天府国际机场空港大道高架桥设计浅析

谢佳利

【摘要】以天府国际机场空港大道高架桥初步设计为背景，对机场工作区市政工程中高架桥的桥型方案、上、下部结构选择、台后路基处理、桥梁光彩照明方案等特点进行了介绍与探讨，为国内其他机场配套工程的设计提供了参考。

【关键词】市政工程;高架桥;桥型方案;台后路基处理;桥梁光彩照明

【中图分类号】 U442.5+4           【文献标志码】 A

1工程概述

成都市是我国西南地区重要的中心城市，也是物流商贸、金融、科技中心和交通枢纽。成都双流国际机场近年来航空业务量持续快速增长，受城市规划发展、机场建设用地及飞机噪声影响等因素制约，原规划的第三条跑道已难以实施，无法满足建设和发展需要。为满足航空业务量持续快速增长、适应区域经济社会发展、完善综合交通运输体系等需求，四川省政府及四川省机场集团全力推进建设天府国际机场。

天府国际机场项目场址位于成都市的东南方向，简阳市南部，距离成都中心城区直线距离约50 km，距离双流机场直线距离约51 km，距离成都东客站直线距离约42 km，距规划天府新区天府站约30 km。

天府国际机场工作區布置于机场航站区南北侧，分为近期工作区和远期工作区。近期优先发展北航站区北侧工作区用地，南工作区为远期用地。工作区内主要为综合保障设施，包括机场业务用房、生产辅助设施、生活服务设施、特种车库及综合物资仓库、机场配套设施、海关及边检用地、武警公安及安保、航空公司基地、航空食品、旅客过夜用房、航油油库、其他驻场单位和其它设施等。

空港大道高架桥位于天府国际机场工作区内，为天府国际机场主要市政配套保障设施之一。空港大道高架桥主桥全长1205 m，主桥共计14联40跨，跨径组合（2×30） m+（3×30） m+（2×30） m+3×（3×30） m+（3×35） m+3×（3×30） m+（4×28.125） m+（3×31） m+（3×30.667） m+（2×25） m。空港大道高架桥鸟瞰图如图1所示。

2高架桥的桥型选择

2.1桥型方案比选

空港大道高架桥主桥分左、右两幅桥，单幅桥面标准宽度17 m。其中第1联单幅桥面宽度为28.25～30 m， 第2联～11联单幅桥面宽度17 m，第12联单幅桥面宽度为21～25 m，第13联单幅桥面宽度21 m，第14联单幅桥面宽度为21～17 m。

考虑到市政工程对景观的需求，桥梁方案在贯彻工程性能良好、经济安全合理、满足道路交通功能的基础上，进一步注重桥梁结构的美观，力求做到与城市景观的和谐统一，体现以人为本、与时俱进的设计理念。本项目采用2个桥梁方案，主要针对桥梁结构形式进行比较。

（1）方案一：上部结构采用预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用实体花瓶墩。预应力混凝土现浇箱梁的上部结构形式简单大方，能较好与周围建筑融合，同时能够较好地适应本桥桥面宽度的变化;下部结构为独柱实体花瓶墩，结构轻盈，同时占地少、桥下视野通透（图2）。

（2）方案二：上部结构采用预制预应力混凝土小箱梁，下部结构采用大悬臂双柱盖梁型桥墩。上部结构采用预应力混凝土预制小箱梁能够降低施工难度，有利于控制造价，同时较好地兼顾桥梁美观需求。上部结构采用架桥机架设主梁，并现浇横向湿接缝使小箱梁横向连成整体，由于机械化施工程度较高，架设进度较快施工难度较小，安全系数高，小箱梁的预制可与下部结构同步进行，施工周期较短;同时下部结构采用大悬臂双柱盖梁型桥墩，墩柱纤细圆润，结构通透，确保了桥墩的美观性。方案二的结构形式在成都市二环高架桥中被广泛采用（图3）。

2个方案在美观性、施工周期、经济性等多方面的比较和综合分析如表1所示。针对空港大道高架桥对美观性要求较高的特点，方案一预应力混凝土连续箱梁为空港大道高架桥的首选结构类型（表1）。

空港大道高架桥的主梁、墩身、桥台台身、翼墙、防撞栏杆等结构外露面均采用清水混凝土，清水混凝土采用一次浇筑成型，外观不作装饰，表面颜色均匀、光滑、平整，线条顺直、棱角分明。清水混凝土的技术性能指标满足《成都市市政桥梁清水混凝土技术指南》要求。

2.2上部结构设计

空港大道高架桥主桥梁体推荐采用等高度现浇预应力混凝土连续箱梁。箱梁是目前比较先进且被国内外广泛采用的高架桥梁结构形式之一，其建筑高度适中，截面外形简洁，线形流畅、轻巧、美观，梁体的造型与桥墩配合设计，更显得结构轻巧简捷，线条流畅。同时箱梁结构闭合薄壁截面整体受力性能好、抗扭刚度大、适用性强，能够很好得适应桥面宽度变化。箱梁截面具有良好的动力特性，它的收缩变形数值小，材料用量少，设计与施工技术经验较成熟[1-3]。

空港大道高架桥主桥标准跨径30 m，最大跨径35 m（第3联），最小跨径25 m（第14联），主梁采用 C50混凝土支架现浇。主桥第2联～11联主梁采用单箱三室截面，箱顶宽17 m，箱底宽11.60 m，左右悬臂宽度2.2 m。第13联主梁采用单箱三室截面，箱顶宽21 m，箱底宽14.60 m，左、右悬臂宽度2.2 m。第1联、第12联和第14联为变宽异形桥梁。

主桥箱梁结构高度为1.8 m，边腹板采用斜腹板形式，箱梁按 A类预应力构件设计。空港大道高架桥主桥横断面上部结构横断面如图4所示。

2.3下部结构设计

桥梁的下部结构除应有足够的强度、刚度、稳定性和满足城市交通荷载的要求外，外部造型也很重要。合理的造型能使上、下部结构协调一致，轻巧美观。桥墩的线条必须简洁，太多的复杂线条会使人的视觉效果凌乱，从而产生厌烦的心理;另一方面，桥墩又要很好地表达其自身的力线，使人们有一种自然、稳健、踏实的感觉，同时与上部结构的建筑风格也要取得较好的协调[4-5]。

空港大道高架桥主桥下部结构花瓶型桥墩如图5所示，桥墩按普通钢筋混凝土构件设计，墩柱四周均设计 R=0.2 m的倒角，方便施工脱模，增加结构美观。

3桥台后路基处理

桥头跳车作为道路的常见病害普遍存在，其中填方路基桥头跳车问题尤为严重。桥头跳车不仅会影响行车的舒适与安全，还会影响车辆的正常运行速度，降低道路通行能力，甚至造成交通事故。同时由于车辆的高速行驶在桥头产生跳动和冲击，对路面和桥梁产生附加的冲击荷载，加速对桥台、桥头路面及桥梁伸缩装置的破坏，也加快了车辆本身的损坏，直接影响了道路的使用寿命和社会效益[6]。

空港大道高架桥桥台场平高程均高于现状地面，桥台处高出场平高程。为尽量降低桥台与其后路基沉降差，减小桥头跳车现象，结合地形地质特点，对场平高于现状地面高程的桥台背后路堤与桥台连接处设置过渡段。过渡段长40 m， 从场平地表开始采用 CFC桩复合地基进行处理，并加强整体填筑边坡稳定，对桥台前10 m范围内地基同样采用 CFC 桩进行處理。处理宽度范围为道路宽度两侧各增加一排桩。

CFC桩复合地基处理桩体强度不小于 C15混凝土强度，桩平面按照间距2 m三角形布置，桩径50 cm，从场平地表开始打入，深度根据不同地质情况及回填高度分段设置，并向道路结合段逐渐减小趋势。桩顶30 cm范围内满铺一层级配碎石垫层，并于垫层中设置2层双向土工格栅。级配碎石垫层粒径5～16 mm，石料饱和抗压强度不小于30 MPa，桩顶碎石层采用静压施工。

4桥梁光彩照明方案

随着城市化进程的发展，照明方案越来越多样化，照明设置的种类也越来越多。对于高架桥来说，除了要考虑到结构美学外，光彩照明工程也是桥梁景观照明的一个重大内容。光彩照明工程，并非灯光越多越亮效果就越好，应是在秉持环保的前提下，积极提倡节能减排的理念，通过考虑周围环境以及照明的需求，选择高雅柔和、色彩丰富的光色，使得高架桥能在灯光的映衬下和装饰下，融入到周围大环境的夜色景观中。

空港大道桥梁主线桥双侧布置单挑路灯，灯杆高度为12 m，臂长2.5 m，灯具仰角10。， 间距30 m。灯具光源 LED半截光型，功率140 W。匝道采用护栏路灯照明，灯具光源 LED，功率8 W， 间距2 m，双侧布置。在桥梁侧面设置洗墙灯作为光彩照明，灯具光源为 LED，功率3 W，全彩色，通长布置，如图6、图7所示。

5结束语

高架桥上部结构采用大悬臂斜腹板预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用独柱实体花瓶墩的结构形式以其轻盈、美观、柔和、纤细的特点，能较好地满足机场工作区的市政配套工程对桥梁结构的景观要求。但是，天府国际机场桥梁基础位于地铁深基坑范围内，为确保施工工期并有效控制工程造价，在最终实施阶段，综合考虑采用了方案二的结构类型，将主线桥现浇梁优化为预制梁，下部结构采用大悬臂双柱盖梁型桥墩，该结构形式在成都市二环高架桥中被广泛采用，工艺成熟，结构尺度与机场工作区环境相适应。

填方路基桥头跳车普遍存在。天府国际机场作为成都市的一张新名片，为尽量减小桥头跳车现象，对场平高于现状地面高程的桥台背后路堤与桥台连接处设置长40 m过渡段，从场平地表开始采用 CFG桩复合地基进行处理，并加强整体填筑边坡稳定，对桥台前10 m 范围内地基同样采用 CFG桩进行处理，有效地降低了桥台与其后路基沉降差。

对于高架桥来说，除了要考虑到结构美学外，光彩照明工程也是桥梁景观照明的一个重要部分。本项目通过考虑周围环境以及照明的需求，在秉持环保的前提下，积极践行节能减排的理念，选择高雅柔和、色彩丰富的光色，使得高架桥能在灯光的映衬下和装饰下，融入到周围大环境的夜色景观中。

本文以天府国际机场空港大道高架桥初步设计为背景，对机场工作区市政工程中高架桥的桥型方案、上下部结构选择、台后路基处理、桥梁照明等特点进行了介绍，为国内其他机场配套工程的设计提供了参考。

参考文献

[1]姜友生.桥梁总体设计[M].北京：人民交通出版社，2012.

[2]李亚东.桥梁工程概论[M].成都：西南交通大学出版社，2014.

[3]仇呈业.城市高架桥梁景观设计探究[J].科技创新导报，2018，15（17）：20-21.

[4]张清.城市桥梁景观设计研究[D].重庆：重庆大学，2012.

[5]王毅轩.我国城市桥梁景观设计的现状与发展研究[J].城市建设理论研究， 2013， 000（021）：1-3.

[6]王阳亮.浅析桥头跳车原因及治理措施[J].城市建设理论研究（电子版），2013， （14）.