印度尼西亚雅加达至芝坎佩高架桥方案设计

当前，我国高速公路已进入全面改扩建高潮阶段，积累了丰富的实践经验，也形成了较为系统的设计标准规范，但几乎所有改扩建项目均采用道路横断面平面拓宽方案，占用了大量的土地资源。本文通过对印度尼西亚雅加达至芝坎佩高速公路改扩建工程复杂性和特殊性的分析，提出了在既有中分带上进行空间立体拓宽的高架桥方案，并应用于工程实践，为我国高速公路改扩建和城市高架桥的建设提供了新的思路。

1 工程概况

雅加达-芝坎佩高速公路位于印度尼西亚爪哇岛，是首都雅加达通往西爪哇省的唯一快速通道，该条高速公路于1988年建成通车。随着当地经济的快速发展，特别是爪哇岛人口分布密集，现有高速公路的通行能力已经饱和，急需进行改扩建。

基于道路两侧平面扩建征地困难且部分路段北侧有正在施工中的城市轨道交通高架桥，南侧有开工中的雅加达至万隆高铁，故不得不采用在中央分隔带上增设高架桥的立体拓宽方案。新建高架桥工程起点为CIKUNIR互通，终点为KARAWANG西互通，路线走向与既有高速公路完全一致。为提高两地之间的通行效率，采用全程封闭的主线高架桥方案，中间不设置出入口匝道，全长36.84 km。目前，该项目已开工建设，其扩建方案效果图如图1所示。

在现行区域协调发展政策措施推动下，粤东西北地区交通条件不断改善、产业共建成效初显、一批优质项目落地、中心城区扩容提质扎实推进，发展取得了突出成效。

图1 高架桥扩建方案效果图

2 桥梁总体方案设计

2.1 设计标准

该项目设计为双向四车道高速公路，设计速度80 km/h。 桥下净空为5.5m，主线桥宽23.5m，车道宽3.5m，匝道桥宽12.5m，为单向双车道。其荷载标准为印度尼西亚SNI—1725—2016，设计标准参照美国AASHTO LRFD Bridge Design Specification 2014。

2.2 桥梁平面布置

新建高架桥仅设置起止点出入口，与现有高速公路主线中间四车道对接。其平面均位于既有高速公路的中分带上，与两侧的轻轨和高铁无交叉，仅须将地面道路中分带加宽至3m，以方便布置高架桥桥墩，因此，整个高速公路改扩建工程新增土地需求较小。

2.3 桥梁横断面布置

该高架桥主线桥采用双幅布置，其标准横断面为：0.5m防撞护栏+10.5m车行道+0.5 m防撞护栏+0.5m中分带+0.5m防撞护栏+10.5m车行道+0.5 m防撞护栏=23.5m。

为方便高架桥施工，在高速公路中央设置9m工作区，该区域由现有高速公路的中间护栏及两侧各一个车道组成。同时，为确保施工期间高速公路双向八车道数量不变，在高速公路两侧各拓宽一个车道。施工期间桥梁横断面布置如图2所示。

对21位10-2SAP异常的受试者视野模式偏差图68个位点按由左向右、由上向下的顺序进行编号并统计数值 ＜0的点位，发现 3、7、9、13、18、20、21、22、27、29、33、41、53、56、59这 15个位点有超过90%的上述受试者数值＜0。这15个位点绝大部分位于视野上方，鼻侧和颞侧分布较均匀。

图2 施工期间桥梁横断面布置(单位：mm)

待高架桥施工完毕，拆除中间9m施工区，在3m桥墩两侧均设置防撞护栏，重新划分车道位置，恢复地面高速公路双向八车道标准断面，项目最终标准横断面布置如图3所示。全线高架桥设置集中排水，通过桥墩设置竖向雨水管，与地面排水系统相连。

图3 项目最终标准横断面布置(单位：mm)

2.4 桥梁立面布置

高架桥立面设计须综合考虑桥梁总平面布置、跨线桥、互通式立交、收费站、沿线高压电线及桥梁景观等。标准路段桥下净空不应小于5.5m。

2.5 沿线主要控制点

2.5.1 跨线桥

既有高速公路主线上共有跨线桥28处，包括互通式立交桥、斜拉桥、景观桥和人行天桥等，桥梁跨径布置时应优先考虑。同时，建议在有条件的情况下，尽量不要调整线位，可通过增大桥梁跨径和桥墩高度的方式跨越相关构造物。

2.5.2 主线收费站

2.4 统计学方法 由双人录入数据并核对，采用SPSS 17.0统计软件进行分析。计量资料以x±s表示，采用t检验；计数资料采用χ2检验。检验水准α=0.05。

高速公路主线上设有大型收费站，新建高架桥仅在起止点处设置收费站，因此，此处采用(70+120+70)m大跨径桥梁跨越，同时，原有地面收费站和分隔带也进行相应的改建。主线收费站如图4所示。

图4 主线收费站

2.5.3 既有主线桥梁

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高速公路既有主线桥梁(图5)较多，部分桥梁受到两侧轻轨、雅万高铁和征地等的影响，没有足够空间在单侧布置新桥，且两幅桥梁中间分隔带间距较小，新建高架桥桥墩只能设置在路基上，因此，须采用大跨桥梁从旧桥桥台后跨越。

编辑部里，老何不但做得一手好菜，还很实诚。周末，大家相约去老何家蹭饭。到了老何家，天气妹妹发现老何家里的鱼缸中养着两条大锦鲤，无忧无虑地游来游去。天气妹妹盯着鱼缸里的鱼感慨道：“做一条鱼也蛮不错的！”说者无心，听者有意。吃饭时，主菜上了一道红烧鲤鱼，鱼缸里的锦鲤少了一条。

图5 既有主线桥梁

2.6 桥梁总体跨径布置

全线高架桥标准跨径为60m，跨越特殊路段(如互通区桥梁、既有桥梁及主线收费站等)采用100m和120m两种大跨径结构类型，其间采用45m、50m、55m和75m的跨径进行调节。

3 标准段桥梁方案设计

高架桥60m标准跨径总长占全线里程的80%， 因此，桥梁方案设计在遵循“结构安全、功能适用、技术成熟、经济节约、方便施工、保护环境”的前提下，按照标准化设计、预制化生产、装配化施工的原则进行。

3.1 上部结构方案

借鉴国内外相关文献[1-5]及工程实践经验，经比选，60m标准跨径桥梁上部结构采用窄钢箱组合梁。主梁由开口的双钢箱梁和现浇混凝土桥面板组合而成，其中，钢梁采用简支结构体系，混凝土桥面板采用三跨连续体系。上部结构横断面布置如图6所示。

图6 上部结构横断面布置(单位：mm)

单幅桥面板全宽11.5m，挑臂长度为2.875m，箱室宽度为1.9m，两箱室净距为1.95m。钢梁高2.35m，混凝土桥面板厚度从0.42m变化至 0.2m，组合梁高跨比为1/20.9。双幅钢梁三维视图如图7所示。

图7 双幅钢梁三维视图

为方便加工，60m钢梁采用统一钢板厚度，上翼缘厚度为21mm，底板厚22mm，腹板厚20mm。同时，根据受力区域的不同选用不同等级的材质，其中，跨中采用SM570钢材，支点采用SM520钢材。

3.2 下部结构方案设计

标准段桥梁下部结构采用T型大挑臂桥墩。盖梁采用预制结构，长度为18.05m，宽度为3m；桥墩采用矩形截面，尺寸为3m×2.5m；承台厚度为2.5m，尺寸为11.4m×5.4m，下接8根直径为1.2m 的桩基础。下部结构立面如图8所示。

图8 下部结构立面(单位：mm)

3.3 施工方案

桥梁下部结构桩基、承台和墩身采用常规的现浇施工方案。因盖梁受到9m施工区域限制，故采用先进行预制节段拼装，形成整体后再转体的施工工艺。盖梁预制节段拼装和接头构造如图9所示。

王玉江(1970-)，男，博士，教授，主要研究方向为新型建筑材料和信息功能材料。E-mail: [e-mail]

图9 盖梁预制节段拼装和接头构造

上部结构钢梁采用整跨运输，到达桥梁正下方后，运用架桥机从地面斜向起吊，最后横移到设计位置。混凝土桥面板采用支架现场浇筑施工，在悬臂和箱室内均设置有模板，模板通过箱室翼缘临时耳板固定。桥面板现浇支架如图10所示。

图10 桥面板现浇支架

4 特殊节点桥梁方案设计

4.1 桥梁方案

高架桥特殊节点桥梁较多，从跨径类型分，主要有75m简支梁、60m+100m+60m和70m+120m+70m连续梁。其中，75m简支梁方案与60m 跨径方案一致，仅梁高加高，钢板厚度加大。由于钢材采购和运输条件的制约，100m和120m跨径采用了变高度钢板组合梁方案。钢板组合梁横向采用3片工字型钢主梁，主梁间距为3.75m，挑臂长度为2.0m，其横断面如图11所示。

由表1可知，C、D泊位装卸作业的危险货物作业种类含有火灾危险性为甲类的危险货物（乙炔、溶解的；涂料、油漆相关材料）。

图11 大跨径桥梁横断面(单位：mm)

120m跨径桥梁中支点梁高4.15m，跨中梁高3.6m，边支点梁高2.8m，其中，跨中65m处和支点15m处为等高段。100m跨径桥梁中支点梁高3.5m，跨中梁高2.8m，边支点梁高2.3m，其中，跨中50m处和支点20m处为等高段。钢结构材质统一为SM520，上下翼缘板厚度从70mm变化至50mm，腹板厚度从44mm变化至28mm。桥面板根据开裂截面进行设计[6]，板厚从450mm变化至200mm，其施工方案与60m标准跨径一致。下部结构采用M型门架式桥墩，以抵抗活载偏心的影响，中间墩柱位于分隔带上，边柱位于路基外侧，同时避开了两侧现有轻轨和高铁桥墩。

4.2 施工方案

钢梁采用从两侧对称顶推，在中间设置合龙段的架设方案。顶推过程中，悬臂的挠度应根据预拱度及时调整，因中跨为变高度梁，顶推时须进行垫高处理。

5 结语

印度尼西亚雅加达至芝坎佩高速公路采用在中分带上设置高架桥的改扩建方案，解决了征地困难、通道稀缺等问题。该工程通过设置9m临时施工区域，解决了下部墩柱、承台和桩基等产生的施工干扰问题。同时，通过预制节段拼装和转体施工，避免了盖梁与搭设支架的位置冲突。钢梁采用架桥机架设或顶推工艺，混凝土桥面板利用钢梁支撑，均实现了无支架施工，最大限度地减小了其对既有高速公路行车的影响，加快了工程进度，缩短了工期，取得了较好的施工效果。

参考文献

[1] 吴冲.现代钢桥[M].北京:人民交通出版社,2006.

[2]拉伯特，赫特.钢与钢-混组合桥梁概念和结构设计[M].北京:人民交通出版社,2014.

[3] 邵长宇.梁式组合结构桥梁[M].北京:人民交通出版社,2015.

[4] 聂建国.钢-混凝土组合结构桥梁[M].北京:人民交通出版社,2011.

[5] 李一卓.印度尼西亚标准跨径桥梁设计规范与结构形式浅析[J].公路，2013(1)：53- 60.

[6]AASHTO.Lrfd bridge design specifications[M].Washington,D.C.:American Association of State Highway and Transportation Officials,2014.