结构的双层高架桥在施工时周期长，影响车辆的正常通行。因此，在城市开发强度大、用地紧张的形式下，如何利用好城市快速路与快速公交系统这两条城市走廊具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的就在于提出一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥及其施工方法，该高架桥的上层为主线城市快速路，下层为快速公交专用走廊，高架桥梁体采用钢混叠合小箱梁结构，墩柱采用钢筋混凝土墩柱，且梁体及墩柱均采用全装配式施工工艺，能够很好地解决上述技术问题。

为此，本发明所采用的具体技术方案是：

一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥，它包括有上层梁体、下层梁体及墩柱，所述墩柱对称设置在地面道路中央两侧，所述上层梁体作为城市快速路设置在墩柱的顶部，所述下层梁体作为快速公交的专用道路设置在墩柱的中部，与现有桥梁墩柱不同的是，本发明所述墩柱为“L”形钢筋混凝土墩柱，且所述墩柱由上节墩柱及下节墩柱组装而成，所述下节墩柱为与下层梁体顶部齐平以下的墩柱部分，其余的墩柱部分为上节墩柱，所述上节墩柱的顶面上设有第一支座，所述上层梁体设置在第一支座上，所述下节墩柱的L形突出面上设有牛腿，且在牛腿上设置第二支座，所述下层梁体设置在第二支座上，所述下节墩柱的底部还设有埋设在地面以下的承台和桩基，所述桩基设置在承台的底面。

进一步地，所述上节墩柱的下部预留有第一螺纹主筋，所述下节墩柱的上部预留有第一连接螺纹主筋，且第一连接螺纹主筋的上端螺纹连接有第一连接套筒，所述第一连接套筒的另一端与第一螺纹主筋连接，所述上节墩柱和下节墩柱通过第一螺纹主筋、第一连接螺纹主筋及第一连接套筒之间的螺纹连接组装在一起。

进一步地，所述下节墩柱的下部预留有第二螺纹主筋，所述承台的上部预留有第二连接螺纹主筋，且第二连接主筋的上端螺纹连接有第二连接套筒，所述第二连接套筒的另一端与第二螺纹主筋连接，所述下节墩柱和承台通过第二螺纹主筋、第二连接螺纹主筋及第二连接套筒之间的螺纹连接组装在一起。

根据结构受力计算，通常所述上节墩柱的宽度最好是大于等于1.5m，所述下节墩柱底部加宽段的宽度最好是大于等于2.3m，其余部分的下节墩柱的宽度与上节墩柱的宽度相同，才能满足受力及下层梁体的布置。

本发明的下层梁体以下至地面的空间可设计为绿化、自行车道及其他公共服务设施用地。考虑到路口净空因素，所述下层梁体的桥下净空高度大于等于5m为适宜，所述下层梁体桥上通行净空高度为5m，所述上层梁体的桥面至地面辅道净高约为15m，考虑高垮比及经济性因素，本发明的桥梁基本跨径为35m。

同时，本发明还提供一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥的施工方法，该施工方法主要是为减轻对现状交通的影响，保障社会车辆的正常通行，将墩柱、上层梁体及下层梁体均采用装配式施工工艺，具体施工过程为：

S1，设置围挡，完成钻孔灌注桩基和承台的浇筑，注意在承台浇筑时需在承台的上部预埋第二连接螺纹主筋和第二连接套筒；

S2，将所述墩柱分两节在工厂进行标准化预制，预制完成后运输至安装现场先进行下节墩柱与承台的拼装，拼装后进行后灌浆养护；

在工厂进行预制时需要在下节墩柱的下部预留第二螺纹主筋，在运输至安装现场后将下节墩柱的第二螺纹主筋与承台的第二连接螺纹主筋精准对其，通过第二连接套筒螺纹连接后进行灌浆养护；

S3，搭设临时支架，在下节墩柱的L形突出面上设置第二支座，在第二支座上逐片吊装在工厂预制好的下层梁体，并浇注桥面湿接缝及整体化层，然后进行桥面的沥青铺装及附属设施安装；

S4，再进行上节墩柱与下节墩柱的拼装，拼装后进行后灌浆养护；

在工厂进行预制时需要在下节墩柱的上部预留第一连接螺纹主筋和第一连接套筒，在上节墩柱的下部预留第一螺纹主筋，在运输至安装现场后将上节墩柱的第一螺纹主筋与下节墩柱的第一连接螺纹主筋精准对其，通过第一连接套筒螺纹连接后进行灌浆养护；

S5，再次搭设临时支架，在上节墩柱的顶面上预埋第一支座，在第一支座上逐片吊装在工厂预制好的上层梁体，并浇注桥面湿接缝及整体化层，最后进行桥面的沥青铺装及附属设施安装。

所述的上层梁体和下层梁体均为装配式钢混叠合小箱梁结构，在工厂进行标准节的预制，再运输至安装现场进行吊装，就位后焊接拼装即可。

本发明提供的一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥，将上层梁体设置为城市快速路，将下层梁体设置为快速公交专用道路，通过设置双层桥梁将城市快速路与BRT系统在空间上叠合，且独立运营，能够同时避免上层社会车辆和中层BRT车辆与其他交通的平面交叉，实现了城市快速路和BRT的“双快”体系，可真正形成连续快捷的大运量公共交通体系，对于缩小地域时空间距、缓解交通拥挤、实现绿色出行具有积极的作用，其具体的有益效果为：

1、相比传统的“H”型墩柱横梁为弯剪构件而言，本发明的“L”型墩柱为偏心受压构件，受力更合理，结构尺寸更轻盈，整体效果更协调美观；

2、本发明桥梁的墩柱及上下两层梁体均采用装配式施工工艺，能够大幅缩减工期，减少对现状交通的影响；

3、本发明的双层桥梁能够充分利用桥下空间，做到空间集成，节约了大量城市用地，提高了土地利用率；

4、与传统的地铁等轨道交通相比，本发明的BRT系统具有投资节省、施工简单的优点，与普通地面的BRT相比，本发明具有独立运行，不受横向交通干扰，快捷准时的优点；

5、本发明的下层梁体以下至地面的空间可兼做绿地、自行车道或其他休闲空间，使得道路功能配备更加丰富齐全，适用性和景观性得到较好的提升：

6、本发明的双层高架桥，其上层梁体和下层梁体共用下部结构及基础，可同步建设，能够大幅减少工程投资，降低成本。

附图说明

图1为本发明双层装配式高架桥在标准路段的断面图。

图2为本发明双层装配式高架桥的墩柱与承台之间的连接示意图。

图3为本发明双层装配式高架桥在停靠公交站点路段的断面图。

图4为本发明双层装配式高架桥的公交站台的平面布置图。

图5为本发明双层装配式高架桥的施工流程图。

图中所示：

1-上层梁体，2-下层梁体，3-墩柱，3a-上节墩柱，3b-下节墩柱，4-第一支座，5-第二支座，6-承台，7-桩基，8-第一螺纹主筋，9-第一连接螺纹主筋，10-第一连接套筒，11-第二螺纹主筋，12-第二连接螺纹主筋，13-第二连接套筒，14-绿化带，15-公交站台，16-人行天桥，17-上下扶梯，18-闸机，19-屏蔽门，20-隔离栏杆，21-钢筋混凝土墩柱，22-桥梁防撞护栏，W₁为上节墩柱的宽度，W₂为下节墩柱底部加宽段的宽度，H₁为下层梁体2的桥下净空高度，H₂为下层梁体2的桥上通行净空高度。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本实施例为一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥，其高架桥结构组成包括有上层梁体1、下层梁体2及墩柱3，所述墩柱3对称设置在地面道路中央两侧，所述上层梁体1作为城市快速路设置在墩柱3的顶部，所述下层梁体2作为快速公交的专用道路设置在墩柱3的中部，所述墩柱3为“L”形钢筋混凝土墩柱，且所述墩柱3是由上节墩柱3a及下节墩柱3b组装而成，所述下节墩柱3b为与下层梁体2顶部齐平以下的墩柱部分，其余的墩柱部分为上节墩柱3a，所述上节墩柱3a的顶面上设有第一支座4，所述上层梁体1设置在第一支座4上，所述下节墩柱3b的“L”形突出面上设有第二支座5，所述下层梁体2设置在第二支座5上，所述下节墩柱3b的底部还设有预埋在地面以下的承台6和桩基7，所述桩基7设置在承台6的底面两侧。

所述上节墩柱3a的宽度W₁＝1.5m，所述下节墩柱3b底部加宽段的宽度W₂＝2.3m，其余部分的下节墩柱3b的宽度与上节墩柱3a的宽度相同，也为1.5m。

所述下层梁体2的桥下净空高度H₁＝5m，所述下层梁体2桥上通行净空高度H₂＝5m，所述下层梁体2的桥下空间设计为绿化带14；所述上层梁体1至地面辅道净高为15m，考虑高跨比及经济性因素，桥梁基本跨径为35m。

所述的上层梁体1和下层梁体2均为装配式钢混叠合小箱梁结构，通过工厂预制后在现场吊装就位焊接拼装在一起，以减少对现状交通的影响。

进一步地，如图2所示，所述上节墩柱3a的下部预留有第一螺纹主筋8，所述下节墩柱3b的上部预留有第一连接螺纹主筋9，且第一连接螺纹主筋9的上端螺纹连接有第一连接套筒10，所述第一连接套筒10的另一端与第一螺纹主筋8连接，所述上节墩柱3a和下节墩柱3b通过第一螺纹主筋8、第一连接螺纹主筋9及第一连接套筒10之间的螺纹连接组装在一起；所述下节墩柱3b的下部预留有第二螺纹主筋11，所述承台6的上部预留有第二连接螺纹主筋12，且第二连接螺纹主筋12的上端螺纹连接有第二连接套筒13，所述第二连接套筒13的另一端与第二螺纹主筋11连接，所述下节墩柱3b和承台6通过第二螺纹主筋11、第二连接螺纹主筋12及第二连接套筒13之间的螺纹连接组装在一起。

上述实施例所述的双层装配式高架桥为减轻对现状交通的影响，保障社会车辆的正常通行，所述上层梁体1、下层梁体2及墩柱3均采用装配式施工工艺，如图5所示，其具体过程为：

S1，设置围挡，完成钻孔灌注桩基7和承台6的浇筑，在承台6浇筑时需在承台6的上部预埋第二连接螺纹主筋12和第二连接套筒13；

S2，将所述墩柱3分两节在工厂预制，预制完成后运输至安装现场先进行下节墩柱3b与承台6的拼装，拼装后进行后灌浆养护；

S3，搭设临时支架，在下节墩柱3b的L形突出面上设置第二支座5，在第二支座5上逐片吊装在工厂预制好的下层梁体2，并浇注桥面湿接缝及整体化层，然后进行桥面的沥青铺装及附属设施安装；

S4，再进行上节墩柱3a与下节墩柱3b的拼装，拼装后进行后灌浆养护；

S5，再次搭设临时支架，在上节墩柱3a的顶面上预埋第一支座4，在第一支座4上逐片吊装在工厂预制好的上层梁体1，并浇注桥面湿接缝及整体化层，最后进行桥面的沥青铺装及附属设施安装。

所述步骤S2中，在工厂进行预制时需要在下节墩柱3b的下部预留第二螺纹主筋11，在运输至安装现场后将下节墩柱3b的第二螺纹主筋11与承台6的第二连接螺纹主筋12精准对其，通过第二连接套筒13螺纹连接后进行灌浆养护；所述步骤S4中在工厂进行预制时需要在下节墩柱3b的上部预留第一连接螺纹主筋9和第一连接套筒10，在上节墩柱3a的下部预留第一螺纹主筋8，在运输至安装现场后将上节墩柱3a的第一螺纹主筋8与下节墩柱3b的第一连接螺纹主筋9精准对其，通过第一连接套筒10螺纹连接后进行灌浆养护。

上述实施例所述的双层高架桥在具体运行时，将上层梁体1作为城市快速路，将下层梁体2作为快速公交专用道路，地面为慢行辅道系统。上层城市快速路布置为双向6车道，中央设置隔离带，设计时速为60-80km/h，全线无红绿灯控制，可实现区域间的快速交通转换，同时根据需要可设置上下桥匝道与地面层取得联系；设置在墩柱3中部下层梁体2上的快速公交专用道路布置为双向2车道，单车道宽度为3.5m，设计时速为40-60km/h，为方便人们乘车，根据规划及客流量需求，每间距800m左右设置一个公交站台15，根据本实施例桥梁结构的断面形式，所述公交站台15采用侧式站台，再配以进站人行天桥16及上下扶梯17与地面人行道衔接；桥梁以下的地面层为常规的市政道路，根据功能需求在地面层上设置机动车道、非机动车道、人行道、绿化带及地下管线等设施。

图3、图4给出了本实施的双层高架桥在停靠公交站点路段时的断面图及平面布置图，具体的如图3-4所示，下层梁体2的桥面上设置为BRT通道，为了便于BRT系统的运行维护与管理，所述下层梁体2的桥面路段实行封闭式管理，通过设置进出站闸机18、站台屏蔽门19及隔离栏杆20等设施与外界分隔，其BRT车辆采用顺序停靠方式，公交站台的长度不小于38m，一次可停靠2辆18m长的特大型铰接式公交车，而公交站台的宽度要取决于站点设置的位置及客流量的大小，一般来说应不小于3m。为充分与地面慢行公交系统衔接，吸引与发散客流量，方便换乘，BRT通道的公交站台15的设置需考虑与地面慢行公交站的衔接，一般来说地面公交站与高架桥公交站之间的距离不宜大于300m，且通过人行天桥16进行换乘及过街，所述的人行天桥16架设在钢筋混凝土墩柱21之上，并设置上下扶梯17；进一步地，为了保障BRT的运行安全，在下层梁体2的桥面两侧设置有桥梁防撞护栏22。

具体的，所述公交站台15的桥面与下层梁体2的桥面相接，且略高于所述下层梁体2的桥面，一般高出5cm到20cm，约为公交车离地间距，使得乘客上车时高差距离较小，所述站台屏蔽门19及隔离栏杆20的设置给乘客提供安全保障；在公交站台15中还设有休息座椅供乘客休息等待，在公交站台15的候车区域地面上设置黄色警戒线以提醒乘客注意危险，此外，在公交站台15中还设有电子显示屏和语音播报，上面显示出即将到站的车辆信息同时配合语音播报，以提醒乘客注意所乘坐的车辆到站信息。

具体的，所述闸机18设置在所述公交站台15与人行天桥16之间，地面上的乘客通过上下扶梯17进入到人行天桥16上，再通过闸机18进入到公交站台15中候车，人行天桥16将地面道路的公交系统和下层梁体2的BRT系统有机地结合在一起。

此外，由于上层梁体1的宽度远远大于下层梁体2的宽度，则设置在下层梁体2的公交站台15无需单独再设置遮阳棚、遮雨棚；同时，所述上层梁体1的底部还可设置照明路灯及监控系统，所述监控系统的信号输出端与交通主管部门的控制系统相连接，用于交通主管部门随时了解和掌握BRT系统的运行情况，所述公交站台15中也设置有监控系统，其监控系统的监控信号接入交通主管部门以便于掌控。

上述实施例提供的一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架，对于交通流量大和公共交通出行需求高的城市主要道路轴网能够很好的解决社会车辆与公共交通的兼容关系；对于城区保通压力大、施工周期紧张的道路快速化改造工程具有明显的优势，且本实施例的双层高架桥由于上层梁体1和下层梁体2共用一个墩柱3及基础结构，可同步建设，因此能够大幅减少工程投资。本实施例的双层高架桥与2座单层桥相比，其主要技术的经济指标比较详见下表1所示：

表1主要技术的经济指标对照表

由上表可见，本实施例的双层高架桥每平方米的造价远远低于建造2座单层桥的造价，因此，本发明的双层高架桥不但能够解决快速公交与社会车辆相互干扰的问题，充分发挥快速公交与城市快速路的优势，而且桥梁结构更轻盈，整体效果更协调美观，建造成本更低。

应当理解的是，说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该发明，而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对于本发明所做的等价置换等修改均认为是落入该发明权利要求书所保护范围内。

Claims (10)

1.一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥，包括有上层梁体(1)、下层梁体(2)及墩柱(3)，所述墩柱(3)对称设置在地面道路中央两侧，所述上层梁体(1)作为城市快速路设置在墩柱(3)的顶部，所述下层梁体(2)作为快速公交的专用道路设置在墩柱(3)的中部，其特征在于：所述墩柱(3)为“L”形钢筋混凝土墩柱，且所述墩柱(3)是由上节墩柱(3a)及下节墩柱(3b)组装而成，所述下节墩柱(3b)为与下层梁体(2)顶部齐平以下的墩柱部分，其余的墩柱部分为上节墩柱(3a)，所述上节墩柱(3a)的顶面上设有第一支座(4)，所述上层梁体(1)设置在第一支座(4)上，所述下节墩柱(3b)的L形突出面上设有第二支座(5)，所述下层梁体(2)设置在第二支座(5)上，所述下节墩柱(3b)的底部还设有埋设在地面以下的承台(6)和桩基(7)，所述桩基(7)设置在承台(6)的底面。

2.根据权利要求1所述的一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥，其特征在于：所述上节墩柱(3a)的下部预留有第一螺纹主筋(8)，所述下节墩柱(3b)的上部预留有第一连接螺纹主筋(9)，且第一连接螺纹主筋(9)的上端螺纹连接有第一连接套筒(10)，所述第一连接套筒(10)的另一端与第一螺纹主筋(8)连接，所述上节墩柱(3a)和下节墩柱(3b)通过第一螺纹主筋(8)、第一连接螺纹主筋(9)及第一连接套筒(10)之间的螺纹连接组装在一起。

3.根据权利要求2所述的一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥，其特征在于：所述下节墩柱(3b)的下部预留有第二螺纹主筋(11)，所述承台(6)的上部预留有第二连接螺纹主筋(12)，且第二连接螺纹主筋(12)的上端螺纹连接有第二连接套筒(13)，所述第二连接套筒(13)的另一端与第二螺纹主筋(11)连接，所述下节墩柱(3b)和承台(6)通过第二螺纹主筋(11、第二连接螺纹主筋(12)及第二连接套筒(13)之间的螺纹连接组装在一起。

4.根据权利要求1所述的一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥，其特征在于：所述上节墩柱(3a)的宽度W₁≥1.5m，所述下节墩柱(3b)底部加宽段的宽度W₂≥2.3m，其余部分的下节墩柱(3b)的宽度与上节墩柱(3a)的宽度相同。

5.根据权利要求1所述的一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥，其特征在于：所述下层梁体(2)的桥下净空高度H₁≥5m，所述下层梁体(2)桥上通行净空高度H₂为5m。

6.根据权利要求1所述的一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥，其特征在于：所述上层梁体(1)和下层梁体(2)均由若干个装配式钢混叠合小箱梁焊接拼装而成。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥的施工方法，其特征在于：所述上层梁体(1)、下层梁体(2)及墩柱(3)均采用装配式施工工艺，其具体施工过程为：

S1，设置围挡，完成钻孔灌注桩基(7)和承台(6)的浇筑；

S2，将所述墩柱(3)分两节在工厂预制，预制完成后运输至安装现场先进行下节墩柱(3b)与承台(6)的拼装，拼装后进行后灌浆养护；

S3，搭设临时支架，在下节墩柱(3b)的L形突出面上设置第二支座(5)，在第二支座(5)上逐片吊装在工厂预制好的下层梁体(2)，并浇注桥面湿接缝及整体化层，然后进行桥面的沥青铺装及附属设施安装；

S4，再进行上节墩柱(3a)与下节墩柱(3b)的拼装，拼装后进行后灌浆养护；

S5，再次搭设临时支架，在上节墩柱(3a)的顶面上预埋第一支座(4)，在第一支座(4)上逐片吊装在工厂预制好的上层梁体(1)，并浇注桥面湿接缝及整体化层，最后进行桥面的沥青铺装及附属设施安装。

8.根据权利要求7所述的一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥的施工方法，其特征在于：所述步骤S2中下节墩柱(3b)与承台(6)通过预埋的第二螺纹主筋(11)、第二连接螺纹主筋(12)及第二连接套筒(13)拼装在一起。

9.根据权利要求7所述的一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥的施工方法，其特征在于：所述步骤S4中上节墩柱(3a)与下节墩柱(3b)通过预埋的第一螺纹主筋(8)、第一连接螺纹主筋(9)及第一连接套筒(10)拼装在一起。

10.根据权利要求7所述的一种集合快速公交系统与城市快速路的双层装配式高架桥的施工方法，其特征在于：所述上层梁体(1)和下层梁体(2)均为装配式钢混叠合小箱梁结构。

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