2019年4月3日，作為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的南昌市洪都大道主線高架橋順利通車，這意味著市民可以“一馬平川”地從九州高架直接開到英雄大橋。
洪都大道快速化改造工程為南昌市一環線的東環，北起英雄大橋，南接九州高架，主線全長約7.6公里，採用“主線高架+地面鋪路”佈置形式，內設解放路互通立交一座，主線高架為快速路，地面輔道為城市主幹路，雙向六車道，設計速度80公里/小時。項目總投資約44億元。
洪都大道工程為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
2019年4月3日，作為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的南昌市洪都大道主線高架橋順利通車，這意味著市民可以“一馬平川”地從九州高架直接開到英雄大橋。
洪都大道快速化改造工程為南昌市一環線的東環，北起英雄大橋，南接九州高架，主線全長約7.6公里，採用“主線高架+地面鋪路”佈置形式，內設解放路互通立交一座，主線高架為快速路，地面輔道為城市主幹路，雙向六車道，設計速度80公里/小時。項目總投資約44億元。
洪都大道工程為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
圖1 項目總體佈置圖
城市橋樑創新設計技術
預製節段拼裝箱梁作為城市橋樑未來的發展方向，具有結構性能優、景觀效果好，運輸方便、施工速度快、施工期間對交通和環境影響小等優點。近年來，在公路和軌道橋樑中逐步得到應用，但在量大面廣的城市橋樑中尚未應用，主要制約因素：①變寬段佔比大，標準化程度低、難度大；②高架橋為上下雙層交通功能；③平面線形複雜，半徑小、超高大；④建設條件苛刻。
工程設計秉持可持續發展和集約化建設的理念，提出符合建築工業化國家戰略，適合城市橋樑的新理念、新體系和新結構。
總體設計
◆ 橋樑總體設計
經比選論證，主線高架橋最終全面採用預製節段拼裝箱梁，覆蓋標準等寬段、異形變寬段和路口大跨段，佔全線橋樑90%以上。其中，在主線等寬段採用的大懸挑橫樑分體式雙向主樑節段樑結構、在主線變寬段採用的變寬度節段樑結構，是根據城市高架道路特點，創新設計的新型預製節段拼裝橋樑結構，均屬國內首次。
城市高架橋樑複雜多變，除主要採用預製節段拼裝箱梁之外，綜合考慮預製難度、標準化程度、施工條件等多種因素，異形變寬大跨段採用鋼箱梁結構。由此形成的橋樑總體設計方案，全橋設計僅分為節段樑和鋼箱梁2種結構類型，具有標準化程度高、工廠化生產多，現場作業少、施工速度快，環境影響小等特點，集安全、經濟、美觀、環保等優點於一體。
主線高架橋標準跨徑佈置為3x35m，此外尚有30、33和40m等3種跨徑佈置，2～4跨一聯；跨路口主跨為50～75m，以50、60m為主；匝道橋標準跨徑佈置為3x35m。
2019年4月3日，作為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的南昌市洪都大道主線高架橋順利通車，這意味著市民可以“一馬平川”地從九州高架直接開到英雄大橋。
洪都大道快速化改造工程為南昌市一環線的東環，北起英雄大橋，南接九州高架，主線全長約7.6公里，採用“主線高架+地面鋪路”佈置形式，內設解放路互通立交一座，主線高架為快速路，地面輔道為城市主幹路，雙向六車道，設計速度80公里/小時。項目總投資約44億元。
洪都大道工程為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
圖1 項目總體佈置圖
城市橋樑創新設計技術
預製節段拼裝箱梁作為城市橋樑未來的發展方向，具有結構性能優、景觀效果好，運輸方便、施工速度快、施工期間對交通和環境影響小等優點。近年來，在公路和軌道橋樑中逐步得到應用，但在量大面廣的城市橋樑中尚未應用，主要制約因素：①變寬段佔比大，標準化程度低、難度大；②高架橋為上下雙層交通功能；③平面線形複雜，半徑小、超高大；④建設條件苛刻。
工程設計秉持可持續發展和集約化建設的理念，提出符合建築工業化國家戰略，適合城市橋樑的新理念、新體系和新結構。
總體設計
◆ 橋樑總體設計
經比選論證，主線高架橋最終全面採用預製節段拼裝箱梁，覆蓋標準等寬段、異形變寬段和路口大跨段，佔全線橋樑90%以上。其中，在主線等寬段採用的大懸挑橫樑分體式雙向主樑節段樑結構、在主線變寬段採用的變寬度節段樑結構，是根據城市高架道路特點，創新設計的新型預製節段拼裝橋樑結構，均屬國內首次。
城市高架橋樑複雜多變，除主要採用預製節段拼裝箱梁之外，綜合考慮預製難度、標準化程度、施工條件等多種因素，異形變寬大跨段採用鋼箱梁結構。由此形成的橋樑總體設計方案，全橋設計僅分為節段樑和鋼箱梁2種結構類型，具有標準化程度高、工廠化生產多，現場作業少、施工速度快，環境影響小等特點，集安全、經濟、美觀、環保等優點於一體。
主線高架橋標準跨徑佈置為3x35m，此外尚有30、33和40m等3種跨徑佈置，2～4跨一聯；跨路口主跨為50～75m，以50、60m為主；匝道橋標準跨徑佈置為3x35m。
圖2 主線高架標準段節段樑效果圖
橋樑施工工藝如下：
①主線高架橋標準等寬段和變寬段節段樑（跨徑小於45m）採用逐跨拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工，跨間箱梁採用預製節段拼裝。樑段運輸方式為陸路地面運輸，橋位處架橋機直接起吊，下同。
②主線高架橋路口大跨段節段樑（主跨50m和60m），採用懸臂拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工；跨間箱梁採用懸臂拼裝。
③主線高架橋鋼箱梁採用少支架拼裝。
◆ 工程大數據
橋樑長度7.6公里，橋樑面積30萬平方米。
混凝土方量：約60萬方；鋼材用量：約2.7萬噸。
預製場：預製節段約5000榀，預製樑場佔地270畝，9條節段樑生產線，54個預製臺座，1500個存樑臺座。
架橋設備：8臺雙幅同步架設架橋機,16臺橋面懸拼吊機。
◆ 工程創新點
洪都大道工程為國內城市中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
首次採用大懸挑橫樑、分體式雙箱主樑的預製節段箱梁結構。由於城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，首次提出“大懸挑橫樑、雙箱主樑”的設計方案和左右幅同步架樑的施工方法，墩樑固結不設置永久支座，預製構件變為分體式雙箱主樑，在滿足結構受力要求的同時，對運輸和安裝設備的要求大幅減半。
首次在變寬度橋樑中採用預製節段箱梁結構。城市橋樑因為要設置上下匝道，又受周圍建築物等客觀條件制約，寬度變化大、線形多樣，洪都大道工程佈置8對上下匝道，變寬段節段樑更是佔比達到35%，如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
首次採用曲線超高漸變節段樑結構。城市道路平面線形複雜，最小曲線半徑385m，超高漸變大，解決了小半徑曲線超高漸變節段樑預製和拼裝難題，優化行駛在該路段的交通工具乘坐者的乘車體驗。
結構設計
◆ 結構設計要點
標準等寬段橋寬25.0m，採用雙箱單室佈置，單幅寬度12.1m，兩幅之間現澆縫寬度0.6m。在墩頂處通過墩頂橫樑連接左右幅箱梁形成整體，墩頂橫樑兼做體外預應力鋼束錨固橫樑。
變寬段橋寬根據道路線形需要加寬，橋寬為25.0～46.5m不等，分為單側加寬和兩側加寬兩種形式。左右幅單獨考慮，通過挑臂變窄+箱室寬度變化實現變寬。雙側變寬段橫橋向均採用4片主樑，整體佈置為4箱單室截面；單側變寬段橫橋向均採用3片主樑，整體佈置為3箱單室截面。
2019年4月3日，作為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的南昌市洪都大道主線高架橋順利通車，這意味著市民可以“一馬平川”地從九州高架直接開到英雄大橋。
洪都大道快速化改造工程為南昌市一環線的東環，北起英雄大橋，南接九州高架，主線全長約7.6公里，採用“主線高架+地面鋪路”佈置形式，內設解放路互通立交一座，主線高架為快速路，地面輔道為城市主幹路，雙向六車道，設計速度80公里/小時。項目總投資約44億元。
洪都大道工程為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
圖1 項目總體佈置圖
城市橋樑創新設計技術
預製節段拼裝箱梁作為城市橋樑未來的發展方向，具有結構性能優、景觀效果好，運輸方便、施工速度快、施工期間對交通和環境影響小等優點。近年來，在公路和軌道橋樑中逐步得到應用，但在量大面廣的城市橋樑中尚未應用，主要制約因素：①變寬段佔比大，標準化程度低、難度大；②高架橋為上下雙層交通功能；③平面線形複雜，半徑小、超高大；④建設條件苛刻。
工程設計秉持可持續發展和集約化建設的理念，提出符合建築工業化國家戰略，適合城市橋樑的新理念、新體系和新結構。
總體設計
◆ 橋樑總體設計
經比選論證，主線高架橋最終全面採用預製節段拼裝箱梁，覆蓋標準等寬段、異形變寬段和路口大跨段，佔全線橋樑90%以上。其中，在主線等寬段採用的大懸挑橫樑分體式雙向主樑節段樑結構、在主線變寬段採用的變寬度節段樑結構，是根據城市高架道路特點，創新設計的新型預製節段拼裝橋樑結構，均屬國內首次。
城市高架橋樑複雜多變，除主要採用預製節段拼裝箱梁之外，綜合考慮預製難度、標準化程度、施工條件等多種因素，異形變寬大跨段採用鋼箱梁結構。由此形成的橋樑總體設計方案，全橋設計僅分為節段樑和鋼箱梁2種結構類型，具有標準化程度高、工廠化生產多，現場作業少、施工速度快，環境影響小等特點，集安全、經濟、美觀、環保等優點於一體。
主線高架橋標準跨徑佈置為3x35m，此外尚有30、33和40m等3種跨徑佈置，2～4跨一聯；跨路口主跨為50～75m，以50、60m為主；匝道橋標準跨徑佈置為3x35m。
圖2 主線高架標準段節段樑效果圖
橋樑施工工藝如下：
①主線高架橋標準等寬段和變寬段節段樑（跨徑小於45m）採用逐跨拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工，跨間箱梁採用預製節段拼裝。樑段運輸方式為陸路地面運輸，橋位處架橋機直接起吊，下同。
②主線高架橋路口大跨段節段樑（主跨50m和60m），採用懸臂拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工；跨間箱梁採用懸臂拼裝。
③主線高架橋鋼箱梁採用少支架拼裝。
◆ 工程大數據
橋樑長度7.6公里，橋樑面積30萬平方米。
混凝土方量：約60萬方；鋼材用量：約2.7萬噸。
預製場：預製節段約5000榀，預製樑場佔地270畝，9條節段樑生產線，54個預製臺座，1500個存樑臺座。
架橋設備：8臺雙幅同步架設架橋機,16臺橋面懸拼吊機。
◆ 工程創新點
洪都大道工程為國內城市中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
首次採用大懸挑橫樑、分體式雙箱主樑的預製節段箱梁結構。由於城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，首次提出“大懸挑橫樑、雙箱主樑”的設計方案和左右幅同步架樑的施工方法，墩樑固結不設置永久支座，預製構件變為分體式雙箱主樑，在滿足結構受力要求的同時，對運輸和安裝設備的要求大幅減半。
首次在變寬度橋樑中採用預製節段箱梁結構。城市橋樑因為要設置上下匝道，又受周圍建築物等客觀條件制約，寬度變化大、線形多樣，洪都大道工程佈置8對上下匝道，變寬段節段樑更是佔比達到35%，如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
首次採用曲線超高漸變節段樑結構。城市道路平面線形複雜，最小曲線半徑385m，超高漸變大，解決了小半徑曲線超高漸變節段樑預製和拼裝難題，優化行駛在該路段的交通工具乘坐者的乘車體驗。
結構設計
◆ 結構設計要點
標準等寬段橋寬25.0m，採用雙箱單室佈置，單幅寬度12.1m，兩幅之間現澆縫寬度0.6m。在墩頂處通過墩頂橫樑連接左右幅箱梁形成整體，墩頂橫樑兼做體外預應力鋼束錨固橫樑。
變寬段橋寬根據道路線形需要加寬，橋寬為25.0～46.5m不等，分為單側加寬和兩側加寬兩種形式。左右幅單獨考慮，通過挑臂變窄+箱室寬度變化實現變寬。雙側變寬段橫橋向均採用4片主樑，整體佈置為4箱單室截面；單側變寬段橫橋向均採用3片主樑，整體佈置為3箱單室截面。
圖3 主線高架標準段橫斷面
◆ 結構體系設計
國內已建節段樑多采用連續樑體系，架橋機拼裝時需要在墩頂進行臨時固結，施工複雜。洪都大道為墩頂大懸挑橫樑，施工時架橋機支腿支撐於橫樑懸臂，其對墩頂橫樑的受力性能及臨時固結的強度和穩定性都有著更高的要求。採用墩樑固結的連續剛構體系，顯著提高施工便利性、加快施工速度和降低工程費用，同時施工階段的整體穩定性也得到了更有效的保證。而且墩樑固結體系不設置永久支座，可節省支座費用以及運營期間檢修、更換支座的費用，進一步降低了工程全壽命週期費用。
變寬段節段樑由於橋墩與箱梁之間橫橋向的相對位置變化多樣，綜合考慮經濟性以及施工便利性，變寬段預製節段拼裝箱梁採用連續樑體系。
◆ 預應力體系設計
節段樑採用縱向、橫向雙向預應力體系。體外預應力施工速度快、構造簡單、節段預製方便，運營過程中鋼束可檢可更換，但是極限承載能力相對體內預應力低；體內預應力極限承載能力高，但是會增加節段預製難度。因此縱向預應力鋼束採用基於施工效率的、以體外束為主、體內預應力束為輔的混合配束預應力體系。集兩種預應力鋼束之所長，架橋機施工時僅張拉體外束提高架設速度，體內束線形優化為最簡，減小預製難度，提高標準化程度。
2019年4月3日，作為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的南昌市洪都大道主線高架橋順利通車，這意味著市民可以“一馬平川”地從九州高架直接開到英雄大橋。
洪都大道快速化改造工程為南昌市一環線的東環，北起英雄大橋，南接九州高架，主線全長約7.6公里，採用“主線高架+地面鋪路”佈置形式，內設解放路互通立交一座，主線高架為快速路，地面輔道為城市主幹路，雙向六車道，設計速度80公里/小時。項目總投資約44億元。
洪都大道工程為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
圖1 項目總體佈置圖
城市橋樑創新設計技術
預製節段拼裝箱梁作為城市橋樑未來的發展方向，具有結構性能優、景觀效果好，運輸方便、施工速度快、施工期間對交通和環境影響小等優點。近年來，在公路和軌道橋樑中逐步得到應用，但在量大面廣的城市橋樑中尚未應用，主要制約因素：①變寬段佔比大，標準化程度低、難度大；②高架橋為上下雙層交通功能；③平面線形複雜，半徑小、超高大；④建設條件苛刻。
工程設計秉持可持續發展和集約化建設的理念，提出符合建築工業化國家戰略，適合城市橋樑的新理念、新體系和新結構。
總體設計
◆ 橋樑總體設計
經比選論證，主線高架橋最終全面採用預製節段拼裝箱梁，覆蓋標準等寬段、異形變寬段和路口大跨段，佔全線橋樑90%以上。其中，在主線等寬段採用的大懸挑橫樑分體式雙向主樑節段樑結構、在主線變寬段採用的變寬度節段樑結構，是根據城市高架道路特點，創新設計的新型預製節段拼裝橋樑結構，均屬國內首次。
城市高架橋樑複雜多變，除主要採用預製節段拼裝箱梁之外，綜合考慮預製難度、標準化程度、施工條件等多種因素，異形變寬大跨段採用鋼箱梁結構。由此形成的橋樑總體設計方案，全橋設計僅分為節段樑和鋼箱梁2種結構類型，具有標準化程度高、工廠化生產多，現場作業少、施工速度快，環境影響小等特點，集安全、經濟、美觀、環保等優點於一體。
主線高架橋標準跨徑佈置為3x35m，此外尚有30、33和40m等3種跨徑佈置，2～4跨一聯；跨路口主跨為50～75m，以50、60m為主；匝道橋標準跨徑佈置為3x35m。
圖2 主線高架標準段節段樑效果圖
橋樑施工工藝如下：
①主線高架橋標準等寬段和變寬段節段樑（跨徑小於45m）採用逐跨拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工，跨間箱梁採用預製節段拼裝。樑段運輸方式為陸路地面運輸，橋位處架橋機直接起吊，下同。
②主線高架橋路口大跨段節段樑（主跨50m和60m），採用懸臂拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工；跨間箱梁採用懸臂拼裝。
③主線高架橋鋼箱梁採用少支架拼裝。
◆ 工程大數據
橋樑長度7.6公里，橋樑面積30萬平方米。
混凝土方量：約60萬方；鋼材用量：約2.7萬噸。
預製場：預製節段約5000榀，預製樑場佔地270畝，9條節段樑生產線，54個預製臺座，1500個存樑臺座。
架橋設備：8臺雙幅同步架設架橋機,16臺橋面懸拼吊機。
◆ 工程創新點
洪都大道工程為國內城市中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
首次採用大懸挑橫樑、分體式雙箱主樑的預製節段箱梁結構。由於城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，首次提出“大懸挑橫樑、雙箱主樑”的設計方案和左右幅同步架樑的施工方法，墩樑固結不設置永久支座，預製構件變為分體式雙箱主樑，在滿足結構受力要求的同時，對運輸和安裝設備的要求大幅減半。
首次在變寬度橋樑中採用預製節段箱梁結構。城市橋樑因為要設置上下匝道，又受周圍建築物等客觀條件制約，寬度變化大、線形多樣，洪都大道工程佈置8對上下匝道，變寬段節段樑更是佔比達到35%，如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
首次採用曲線超高漸變節段樑結構。城市道路平面線形複雜，最小曲線半徑385m，超高漸變大，解決了小半徑曲線超高漸變節段樑預製和拼裝難題，優化行駛在該路段的交通工具乘坐者的乘車體驗。
結構設計
◆ 結構設計要點
標準等寬段橋寬25.0m，採用雙箱單室佈置，單幅寬度12.1m，兩幅之間現澆縫寬度0.6m。在墩頂處通過墩頂橫樑連接左右幅箱梁形成整體，墩頂橫樑兼做體外預應力鋼束錨固橫樑。
變寬段橋寬根據道路線形需要加寬，橋寬為25.0～46.5m不等，分為單側加寬和兩側加寬兩種形式。左右幅單獨考慮，通過挑臂變窄+箱室寬度變化實現變寬。雙側變寬段橫橋向均採用4片主樑，整體佈置為4箱單室截面；單側變寬段橫橋向均採用3片主樑，整體佈置為3箱單室截面。
圖3 主線高架標準段橫斷面
◆ 結構體系設計
國內已建節段樑多采用連續樑體系，架橋機拼裝時需要在墩頂進行臨時固結，施工複雜。洪都大道為墩頂大懸挑橫樑，施工時架橋機支腿支撐於橫樑懸臂，其對墩頂橫樑的受力性能及臨時固結的強度和穩定性都有著更高的要求。採用墩樑固結的連續剛構體系，顯著提高施工便利性、加快施工速度和降低工程費用，同時施工階段的整體穩定性也得到了更有效的保證。而且墩樑固結體系不設置永久支座，可節省支座費用以及運營期間檢修、更換支座的費用，進一步降低了工程全壽命週期費用。
變寬段節段樑由於橋墩與箱梁之間橫橋向的相對位置變化多樣，綜合考慮經濟性以及施工便利性，變寬段預製節段拼裝箱梁採用連續樑體系。
◆ 預應力體系設計
節段樑採用縱向、橫向雙向預應力體系。體外預應力施工速度快、構造簡單、節段預製方便，運營過程中鋼束可檢可更換，但是極限承載能力相對體內預應力低；體內預應力極限承載能力高，但是會增加節段預製難度。因此縱向預應力鋼束採用基於施工效率的、以體外束為主、體內預應力束為輔的混合配束預應力體系。集兩種預應力鋼束之所長，架橋機施工時僅張拉體外束提高架設速度，體內束線形優化為最簡，減小預製難度，提高標準化程度。
圖4 體外束為主的混合配束預應力體系
◆ 墩頂大懸挑錨固橫樑設計
城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，採用大懸挑橫樑，這是與國內已建節段樑左右幅分幅設計、墩柱與箱梁中心對齊不同。左右兩幅箱梁通過墩頂大懸挑橫樑支撐於橋墩上。節段拼裝施工時，架橋機支腿作用於橫樑大懸臂上，同時橫樑還兼做體外預應力的錨固橫樑，體外預應力、人孔、縱橫向預應力和鋼筋等集中佈置，構造和受力均極為複雜，精細化設計解決了大懸挑橫樑的技術難題，同時減少臨時固結工序方便施工。
2019年4月3日，作為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的南昌市洪都大道主線高架橋順利通車，這意味著市民可以“一馬平川”地從九州高架直接開到英雄大橋。
洪都大道快速化改造工程為南昌市一環線的東環，北起英雄大橋，南接九州高架，主線全長約7.6公里，採用“主線高架+地面鋪路”佈置形式，內設解放路互通立交一座，主線高架為快速路，地面輔道為城市主幹路，雙向六車道，設計速度80公里/小時。項目總投資約44億元。
洪都大道工程為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
圖1 項目總體佈置圖
城市橋樑創新設計技術
預製節段拼裝箱梁作為城市橋樑未來的發展方向，具有結構性能優、景觀效果好，運輸方便、施工速度快、施工期間對交通和環境影響小等優點。近年來，在公路和軌道橋樑中逐步得到應用，但在量大面廣的城市橋樑中尚未應用，主要制約因素：①變寬段佔比大，標準化程度低、難度大；②高架橋為上下雙層交通功能；③平面線形複雜，半徑小、超高大；④建設條件苛刻。
工程設計秉持可持續發展和集約化建設的理念，提出符合建築工業化國家戰略，適合城市橋樑的新理念、新體系和新結構。
總體設計
◆ 橋樑總體設計
經比選論證，主線高架橋最終全面採用預製節段拼裝箱梁，覆蓋標準等寬段、異形變寬段和路口大跨段，佔全線橋樑90%以上。其中，在主線等寬段採用的大懸挑橫樑分體式雙向主樑節段樑結構、在主線變寬段採用的變寬度節段樑結構，是根據城市高架道路特點，創新設計的新型預製節段拼裝橋樑結構，均屬國內首次。
城市高架橋樑複雜多變，除主要採用預製節段拼裝箱梁之外，綜合考慮預製難度、標準化程度、施工條件等多種因素，異形變寬大跨段採用鋼箱梁結構。由此形成的橋樑總體設計方案，全橋設計僅分為節段樑和鋼箱梁2種結構類型，具有標準化程度高、工廠化生產多，現場作業少、施工速度快，環境影響小等特點，集安全、經濟、美觀、環保等優點於一體。
主線高架橋標準跨徑佈置為3x35m，此外尚有30、33和40m等3種跨徑佈置，2～4跨一聯；跨路口主跨為50～75m，以50、60m為主；匝道橋標準跨徑佈置為3x35m。
圖2 主線高架標準段節段樑效果圖
橋樑施工工藝如下：
①主線高架橋標準等寬段和變寬段節段樑（跨徑小於45m）採用逐跨拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工，跨間箱梁採用預製節段拼裝。樑段運輸方式為陸路地面運輸，橋位處架橋機直接起吊，下同。
②主線高架橋路口大跨段節段樑（主跨50m和60m），採用懸臂拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工；跨間箱梁採用懸臂拼裝。
③主線高架橋鋼箱梁採用少支架拼裝。
◆ 工程大數據
橋樑長度7.6公里，橋樑面積30萬平方米。
混凝土方量：約60萬方；鋼材用量：約2.7萬噸。
預製場：預製節段約5000榀，預製樑場佔地270畝，9條節段樑生產線，54個預製臺座，1500個存樑臺座。
架橋設備：8臺雙幅同步架設架橋機,16臺橋面懸拼吊機。
◆ 工程創新點
洪都大道工程為國內城市中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
首次採用大懸挑橫樑、分體式雙箱主樑的預製節段箱梁結構。由於城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，首次提出“大懸挑橫樑、雙箱主樑”的設計方案和左右幅同步架樑的施工方法，墩樑固結不設置永久支座，預製構件變為分體式雙箱主樑，在滿足結構受力要求的同時，對運輸和安裝設備的要求大幅減半。
首次在變寬度橋樑中採用預製節段箱梁結構。城市橋樑因為要設置上下匝道，又受周圍建築物等客觀條件制約，寬度變化大、線形多樣，洪都大道工程佈置8對上下匝道，變寬段節段樑更是佔比達到35%，如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
首次採用曲線超高漸變節段樑結構。城市道路平面線形複雜，最小曲線半徑385m，超高漸變大，解決了小半徑曲線超高漸變節段樑預製和拼裝難題，優化行駛在該路段的交通工具乘坐者的乘車體驗。
結構設計
◆ 結構設計要點
標準等寬段橋寬25.0m，採用雙箱單室佈置，單幅寬度12.1m，兩幅之間現澆縫寬度0.6m。在墩頂處通過墩頂橫樑連接左右幅箱梁形成整體，墩頂橫樑兼做體外預應力鋼束錨固橫樑。
變寬段橋寬根據道路線形需要加寬，橋寬為25.0～46.5m不等，分為單側加寬和兩側加寬兩種形式。左右幅單獨考慮，通過挑臂變窄+箱室寬度變化實現變寬。雙側變寬段橫橋向均採用4片主樑，整體佈置為4箱單室截面；單側變寬段橫橋向均採用3片主樑，整體佈置為3箱單室截面。
圖3 主線高架標準段橫斷面
◆ 結構體系設計
國內已建節段樑多采用連續樑體系，架橋機拼裝時需要在墩頂進行臨時固結，施工複雜。洪都大道為墩頂大懸挑橫樑，施工時架橋機支腿支撐於橫樑懸臂，其對墩頂橫樑的受力性能及臨時固結的強度和穩定性都有著更高的要求。採用墩樑固結的連續剛構體系，顯著提高施工便利性、加快施工速度和降低工程費用，同時施工階段的整體穩定性也得到了更有效的保證。而且墩樑固結體系不設置永久支座，可節省支座費用以及運營期間檢修、更換支座的費用，進一步降低了工程全壽命週期費用。
變寬段節段樑由於橋墩與箱梁之間橫橋向的相對位置變化多樣，綜合考慮經濟性以及施工便利性，變寬段預製節段拼裝箱梁採用連續樑體系。
◆ 預應力體系設計
節段樑採用縱向、橫向雙向預應力體系。體外預應力施工速度快、構造簡單、節段預製方便，運營過程中鋼束可檢可更換，但是極限承載能力相對體內預應力低；體內預應力極限承載能力高，但是會增加節段預製難度。因此縱向預應力鋼束採用基於施工效率的、以體外束為主、體內預應力束為輔的混合配束預應力體系。集兩種預應力鋼束之所長，架橋機施工時僅張拉體外束提高架設速度，體內束線形優化為最簡，減小預製難度，提高標準化程度。
圖4 體外束為主的混合配束預應力體系
◆ 墩頂大懸挑錨固橫樑設計
城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，採用大懸挑橫樑，這是與國內已建節段樑左右幅分幅設計、墩柱與箱梁中心對齊不同。左右兩幅箱梁通過墩頂大懸挑橫樑支撐於橋墩上。節段拼裝施工時，架橋機支腿作用於橫樑大懸臂上，同時橫樑還兼做體外預應力的錨固橫樑，體外預應力、人孔、縱橫向預應力和鋼筋等集中佈置，構造和受力均極為複雜，精細化設計解決了大懸挑橫樑的技術難題，同時減少臨時固結工序方便施工。
圖5 標準等寬段雙幅架橋機同步架設
2019年4月3日，作為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的南昌市洪都大道主線高架橋順利通車，這意味著市民可以“一馬平川”地從九州高架直接開到英雄大橋。
洪都大道快速化改造工程為南昌市一環線的東環，北起英雄大橋，南接九州高架，主線全長約7.6公里，採用“主線高架+地面鋪路”佈置形式，內設解放路互通立交一座，主線高架為快速路，地面輔道為城市主幹路，雙向六車道，設計速度80公里/小時。項目總投資約44億元。
洪都大道工程為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
圖1 項目總體佈置圖
城市橋樑創新設計技術
預製節段拼裝箱梁作為城市橋樑未來的發展方向，具有結構性能優、景觀效果好，運輸方便、施工速度快、施工期間對交通和環境影響小等優點。近年來，在公路和軌道橋樑中逐步得到應用，但在量大面廣的城市橋樑中尚未應用，主要制約因素：①變寬段佔比大，標準化程度低、難度大；②高架橋為上下雙層交通功能；③平面線形複雜，半徑小、超高大；④建設條件苛刻。
工程設計秉持可持續發展和集約化建設的理念，提出符合建築工業化國家戰略，適合城市橋樑的新理念、新體系和新結構。
總體設計
◆ 橋樑總體設計
經比選論證，主線高架橋最終全面採用預製節段拼裝箱梁，覆蓋標準等寬段、異形變寬段和路口大跨段，佔全線橋樑90%以上。其中，在主線等寬段採用的大懸挑橫樑分體式雙向主樑節段樑結構、在主線變寬段採用的變寬度節段樑結構，是根據城市高架道路特點，創新設計的新型預製節段拼裝橋樑結構，均屬國內首次。
城市高架橋樑複雜多變，除主要採用預製節段拼裝箱梁之外，綜合考慮預製難度、標準化程度、施工條件等多種因素，異形變寬大跨段採用鋼箱梁結構。由此形成的橋樑總體設計方案，全橋設計僅分為節段樑和鋼箱梁2種結構類型，具有標準化程度高、工廠化生產多，現場作業少、施工速度快，環境影響小等特點，集安全、經濟、美觀、環保等優點於一體。
主線高架橋標準跨徑佈置為3x35m，此外尚有30、33和40m等3種跨徑佈置，2～4跨一聯；跨路口主跨為50～75m，以50、60m為主；匝道橋標準跨徑佈置為3x35m。
圖2 主線高架標準段節段樑效果圖
橋樑施工工藝如下：
①主線高架橋標準等寬段和變寬段節段樑（跨徑小於45m）採用逐跨拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工，跨間箱梁採用預製節段拼裝。樑段運輸方式為陸路地面運輸，橋位處架橋機直接起吊，下同。
②主線高架橋路口大跨段節段樑（主跨50m和60m），採用懸臂拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工；跨間箱梁採用懸臂拼裝。
③主線高架橋鋼箱梁採用少支架拼裝。
◆ 工程大數據
橋樑長度7.6公里，橋樑面積30萬平方米。
混凝土方量：約60萬方；鋼材用量：約2.7萬噸。
預製場：預製節段約5000榀，預製樑場佔地270畝，9條節段樑生產線，54個預製臺座，1500個存樑臺座。
架橋設備：8臺雙幅同步架設架橋機,16臺橋面懸拼吊機。
◆ 工程創新點
洪都大道工程為國內城市中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
首次採用大懸挑橫樑、分體式雙箱主樑的預製節段箱梁結構。由於城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，首次提出“大懸挑橫樑、雙箱主樑”的設計方案和左右幅同步架樑的施工方法，墩樑固結不設置永久支座，預製構件變為分體式雙箱主樑，在滿足結構受力要求的同時，對運輸和安裝設備的要求大幅減半。
首次在變寬度橋樑中採用預製節段箱梁結構。城市橋樑因為要設置上下匝道，又受周圍建築物等客觀條件制約，寬度變化大、線形多樣，洪都大道工程佈置8對上下匝道，變寬段節段樑更是佔比達到35%，如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
首次採用曲線超高漸變節段樑結構。城市道路平面線形複雜，最小曲線半徑385m，超高漸變大，解決了小半徑曲線超高漸變節段樑預製和拼裝難題，優化行駛在該路段的交通工具乘坐者的乘車體驗。
結構設計
◆ 結構設計要點
標準等寬段橋寬25.0m，採用雙箱單室佈置，單幅寬度12.1m，兩幅之間現澆縫寬度0.6m。在墩頂處通過墩頂橫樑連接左右幅箱梁形成整體，墩頂橫樑兼做體外預應力鋼束錨固橫樑。
變寬段橋寬根據道路線形需要加寬，橋寬為25.0～46.5m不等，分為單側加寬和兩側加寬兩種形式。左右幅單獨考慮，通過挑臂變窄+箱室寬度變化實現變寬。雙側變寬段橫橋向均採用4片主樑，整體佈置為4箱單室截面；單側變寬段橫橋向均採用3片主樑，整體佈置為3箱單室截面。
圖3 主線高架標準段橫斷面
◆ 結構體系設計
國內已建節段樑多采用連續樑體系，架橋機拼裝時需要在墩頂進行臨時固結，施工複雜。洪都大道為墩頂大懸挑橫樑，施工時架橋機支腿支撐於橫樑懸臂，其對墩頂橫樑的受力性能及臨時固結的強度和穩定性都有著更高的要求。採用墩樑固結的連續剛構體系，顯著提高施工便利性、加快施工速度和降低工程費用，同時施工階段的整體穩定性也得到了更有效的保證。而且墩樑固結體系不設置永久支座，可節省支座費用以及運營期間檢修、更換支座的費用，進一步降低了工程全壽命週期費用。
變寬段節段樑由於橋墩與箱梁之間橫橋向的相對位置變化多樣，綜合考慮經濟性以及施工便利性，變寬段預製節段拼裝箱梁採用連續樑體系。
◆ 預應力體系設計
節段樑採用縱向、橫向雙向預應力體系。體外預應力施工速度快、構造簡單、節段預製方便，運營過程中鋼束可檢可更換，但是極限承載能力相對體內預應力低；體內預應力極限承載能力高，但是會增加節段預製難度。因此縱向預應力鋼束採用基於施工效率的、以體外束為主、體內預應力束為輔的混合配束預應力體系。集兩種預應力鋼束之所長，架橋機施工時僅張拉體外束提高架設速度，體內束線形優化為最簡，減小預製難度，提高標準化程度。
圖4 體外束為主的混合配束預應力體系
◆ 墩頂大懸挑錨固橫樑設計
城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，採用大懸挑橫樑，這是與國內已建節段樑左右幅分幅設計、墩柱與箱梁中心對齊不同。左右兩幅箱梁通過墩頂大懸挑橫樑支撐於橋墩上。節段拼裝施工時，架橋機支腿作用於橫樑大懸臂上，同時橫樑還兼做體外預應力的錨固橫樑，體外預應力、人孔、縱橫向預應力和鋼筋等集中佈置，構造和受力均極為複雜，精細化設計解決了大懸挑橫樑的技術難題，同時減少臨時固結工序方便施工。
圖5 標準等寬段雙幅架橋機同步架設
圖6 架設過程中的變寬節段樑
◆ 變寬度節段樑設計
變寬段的節段樑一直是一個難題，國內尚無先例，阻礙應用的難點在於預製結構標準化，非標構件將顯著提高製造成本、降低施工速度，喪失預製拼裝結構優勢。如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
將全線橋樑斷面歸納為2種不同寬度的單箱單室斷面，通過不同類型、不同數量的箱梁組合，並配合挑臂長度的變化，實現橋面寬度的變化。僅需要2大類模板即可實現全線預製節段樑的生產，標準化程度非常高，充分發揮了節段樑優勢，解決了節段樑在變寬度橋樑的應用難題，突破節段樑發展的技術瓶頸。
◆ 結構標準化設計
根據節段樑自身結構特點，提出由總體設計標準化和結構設計標準化兩個層次組成的設計標準化。總體設計主要考慮道路線形標準化和橋樑跨徑標準化2個標準化設計；在總體設計標準化的基礎上，實現結構斷面標準化、節段類型標準化、預應力配置標準化、剪力鍵設置標準化、轉向塊標準化、錨固齒塊標準化6大標準化設計。提出適應城市橋樑的節段樑標準化斷面，以及全線橋樑歸整為僅2大類節段類型的節段樑標準化設計體系，實現2套模板預製全線節段的目標。
2019年4月3日，作為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的南昌市洪都大道主線高架橋順利通車，這意味著市民可以“一馬平川”地從九州高架直接開到英雄大橋。
洪都大道快速化改造工程為南昌市一環線的東環，北起英雄大橋，南接九州高架，主線全長約7.6公里，採用“主線高架+地面鋪路”佈置形式，內設解放路互通立交一座，主線高架為快速路，地面輔道為城市主幹路，雙向六車道，設計速度80公里/小時。項目總投資約44億元。
洪都大道工程為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
圖1 項目總體佈置圖
城市橋樑創新設計技術
預製節段拼裝箱梁作為城市橋樑未來的發展方向，具有結構性能優、景觀效果好，運輸方便、施工速度快、施工期間對交通和環境影響小等優點。近年來，在公路和軌道橋樑中逐步得到應用，但在量大面廣的城市橋樑中尚未應用，主要制約因素：①變寬段佔比大，標準化程度低、難度大；②高架橋為上下雙層交通功能；③平面線形複雜，半徑小、超高大；④建設條件苛刻。
工程設計秉持可持續發展和集約化建設的理念，提出符合建築工業化國家戰略，適合城市橋樑的新理念、新體系和新結構。
總體設計
◆ 橋樑總體設計
經比選論證，主線高架橋最終全面採用預製節段拼裝箱梁，覆蓋標準等寬段、異形變寬段和路口大跨段，佔全線橋樑90%以上。其中，在主線等寬段採用的大懸挑橫樑分體式雙向主樑節段樑結構、在主線變寬段採用的變寬度節段樑結構，是根據城市高架道路特點，創新設計的新型預製節段拼裝橋樑結構，均屬國內首次。
城市高架橋樑複雜多變，除主要採用預製節段拼裝箱梁之外，綜合考慮預製難度、標準化程度、施工條件等多種因素，異形變寬大跨段採用鋼箱梁結構。由此形成的橋樑總體設計方案，全橋設計僅分為節段樑和鋼箱梁2種結構類型，具有標準化程度高、工廠化生產多，現場作業少、施工速度快，環境影響小等特點，集安全、經濟、美觀、環保等優點於一體。
主線高架橋標準跨徑佈置為3x35m，此外尚有30、33和40m等3種跨徑佈置，2～4跨一聯；跨路口主跨為50～75m，以50、60m為主；匝道橋標準跨徑佈置為3x35m。
圖2 主線高架標準段節段樑效果圖
橋樑施工工藝如下：
①主線高架橋標準等寬段和變寬段節段樑（跨徑小於45m）採用逐跨拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工，跨間箱梁採用預製節段拼裝。樑段運輸方式為陸路地面運輸，橋位處架橋機直接起吊，下同。
②主線高架橋路口大跨段節段樑（主跨50m和60m），採用懸臂拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工；跨間箱梁採用懸臂拼裝。
③主線高架橋鋼箱梁採用少支架拼裝。
◆ 工程大數據
橋樑長度7.6公里，橋樑面積30萬平方米。
混凝土方量：約60萬方；鋼材用量：約2.7萬噸。
預製場：預製節段約5000榀，預製樑場佔地270畝，9條節段樑生產線，54個預製臺座，1500個存樑臺座。
架橋設備：8臺雙幅同步架設架橋機,16臺橋面懸拼吊機。
◆ 工程創新點
洪都大道工程為國內城市中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
首次採用大懸挑橫樑、分體式雙箱主樑的預製節段箱梁結構。由於城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，首次提出“大懸挑橫樑、雙箱主樑”的設計方案和左右幅同步架樑的施工方法，墩樑固結不設置永久支座，預製構件變為分體式雙箱主樑，在滿足結構受力要求的同時，對運輸和安裝設備的要求大幅減半。
首次在變寬度橋樑中採用預製節段箱梁結構。城市橋樑因為要設置上下匝道，又受周圍建築物等客觀條件制約，寬度變化大、線形多樣，洪都大道工程佈置8對上下匝道，變寬段節段樑更是佔比達到35%，如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
首次採用曲線超高漸變節段樑結構。城市道路平面線形複雜，最小曲線半徑385m，超高漸變大，解決了小半徑曲線超高漸變節段樑預製和拼裝難題，優化行駛在該路段的交通工具乘坐者的乘車體驗。
結構設計
◆ 結構設計要點
標準等寬段橋寬25.0m，採用雙箱單室佈置，單幅寬度12.1m，兩幅之間現澆縫寬度0.6m。在墩頂處通過墩頂橫樑連接左右幅箱梁形成整體，墩頂橫樑兼做體外預應力鋼束錨固橫樑。
變寬段橋寬根據道路線形需要加寬，橋寬為25.0～46.5m不等，分為單側加寬和兩側加寬兩種形式。左右幅單獨考慮，通過挑臂變窄+箱室寬度變化實現變寬。雙側變寬段橫橋向均採用4片主樑，整體佈置為4箱單室截面；單側變寬段橫橋向均採用3片主樑，整體佈置為3箱單室截面。
圖3 主線高架標準段橫斷面
◆ 結構體系設計
國內已建節段樑多采用連續樑體系，架橋機拼裝時需要在墩頂進行臨時固結，施工複雜。洪都大道為墩頂大懸挑橫樑，施工時架橋機支腿支撐於橫樑懸臂，其對墩頂橫樑的受力性能及臨時固結的強度和穩定性都有著更高的要求。採用墩樑固結的連續剛構體系，顯著提高施工便利性、加快施工速度和降低工程費用，同時施工階段的整體穩定性也得到了更有效的保證。而且墩樑固結體系不設置永久支座，可節省支座費用以及運營期間檢修、更換支座的費用，進一步降低了工程全壽命週期費用。
變寬段節段樑由於橋墩與箱梁之間橫橋向的相對位置變化多樣，綜合考慮經濟性以及施工便利性，變寬段預製節段拼裝箱梁採用連續樑體系。
◆ 預應力體系設計
節段樑採用縱向、橫向雙向預應力體系。體外預應力施工速度快、構造簡單、節段預製方便，運營過程中鋼束可檢可更換，但是極限承載能力相對體內預應力低；體內預應力極限承載能力高，但是會增加節段預製難度。因此縱向預應力鋼束採用基於施工效率的、以體外束為主、體內預應力束為輔的混合配束預應力體系。集兩種預應力鋼束之所長，架橋機施工時僅張拉體外束提高架設速度，體內束線形優化為最簡，減小預製難度，提高標準化程度。
圖4 體外束為主的混合配束預應力體系
◆ 墩頂大懸挑錨固橫樑設計
城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，採用大懸挑橫樑，這是與國內已建節段樑左右幅分幅設計、墩柱與箱梁中心對齊不同。左右兩幅箱梁通過墩頂大懸挑橫樑支撐於橋墩上。節段拼裝施工時，架橋機支腿作用於橫樑大懸臂上，同時橫樑還兼做體外預應力的錨固橫樑，體外預應力、人孔、縱橫向預應力和鋼筋等集中佈置，構造和受力均極為複雜，精細化設計解決了大懸挑橫樑的技術難題，同時減少臨時固結工序方便施工。
圖5 標準等寬段雙幅架橋機同步架設
圖6 架設過程中的變寬節段樑
◆ 變寬度節段樑設計
變寬段的節段樑一直是一個難題，國內尚無先例，阻礙應用的難點在於預製結構標準化，非標構件將顯著提高製造成本、降低施工速度，喪失預製拼裝結構優勢。如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
將全線橋樑斷面歸納為2種不同寬度的單箱單室斷面，通過不同類型、不同數量的箱梁組合，並配合挑臂長度的變化，實現橋面寬度的變化。僅需要2大類模板即可實現全線預製節段樑的生產，標準化程度非常高，充分發揮了節段樑優勢，解決了節段樑在變寬度橋樑的應用難題，突破節段樑發展的技術瓶頸。
◆ 結構標準化設計
根據節段樑自身結構特點，提出由總體設計標準化和結構設計標準化兩個層次組成的設計標準化。總體設計主要考慮道路線形標準化和橋樑跨徑標準化2個標準化設計；在總體設計標準化的基礎上，實現結構斷面標準化、節段類型標準化、預應力配置標準化、剪力鍵設置標準化、轉向塊標準化、錨固齒塊標準化6大標準化設計。提出適應城市橋樑的節段樑標準化斷面，以及全線橋樑歸整為僅2大類節段類型的節段樑標準化設計體系，實現2套模板預製全線節段的目標。
圖7 預製節段箱梁構造示意圖
◆ 超高漸變段設計
洪都大道主線道路曲線段最小半徑僅385m，存在由雙向2%橫坡，到單向3%橫坡的超高漸變段，對預製節段樑的設計及製造提出了較大的挑戰。為確保道路曲線超高的精度，提出節段的扭轉預製，預製時嚴格控制節段兩端面控制點的標高，即通過扭轉端模使預製節段兩端面產生相對轉動，實現橫坡漸變的扭轉節段樑。
信息化BIM技術助力
◆ BIM助力精細化設計
節段樑墩頂橫樑構造複雜、鋼筋鋼束密集、施工預埋件眾多，運用BIM技術，對墩頂橫樑和預製節段樑的複雜構造、施工預埋件等進行了全程精細化建模和碰撞檢查，虛擬現實交互全過程指導現場施工，並結合BIM技術成果對設計進行優化，提高工效。
2019年4月3日，作為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的南昌市洪都大道主線高架橋順利通車，這意味著市民可以“一馬平川”地從九州高架直接開到英雄大橋。
洪都大道快速化改造工程為南昌市一環線的東環，北起英雄大橋，南接九州高架，主線全長約7.6公里，採用“主線高架+地面鋪路”佈置形式，內設解放路互通立交一座，主線高架為快速路，地面輔道為城市主幹路，雙向六車道，設計速度80公里/小時。項目總投資約44億元。
洪都大道工程為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
圖1 項目總體佈置圖
城市橋樑創新設計技術
預製節段拼裝箱梁作為城市橋樑未來的發展方向，具有結構性能優、景觀效果好，運輸方便、施工速度快、施工期間對交通和環境影響小等優點。近年來，在公路和軌道橋樑中逐步得到應用，但在量大面廣的城市橋樑中尚未應用，主要制約因素：①變寬段佔比大，標準化程度低、難度大；②高架橋為上下雙層交通功能；③平面線形複雜，半徑小、超高大；④建設條件苛刻。
工程設計秉持可持續發展和集約化建設的理念，提出符合建築工業化國家戰略，適合城市橋樑的新理念、新體系和新結構。
總體設計
◆ 橋樑總體設計
經比選論證，主線高架橋最終全面採用預製節段拼裝箱梁，覆蓋標準等寬段、異形變寬段和路口大跨段，佔全線橋樑90%以上。其中，在主線等寬段採用的大懸挑橫樑分體式雙向主樑節段樑結構、在主線變寬段採用的變寬度節段樑結構，是根據城市高架道路特點，創新設計的新型預製節段拼裝橋樑結構，均屬國內首次。
城市高架橋樑複雜多變，除主要採用預製節段拼裝箱梁之外，綜合考慮預製難度、標準化程度、施工條件等多種因素，異形變寬大跨段採用鋼箱梁結構。由此形成的橋樑總體設計方案，全橋設計僅分為節段樑和鋼箱梁2種結構類型，具有標準化程度高、工廠化生產多，現場作業少、施工速度快，環境影響小等特點，集安全、經濟、美觀、環保等優點於一體。
主線高架橋標準跨徑佈置為3x35m，此外尚有30、33和40m等3種跨徑佈置，2～4跨一聯；跨路口主跨為50～75m，以50、60m為主；匝道橋標準跨徑佈置為3x35m。
圖2 主線高架標準段節段樑效果圖
橋樑施工工藝如下：
①主線高架橋標準等寬段和變寬段節段樑（跨徑小於45m）採用逐跨拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工，跨間箱梁採用預製節段拼裝。樑段運輸方式為陸路地面運輸，橋位處架橋機直接起吊，下同。
②主線高架橋路口大跨段節段樑（主跨50m和60m），採用懸臂拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工；跨間箱梁採用懸臂拼裝。
③主線高架橋鋼箱梁採用少支架拼裝。
◆ 工程大數據
橋樑長度7.6公里，橋樑面積30萬平方米。
混凝土方量：約60萬方；鋼材用量：約2.7萬噸。
預製場：預製節段約5000榀，預製樑場佔地270畝，9條節段樑生產線，54個預製臺座，1500個存樑臺座。
架橋設備：8臺雙幅同步架設架橋機,16臺橋面懸拼吊機。
◆ 工程創新點
洪都大道工程為國內城市中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
首次採用大懸挑橫樑、分體式雙箱主樑的預製節段箱梁結構。由於城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，首次提出“大懸挑橫樑、雙箱主樑”的設計方案和左右幅同步架樑的施工方法，墩樑固結不設置永久支座，預製構件變為分體式雙箱主樑，在滿足結構受力要求的同時，對運輸和安裝設備的要求大幅減半。
首次在變寬度橋樑中採用預製節段箱梁結構。城市橋樑因為要設置上下匝道，又受周圍建築物等客觀條件制約，寬度變化大、線形多樣，洪都大道工程佈置8對上下匝道，變寬段節段樑更是佔比達到35%，如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
首次採用曲線超高漸變節段樑結構。城市道路平面線形複雜，最小曲線半徑385m，超高漸變大，解決了小半徑曲線超高漸變節段樑預製和拼裝難題，優化行駛在該路段的交通工具乘坐者的乘車體驗。
結構設計
◆ 結構設計要點
標準等寬段橋寬25.0m，採用雙箱單室佈置，單幅寬度12.1m，兩幅之間現澆縫寬度0.6m。在墩頂處通過墩頂橫樑連接左右幅箱梁形成整體，墩頂橫樑兼做體外預應力鋼束錨固橫樑。
變寬段橋寬根據道路線形需要加寬，橋寬為25.0～46.5m不等，分為單側加寬和兩側加寬兩種形式。左右幅單獨考慮，通過挑臂變窄+箱室寬度變化實現變寬。雙側變寬段橫橋向均採用4片主樑，整體佈置為4箱單室截面；單側變寬段橫橋向均採用3片主樑，整體佈置為3箱單室截面。
圖3 主線高架標準段橫斷面
◆ 結構體系設計
國內已建節段樑多采用連續樑體系，架橋機拼裝時需要在墩頂進行臨時固結，施工複雜。洪都大道為墩頂大懸挑橫樑，施工時架橋機支腿支撐於橫樑懸臂，其對墩頂橫樑的受力性能及臨時固結的強度和穩定性都有著更高的要求。採用墩樑固結的連續剛構體系，顯著提高施工便利性、加快施工速度和降低工程費用，同時施工階段的整體穩定性也得到了更有效的保證。而且墩樑固結體系不設置永久支座，可節省支座費用以及運營期間檢修、更換支座的費用，進一步降低了工程全壽命週期費用。
變寬段節段樑由於橋墩與箱梁之間橫橋向的相對位置變化多樣，綜合考慮經濟性以及施工便利性，變寬段預製節段拼裝箱梁採用連續樑體系。
◆ 預應力體系設計
節段樑採用縱向、橫向雙向預應力體系。體外預應力施工速度快、構造簡單、節段預製方便，運營過程中鋼束可檢可更換，但是極限承載能力相對體內預應力低；體內預應力極限承載能力高，但是會增加節段預製難度。因此縱向預應力鋼束採用基於施工效率的、以體外束為主、體內預應力束為輔的混合配束預應力體系。集兩種預應力鋼束之所長，架橋機施工時僅張拉體外束提高架設速度，體內束線形優化為最簡，減小預製難度，提高標準化程度。
圖4 體外束為主的混合配束預應力體系
◆ 墩頂大懸挑錨固橫樑設計
城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，採用大懸挑橫樑，這是與國內已建節段樑左右幅分幅設計、墩柱與箱梁中心對齊不同。左右兩幅箱梁通過墩頂大懸挑橫樑支撐於橋墩上。節段拼裝施工時，架橋機支腿作用於橫樑大懸臂上，同時橫樑還兼做體外預應力的錨固橫樑，體外預應力、人孔、縱橫向預應力和鋼筋等集中佈置，構造和受力均極為複雜，精細化設計解決了大懸挑橫樑的技術難題，同時減少臨時固結工序方便施工。
圖5 標準等寬段雙幅架橋機同步架設
圖6 架設過程中的變寬節段樑
◆ 變寬度節段樑設計
變寬段的節段樑一直是一個難題，國內尚無先例，阻礙應用的難點在於預製結構標準化，非標構件將顯著提高製造成本、降低施工速度，喪失預製拼裝結構優勢。如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
將全線橋樑斷面歸納為2種不同寬度的單箱單室斷面，通過不同類型、不同數量的箱梁組合，並配合挑臂長度的變化，實現橋面寬度的變化。僅需要2大類模板即可實現全線預製節段樑的生產，標準化程度非常高，充分發揮了節段樑優勢，解決了節段樑在變寬度橋樑的應用難題，突破節段樑發展的技術瓶頸。
◆ 結構標準化設計
根據節段樑自身結構特點，提出由總體設計標準化和結構設計標準化兩個層次組成的設計標準化。總體設計主要考慮道路線形標準化和橋樑跨徑標準化2個標準化設計；在總體設計標準化的基礎上，實現結構斷面標準化、節段類型標準化、預應力配置標準化、剪力鍵設置標準化、轉向塊標準化、錨固齒塊標準化6大標準化設計。提出適應城市橋樑的節段樑標準化斷面，以及全線橋樑歸整為僅2大類節段類型的節段樑標準化設計體系，實現2套模板預製全線節段的目標。
圖7 預製節段箱梁構造示意圖
◆ 超高漸變段設計
洪都大道主線道路曲線段最小半徑僅385m，存在由雙向2%橫坡，到單向3%橫坡的超高漸變段，對預製節段樑的設計及製造提出了較大的挑戰。為確保道路曲線超高的精度，提出節段的扭轉預製，預製時嚴格控制節段兩端面控制點的標高，即通過扭轉端模使預製節段兩端面產生相對轉動，實現橫坡漸變的扭轉節段樑。
信息化BIM技術助力
◆ BIM助力精細化設計
節段樑墩頂橫樑構造複雜、鋼筋鋼束密集、施工預埋件眾多，運用BIM技術，對墩頂橫樑和預製節段樑的複雜構造、施工預埋件等進行了全程精細化建模和碰撞檢查，虛擬現實交互全過程指導現場施工，並結合BIM技術成果對設計進行優化，提高工效。
圖8 BIM技術助力精細化設計
◆ 信息化助力高效管理
本工程預製規模大、數量多、工期緊，預製廠、安裝現場之間工作協調難度大。信息化手段完整記錄節段樑從預製到架設的全過程信息，確保節段樑信息在預製廠與安裝現場之間精確傳遞，做到全程可追溯，提高設計效率的同時也確保了施工進度。
橋樑工業化建造技術
工廠化預製生產
根據國家建築工業化和大力發展裝配式建築的戰略部署，提出基於“設計+施工”雙導向的施工快速化拼裝技術。從結構設計著手考慮施工快速化拼裝的結構類型、結構體系、預應力體系，以及總體設計標準化和結構設計標準化2個層面的標準化設計體系。
節段樑和鋼箱梁均為工廠生產、現場拼裝的方式，可以說主線高架上部結構的工廠化生產率接近100%。下部結構中樁基、立柱也是採用鋼筋模塊整體工廠化生產的方式，大大提高了工程質量和施工速度。
2019年4月3日，作為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的南昌市洪都大道主線高架橋順利通車，這意味著市民可以“一馬平川”地從九州高架直接開到英雄大橋。
洪都大道快速化改造工程為南昌市一環線的東環，北起英雄大橋，南接九州高架，主線全長約7.6公里，採用“主線高架+地面鋪路”佈置形式，內設解放路互通立交一座，主線高架為快速路，地面輔道為城市主幹路，雙向六車道，設計速度80公里/小時。項目總投資約44億元。
洪都大道工程為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
圖1 項目總體佈置圖
城市橋樑創新設計技術
預製節段拼裝箱梁作為城市橋樑未來的發展方向，具有結構性能優、景觀效果好，運輸方便、施工速度快、施工期間對交通和環境影響小等優點。近年來，在公路和軌道橋樑中逐步得到應用，但在量大面廣的城市橋樑中尚未應用，主要制約因素：①變寬段佔比大，標準化程度低、難度大；②高架橋為上下雙層交通功能；③平面線形複雜，半徑小、超高大；④建設條件苛刻。
工程設計秉持可持續發展和集約化建設的理念，提出符合建築工業化國家戰略，適合城市橋樑的新理念、新體系和新結構。
總體設計
◆ 橋樑總體設計
經比選論證，主線高架橋最終全面採用預製節段拼裝箱梁，覆蓋標準等寬段、異形變寬段和路口大跨段，佔全線橋樑90%以上。其中，在主線等寬段採用的大懸挑橫樑分體式雙向主樑節段樑結構、在主線變寬段採用的變寬度節段樑結構，是根據城市高架道路特點，創新設計的新型預製節段拼裝橋樑結構，均屬國內首次。
城市高架橋樑複雜多變，除主要採用預製節段拼裝箱梁之外，綜合考慮預製難度、標準化程度、施工條件等多種因素，異形變寬大跨段採用鋼箱梁結構。由此形成的橋樑總體設計方案，全橋設計僅分為節段樑和鋼箱梁2種結構類型，具有標準化程度高、工廠化生產多，現場作業少、施工速度快，環境影響小等特點，集安全、經濟、美觀、環保等優點於一體。
主線高架橋標準跨徑佈置為3x35m，此外尚有30、33和40m等3種跨徑佈置，2～4跨一聯；跨路口主跨為50～75m，以50、60m為主；匝道橋標準跨徑佈置為3x35m。
圖2 主線高架標準段節段樑效果圖
橋樑施工工藝如下：
①主線高架橋標準等寬段和變寬段節段樑（跨徑小於45m）採用逐跨拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工，跨間箱梁採用預製節段拼裝。樑段運輸方式為陸路地面運輸，橋位處架橋機直接起吊，下同。
②主線高架橋路口大跨段節段樑（主跨50m和60m），採用懸臂拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工；跨間箱梁採用懸臂拼裝。
③主線高架橋鋼箱梁採用少支架拼裝。
◆ 工程大數據
橋樑長度7.6公里，橋樑面積30萬平方米。
混凝土方量：約60萬方；鋼材用量：約2.7萬噸。
預製場：預製節段約5000榀，預製樑場佔地270畝，9條節段樑生產線，54個預製臺座，1500個存樑臺座。
架橋設備：8臺雙幅同步架設架橋機,16臺橋面懸拼吊機。
◆ 工程創新點
洪都大道工程為國內城市中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
首次採用大懸挑橫樑、分體式雙箱主樑的預製節段箱梁結構。由於城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，首次提出“大懸挑橫樑、雙箱主樑”的設計方案和左右幅同步架樑的施工方法，墩樑固結不設置永久支座，預製構件變為分體式雙箱主樑，在滿足結構受力要求的同時，對運輸和安裝設備的要求大幅減半。
首次在變寬度橋樑中採用預製節段箱梁結構。城市橋樑因為要設置上下匝道，又受周圍建築物等客觀條件制約，寬度變化大、線形多樣，洪都大道工程佈置8對上下匝道，變寬段節段樑更是佔比達到35%，如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
首次採用曲線超高漸變節段樑結構。城市道路平面線形複雜，最小曲線半徑385m，超高漸變大，解決了小半徑曲線超高漸變節段樑預製和拼裝難題，優化行駛在該路段的交通工具乘坐者的乘車體驗。
結構設計
◆ 結構設計要點
標準等寬段橋寬25.0m，採用雙箱單室佈置，單幅寬度12.1m，兩幅之間現澆縫寬度0.6m。在墩頂處通過墩頂橫樑連接左右幅箱梁形成整體，墩頂橫樑兼做體外預應力鋼束錨固橫樑。
變寬段橋寬根據道路線形需要加寬，橋寬為25.0～46.5m不等，分為單側加寬和兩側加寬兩種形式。左右幅單獨考慮，通過挑臂變窄+箱室寬度變化實現變寬。雙側變寬段橫橋向均採用4片主樑，整體佈置為4箱單室截面；單側變寬段橫橋向均採用3片主樑，整體佈置為3箱單室截面。
圖3 主線高架標準段橫斷面
◆ 結構體系設計
國內已建節段樑多采用連續樑體系，架橋機拼裝時需要在墩頂進行臨時固結，施工複雜。洪都大道為墩頂大懸挑橫樑，施工時架橋機支腿支撐於橫樑懸臂，其對墩頂橫樑的受力性能及臨時固結的強度和穩定性都有著更高的要求。採用墩樑固結的連續剛構體系，顯著提高施工便利性、加快施工速度和降低工程費用，同時施工階段的整體穩定性也得到了更有效的保證。而且墩樑固結體系不設置永久支座，可節省支座費用以及運營期間檢修、更換支座的費用，進一步降低了工程全壽命週期費用。
變寬段節段樑由於橋墩與箱梁之間橫橋向的相對位置變化多樣，綜合考慮經濟性以及施工便利性，變寬段預製節段拼裝箱梁採用連續樑體系。
◆ 預應力體系設計
節段樑採用縱向、橫向雙向預應力體系。體外預應力施工速度快、構造簡單、節段預製方便，運營過程中鋼束可檢可更換，但是極限承載能力相對體內預應力低；體內預應力極限承載能力高，但是會增加節段預製難度。因此縱向預應力鋼束採用基於施工效率的、以體外束為主、體內預應力束為輔的混合配束預應力體系。集兩種預應力鋼束之所長，架橋機施工時僅張拉體外束提高架設速度，體內束線形優化為最簡，減小預製難度，提高標準化程度。
圖4 體外束為主的混合配束預應力體系
◆ 墩頂大懸挑錨固橫樑設計
城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，採用大懸挑橫樑，這是與國內已建節段樑左右幅分幅設計、墩柱與箱梁中心對齊不同。左右兩幅箱梁通過墩頂大懸挑橫樑支撐於橋墩上。節段拼裝施工時，架橋機支腿作用於橫樑大懸臂上，同時橫樑還兼做體外預應力的錨固橫樑，體外預應力、人孔、縱橫向預應力和鋼筋等集中佈置，構造和受力均極為複雜，精細化設計解決了大懸挑橫樑的技術難題，同時減少臨時固結工序方便施工。
圖5 標準等寬段雙幅架橋機同步架設
圖6 架設過程中的變寬節段樑
◆ 變寬度節段樑設計
變寬段的節段樑一直是一個難題，國內尚無先例，阻礙應用的難點在於預製結構標準化，非標構件將顯著提高製造成本、降低施工速度，喪失預製拼裝結構優勢。如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
將全線橋樑斷面歸納為2種不同寬度的單箱單室斷面，通過不同類型、不同數量的箱梁組合，並配合挑臂長度的變化，實現橋面寬度的變化。僅需要2大類模板即可實現全線預製節段樑的生產，標準化程度非常高，充分發揮了節段樑優勢，解決了節段樑在變寬度橋樑的應用難題，突破節段樑發展的技術瓶頸。
◆ 結構標準化設計
根據節段樑自身結構特點，提出由總體設計標準化和結構設計標準化兩個層次組成的設計標準化。總體設計主要考慮道路線形標準化和橋樑跨徑標準化2個標準化設計；在總體設計標準化的基礎上，實現結構斷面標準化、節段類型標準化、預應力配置標準化、剪力鍵設置標準化、轉向塊標準化、錨固齒塊標準化6大標準化設計。提出適應城市橋樑的節段樑標準化斷面，以及全線橋樑歸整為僅2大類節段類型的節段樑標準化設計體系，實現2套模板預製全線節段的目標。
圖7 預製節段箱梁構造示意圖
◆ 超高漸變段設計
洪都大道主線道路曲線段最小半徑僅385m，存在由雙向2%橫坡，到單向3%橫坡的超高漸變段，對預製節段樑的設計及製造提出了較大的挑戰。為確保道路曲線超高的精度，提出節段的扭轉預製，預製時嚴格控制節段兩端面控制點的標高，即通過扭轉端模使預製節段兩端面產生相對轉動，實現橫坡漸變的扭轉節段樑。
信息化BIM技術助力
◆ BIM助力精細化設計
節段樑墩頂橫樑構造複雜、鋼筋鋼束密集、施工預埋件眾多，運用BIM技術，對墩頂橫樑和預製節段樑的複雜構造、施工預埋件等進行了全程精細化建模和碰撞檢查，虛擬現實交互全過程指導現場施工，並結合BIM技術成果對設計進行優化，提高工效。
圖8 BIM技術助力精細化設計
◆ 信息化助力高效管理
本工程預製規模大、數量多、工期緊，預製廠、安裝現場之間工作協調難度大。信息化手段完整記錄節段樑從預製到架設的全過程信息，確保節段樑信息在預製廠與安裝現場之間精確傳遞，做到全程可追溯，提高設計效率的同時也確保了施工進度。
橋樑工業化建造技術
工廠化預製生產
根據國家建築工業化和大力發展裝配式建築的戰略部署，提出基於“設計+施工”雙導向的施工快速化拼裝技術。從結構設計著手考慮施工快速化拼裝的結構類型、結構體系、預應力體系，以及總體設計標準化和結構設計標準化2個層面的標準化設計體系。
節段樑和鋼箱梁均為工廠生產、現場拼裝的方式，可以說主線高架上部結構的工廠化生產率接近100%。下部結構中樁基、立柱也是採用鋼筋模塊整體工廠化生產的方式，大大提高了工程質量和施工速度。
圖9 節段樑工廠預製和樑段運輸
快速化拼裝施工
根據橋樑跨徑和建設條件因地制宜選擇施工工藝，分別選取合適的逐跨拼裝和懸臂拼裝2種施工方法。標準等寬段採用架橋機雙幅同步架設施工，變寬段多箱多室“Z”字形雙幅橋機橫移同步架設，架設效率以及架橋機重複使用率提高一倍。
墩樑固結體系、單箱單室節段預製運輸、雙幅同步架設拼裝、以體外預應力為主的混合配束體系等，從設計標準化和施工快速化兩方面著手，大幅提高拼裝施工速度，快的達到6天一跨，10個月完成節段樑拼裝，實現了預製拼裝結構設計與施工充分融合。
2019年4月3日，作為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的南昌市洪都大道主線高架橋順利通車，這意味著市民可以“一馬平川”地從九州高架直接開到英雄大橋。
洪都大道快速化改造工程為南昌市一環線的東環，北起英雄大橋，南接九州高架，主線全長約7.6公里，採用“主線高架+地面鋪路”佈置形式，內設解放路互通立交一座，主線高架為快速路，地面輔道為城市主幹路，雙向六車道，設計速度80公里/小時。項目總投資約44億元。
洪都大道工程為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
圖1 項目總體佈置圖
城市橋樑創新設計技術
預製節段拼裝箱梁作為城市橋樑未來的發展方向，具有結構性能優、景觀效果好，運輸方便、施工速度快、施工期間對交通和環境影響小等優點。近年來，在公路和軌道橋樑中逐步得到應用，但在量大面廣的城市橋樑中尚未應用，主要制約因素：①變寬段佔比大，標準化程度低、難度大；②高架橋為上下雙層交通功能；③平面線形複雜，半徑小、超高大；④建設條件苛刻。
工程設計秉持可持續發展和集約化建設的理念，提出符合建築工業化國家戰略，適合城市橋樑的新理念、新體系和新結構。
總體設計
◆ 橋樑總體設計
經比選論證，主線高架橋最終全面採用預製節段拼裝箱梁，覆蓋標準等寬段、異形變寬段和路口大跨段，佔全線橋樑90%以上。其中，在主線等寬段採用的大懸挑橫樑分體式雙向主樑節段樑結構、在主線變寬段採用的變寬度節段樑結構，是根據城市高架道路特點，創新設計的新型預製節段拼裝橋樑結構，均屬國內首次。
城市高架橋樑複雜多變，除主要採用預製節段拼裝箱梁之外，綜合考慮預製難度、標準化程度、施工條件等多種因素，異形變寬大跨段採用鋼箱梁結構。由此形成的橋樑總體設計方案，全橋設計僅分為節段樑和鋼箱梁2種結構類型，具有標準化程度高、工廠化生產多，現場作業少、施工速度快，環境影響小等特點，集安全、經濟、美觀、環保等優點於一體。
主線高架橋標準跨徑佈置為3x35m，此外尚有30、33和40m等3種跨徑佈置，2～4跨一聯；跨路口主跨為50～75m，以50、60m為主；匝道橋標準跨徑佈置為3x35m。
圖2 主線高架標準段節段樑效果圖
橋樑施工工藝如下：
①主線高架橋標準等寬段和變寬段節段樑（跨徑小於45m）採用逐跨拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工，跨間箱梁採用預製節段拼裝。樑段運輸方式為陸路地面運輸，橋位處架橋機直接起吊，下同。
②主線高架橋路口大跨段節段樑（主跨50m和60m），採用懸臂拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工；跨間箱梁採用懸臂拼裝。
③主線高架橋鋼箱梁採用少支架拼裝。
◆ 工程大數據
橋樑長度7.6公里，橋樑面積30萬平方米。
混凝土方量：約60萬方；鋼材用量：約2.7萬噸。
預製場：預製節段約5000榀，預製樑場佔地270畝，9條節段樑生產線，54個預製臺座，1500個存樑臺座。
架橋設備：8臺雙幅同步架設架橋機,16臺橋面懸拼吊機。
◆ 工程創新點
洪都大道工程為國內城市中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
首次採用大懸挑橫樑、分體式雙箱主樑的預製節段箱梁結構。由於城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，首次提出“大懸挑橫樑、雙箱主樑”的設計方案和左右幅同步架樑的施工方法，墩樑固結不設置永久支座，預製構件變為分體式雙箱主樑，在滿足結構受力要求的同時，對運輸和安裝設備的要求大幅減半。
首次在變寬度橋樑中採用預製節段箱梁結構。城市橋樑因為要設置上下匝道，又受周圍建築物等客觀條件制約，寬度變化大、線形多樣，洪都大道工程佈置8對上下匝道，變寬段節段樑更是佔比達到35%，如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
首次採用曲線超高漸變節段樑結構。城市道路平面線形複雜，最小曲線半徑385m，超高漸變大，解決了小半徑曲線超高漸變節段樑預製和拼裝難題，優化行駛在該路段的交通工具乘坐者的乘車體驗。
結構設計
◆ 結構設計要點
標準等寬段橋寬25.0m，採用雙箱單室佈置，單幅寬度12.1m，兩幅之間現澆縫寬度0.6m。在墩頂處通過墩頂橫樑連接左右幅箱梁形成整體，墩頂橫樑兼做體外預應力鋼束錨固橫樑。
變寬段橋寬根據道路線形需要加寬，橋寬為25.0～46.5m不等，分為單側加寬和兩側加寬兩種形式。左右幅單獨考慮，通過挑臂變窄+箱室寬度變化實現變寬。雙側變寬段橫橋向均採用4片主樑，整體佈置為4箱單室截面；單側變寬段橫橋向均採用3片主樑，整體佈置為3箱單室截面。
圖3 主線高架標準段橫斷面
◆ 結構體系設計
國內已建節段樑多采用連續樑體系，架橋機拼裝時需要在墩頂進行臨時固結，施工複雜。洪都大道為墩頂大懸挑橫樑，施工時架橋機支腿支撐於橫樑懸臂，其對墩頂橫樑的受力性能及臨時固結的強度和穩定性都有著更高的要求。採用墩樑固結的連續剛構體系，顯著提高施工便利性、加快施工速度和降低工程費用，同時施工階段的整體穩定性也得到了更有效的保證。而且墩樑固結體系不設置永久支座，可節省支座費用以及運營期間檢修、更換支座的費用，進一步降低了工程全壽命週期費用。
變寬段節段樑由於橋墩與箱梁之間橫橋向的相對位置變化多樣，綜合考慮經濟性以及施工便利性，變寬段預製節段拼裝箱梁採用連續樑體系。
◆ 預應力體系設計
節段樑採用縱向、橫向雙向預應力體系。體外預應力施工速度快、構造簡單、節段預製方便，運營過程中鋼束可檢可更換，但是極限承載能力相對體內預應力低；體內預應力極限承載能力高，但是會增加節段預製難度。因此縱向預應力鋼束採用基於施工效率的、以體外束為主、體內預應力束為輔的混合配束預應力體系。集兩種預應力鋼束之所長，架橋機施工時僅張拉體外束提高架設速度，體內束線形優化為最簡，減小預製難度，提高標準化程度。
圖4 體外束為主的混合配束預應力體系
◆ 墩頂大懸挑錨固橫樑設計
城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，採用大懸挑橫樑，這是與國內已建節段樑左右幅分幅設計、墩柱與箱梁中心對齊不同。左右兩幅箱梁通過墩頂大懸挑橫樑支撐於橋墩上。節段拼裝施工時，架橋機支腿作用於橫樑大懸臂上，同時橫樑還兼做體外預應力的錨固橫樑，體外預應力、人孔、縱橫向預應力和鋼筋等集中佈置，構造和受力均極為複雜，精細化設計解決了大懸挑橫樑的技術難題，同時減少臨時固結工序方便施工。
圖5 標準等寬段雙幅架橋機同步架設
圖6 架設過程中的變寬節段樑
◆ 變寬度節段樑設計
變寬段的節段樑一直是一個難題，國內尚無先例，阻礙應用的難點在於預製結構標準化，非標構件將顯著提高製造成本、降低施工速度，喪失預製拼裝結構優勢。如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
將全線橋樑斷面歸納為2種不同寬度的單箱單室斷面，通過不同類型、不同數量的箱梁組合，並配合挑臂長度的變化，實現橋面寬度的變化。僅需要2大類模板即可實現全線預製節段樑的生產，標準化程度非常高，充分發揮了節段樑優勢，解決了節段樑在變寬度橋樑的應用難題，突破節段樑發展的技術瓶頸。
◆ 結構標準化設計
根據節段樑自身結構特點，提出由總體設計標準化和結構設計標準化兩個層次組成的設計標準化。總體設計主要考慮道路線形標準化和橋樑跨徑標準化2個標準化設計；在總體設計標準化的基礎上，實現結構斷面標準化、節段類型標準化、預應力配置標準化、剪力鍵設置標準化、轉向塊標準化、錨固齒塊標準化6大標準化設計。提出適應城市橋樑的節段樑標準化斷面，以及全線橋樑歸整為僅2大類節段類型的節段樑標準化設計體系，實現2套模板預製全線節段的目標。
圖7 預製節段箱梁構造示意圖
◆ 超高漸變段設計
洪都大道主線道路曲線段最小半徑僅385m，存在由雙向2%橫坡，到單向3%橫坡的超高漸變段，對預製節段樑的設計及製造提出了較大的挑戰。為確保道路曲線超高的精度，提出節段的扭轉預製，預製時嚴格控制節段兩端面控制點的標高，即通過扭轉端模使預製節段兩端面產生相對轉動，實現橫坡漸變的扭轉節段樑。
信息化BIM技術助力
◆ BIM助力精細化設計
節段樑墩頂橫樑構造複雜、鋼筋鋼束密集、施工預埋件眾多，運用BIM技術，對墩頂橫樑和預製節段樑的複雜構造、施工預埋件等進行了全程精細化建模和碰撞檢查，虛擬現實交互全過程指導現場施工，並結合BIM技術成果對設計進行優化，提高工效。
圖8 BIM技術助力精細化設計
◆ 信息化助力高效管理
本工程預製規模大、數量多、工期緊，預製廠、安裝現場之間工作協調難度大。信息化手段完整記錄節段樑從預製到架設的全過程信息，確保節段樑信息在預製廠與安裝現場之間精確傳遞，做到全程可追溯，提高設計效率的同時也確保了施工進度。
橋樑工業化建造技術
工廠化預製生產
根據國家建築工業化和大力發展裝配式建築的戰略部署，提出基於“設計+施工”雙導向的施工快速化拼裝技術。從結構設計著手考慮施工快速化拼裝的結構類型、結構體系、預應力體系，以及總體設計標準化和結構設計標準化2個層面的標準化設計體系。
節段樑和鋼箱梁均為工廠生產、現場拼裝的方式，可以說主線高架上部結構的工廠化生產率接近100%。下部結構中樁基、立柱也是採用鋼筋模塊整體工廠化生產的方式，大大提高了工程質量和施工速度。
圖9 節段樑工廠預製和樑段運輸
快速化拼裝施工
根據橋樑跨徑和建設條件因地制宜選擇施工工藝，分別選取合適的逐跨拼裝和懸臂拼裝2種施工方法。標準等寬段採用架橋機雙幅同步架設施工，變寬段多箱多室“Z”字形雙幅橋機橫移同步架設，架設效率以及架橋機重複使用率提高一倍。
墩樑固結體系、單箱單室節段預製運輸、雙幅同步架設拼裝、以體外預應力為主的混合配束體系等，從設計標準化和施工快速化兩方面著手，大幅提高拼裝施工速度，快的達到6天一跨，10個月完成節段樑拼裝，實現了預製拼裝結構設計與施工充分融合。
圖10 路口大跨懸臂拼裝
2019年4月3日，作為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的南昌市洪都大道主線高架橋順利通車，這意味著市民可以“一馬平川”地從九州高架直接開到英雄大橋。
洪都大道快速化改造工程為南昌市一環線的東環，北起英雄大橋，南接九州高架，主線全長約7.6公里，採用“主線高架+地面鋪路”佈置形式，內設解放路互通立交一座，主線高架為快速路，地面輔道為城市主幹路，雙向六車道，設計速度80公里/小時。項目總投資約44億元。
洪都大道工程為國內城市橋樑中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
圖1 項目總體佈置圖
城市橋樑創新設計技術
預製節段拼裝箱梁作為城市橋樑未來的發展方向，具有結構性能優、景觀效果好，運輸方便、施工速度快、施工期間對交通和環境影響小等優點。近年來，在公路和軌道橋樑中逐步得到應用，但在量大面廣的城市橋樑中尚未應用，主要制約因素：①變寬段佔比大，標準化程度低、難度大；②高架橋為上下雙層交通功能；③平面線形複雜，半徑小、超高大；④建設條件苛刻。
工程設計秉持可持續發展和集約化建設的理念，提出符合建築工業化國家戰略，適合城市橋樑的新理念、新體系和新結構。
總體設計
◆ 橋樑總體設計
經比選論證，主線高架橋最終全面採用預製節段拼裝箱梁，覆蓋標準等寬段、異形變寬段和路口大跨段，佔全線橋樑90%以上。其中，在主線等寬段採用的大懸挑橫樑分體式雙向主樑節段樑結構、在主線變寬段採用的變寬度節段樑結構，是根據城市高架道路特點，創新設計的新型預製節段拼裝橋樑結構，均屬國內首次。
城市高架橋樑複雜多變，除主要採用預製節段拼裝箱梁之外，綜合考慮預製難度、標準化程度、施工條件等多種因素，異形變寬大跨段採用鋼箱梁結構。由此形成的橋樑總體設計方案，全橋設計僅分為節段樑和鋼箱梁2種結構類型，具有標準化程度高、工廠化生產多，現場作業少、施工速度快，環境影響小等特點，集安全、經濟、美觀、環保等優點於一體。
主線高架橋標準跨徑佈置為3x35m，此外尚有30、33和40m等3種跨徑佈置，2～4跨一聯；跨路口主跨為50～75m，以50、60m為主；匝道橋標準跨徑佈置為3x35m。
圖2 主線高架標準段節段樑效果圖
橋樑施工工藝如下：
①主線高架橋標準等寬段和變寬段節段樑（跨徑小於45m）採用逐跨拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工，跨間箱梁採用預製節段拼裝。樑段運輸方式為陸路地面運輸，橋位處架橋機直接起吊，下同。
②主線高架橋路口大跨段節段樑（主跨50m和60m），採用懸臂拼裝施工方法。墩頂橫樑採用現場澆築施工；跨間箱梁採用懸臂拼裝。
③主線高架橋鋼箱梁採用少支架拼裝。
◆ 工程大數據
橋樑長度7.6公里，橋樑面積30萬平方米。
混凝土方量：約60萬方；鋼材用量：約2.7萬噸。
預製場：預製節段約5000榀，預製樑場佔地270畝，9條節段樑生產線，54個預製臺座，1500個存樑臺座。
架橋設備：8臺雙幅同步架設架橋機,16臺橋面懸拼吊機。
◆ 工程創新點
洪都大道工程為國內城市中首次全面採用預製節段拼裝箱梁技術的橋樑項目。
首次採用大懸挑橫樑、分體式雙箱主樑的預製節段箱梁結構。由於城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，首次提出“大懸挑橫樑、雙箱主樑”的設計方案和左右幅同步架樑的施工方法，墩樑固結不設置永久支座，預製構件變為分體式雙箱主樑，在滿足結構受力要求的同時，對運輸和安裝設備的要求大幅減半。
首次在變寬度橋樑中採用預製節段箱梁結構。城市橋樑因為要設置上下匝道，又受周圍建築物等客觀條件制約，寬度變化大、線形多樣，洪都大道工程佈置8對上下匝道，變寬段節段樑更是佔比達到35%，如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
首次採用曲線超高漸變節段樑結構。城市道路平面線形複雜，最小曲線半徑385m，超高漸變大，解決了小半徑曲線超高漸變節段樑預製和拼裝難題，優化行駛在該路段的交通工具乘坐者的乘車體驗。
結構設計
◆ 結構設計要點
標準等寬段橋寬25.0m，採用雙箱單室佈置，單幅寬度12.1m，兩幅之間現澆縫寬度0.6m。在墩頂處通過墩頂橫樑連接左右幅箱梁形成整體，墩頂橫樑兼做體外預應力鋼束錨固橫樑。
變寬段橋寬根據道路線形需要加寬，橋寬為25.0～46.5m不等，分為單側加寬和兩側加寬兩種形式。左右幅單獨考慮，通過挑臂變窄+箱室寬度變化實現變寬。雙側變寬段橫橋向均採用4片主樑，整體佈置為4箱單室截面；單側變寬段橫橋向均採用3片主樑，整體佈置為3箱單室截面。
圖3 主線高架標準段橫斷面
◆ 結構體系設計
國內已建節段樑多采用連續樑體系，架橋機拼裝時需要在墩頂進行臨時固結，施工複雜。洪都大道為墩頂大懸挑橫樑，施工時架橋機支腿支撐於橫樑懸臂，其對墩頂橫樑的受力性能及臨時固結的強度和穩定性都有著更高的要求。採用墩樑固結的連續剛構體系，顯著提高施工便利性、加快施工速度和降低工程費用，同時施工階段的整體穩定性也得到了更有效的保證。而且墩樑固結體系不設置永久支座，可節省支座費用以及運營期間檢修、更換支座的費用，進一步降低了工程全壽命週期費用。
變寬段節段樑由於橋墩與箱梁之間橫橋向的相對位置變化多樣，綜合考慮經濟性以及施工便利性，變寬段預製節段拼裝箱梁採用連續樑體系。
◆ 預應力體系設計
節段樑採用縱向、橫向雙向預應力體系。體外預應力施工速度快、構造簡單、節段預製方便，運營過程中鋼束可檢可更換，但是極限承載能力相對體內預應力低；體內預應力極限承載能力高，但是會增加節段預製難度。因此縱向預應力鋼束採用基於施工效率的、以體外束為主、體內預應力束為輔的混合配束預應力體系。集兩種預應力鋼束之所長，架橋機施工時僅張拉體外束提高架設速度，體內束線形優化為最簡，減小預製難度，提高標準化程度。
圖4 體外束為主的混合配束預應力體系
◆ 墩頂大懸挑錨固橫樑設計
城市高架橋與地面輔路需具備主輔路上下雙層交通功能，採用大懸挑橫樑，這是與國內已建節段樑左右幅分幅設計、墩柱與箱梁中心對齊不同。左右兩幅箱梁通過墩頂大懸挑橫樑支撐於橋墩上。節段拼裝施工時，架橋機支腿作用於橫樑大懸臂上，同時橫樑還兼做體外預應力的錨固橫樑，體外預應力、人孔、縱橫向預應力和鋼筋等集中佈置，構造和受力均極為複雜，精細化設計解決了大懸挑橫樑的技術難題，同時減少臨時固結工序方便施工。
圖5 標準等寬段雙幅架橋機同步架設
圖6 架設過程中的變寬節段樑
◆ 變寬度節段樑設計
變寬段的節段樑一直是一個難題，國內尚無先例，阻礙應用的難點在於預製結構標準化，非標構件將顯著提高製造成本、降低施工速度，喪失預製拼裝結構優勢。如何使預製節段樑的“不變”，適應異形變寬段橋樑的“變”，在對標準段、變寬段和匝道橋截面進行標準化研究的基礎上，提出了“分箱室、變挑臂”成套設計方案。
將全線橋樑斷面歸納為2種不同寬度的單箱單室斷面，通過不同類型、不同數量的箱梁組合，並配合挑臂長度的變化，實現橋面寬度的變化。僅需要2大類模板即可實現全線預製節段樑的生產，標準化程度非常高，充分發揮了節段樑優勢，解決了節段樑在變寬度橋樑的應用難題，突破節段樑發展的技術瓶頸。
◆ 結構標準化設計
根據節段樑自身結構特點，提出由總體設計標準化和結構設計標準化兩個層次組成的設計標準化。總體設計主要考慮道路線形標準化和橋樑跨徑標準化2個標準化設計；在總體設計標準化的基礎上，實現結構斷面標準化、節段類型標準化、預應力配置標準化、剪力鍵設置標準化、轉向塊標準化、錨固齒塊標準化6大標準化設計。提出適應城市橋樑的節段樑標準化斷面，以及全線橋樑歸整為僅2大類節段類型的節段樑標準化設計體系，實現2套模板預製全線節段的目標。
圖7 預製節段箱梁構造示意圖
◆ 超高漸變段設計
洪都大道主線道路曲線段最小半徑僅385m，存在由雙向2%橫坡，到單向3%橫坡的超高漸變段，對預製節段樑的設計及製造提出了較大的挑戰。為確保道路曲線超高的精度，提出節段的扭轉預製，預製時嚴格控制節段兩端面控制點的標高，即通過扭轉端模使預製節段兩端面產生相對轉動，實現橫坡漸變的扭轉節段樑。
信息化BIM技術助力
◆ BIM助力精細化設計
節段樑墩頂橫樑構造複雜、鋼筋鋼束密集、施工預埋件眾多，運用BIM技術，對墩頂橫樑和預製節段樑的複雜構造、施工預埋件等進行了全程精細化建模和碰撞檢查，虛擬現實交互全過程指導現場施工，並結合BIM技術成果對設計進行優化，提高工效。
圖8 BIM技術助力精細化設計
◆ 信息化助力高效管理
本工程預製規模大、數量多、工期緊，預製廠、安裝現場之間工作協調難度大。信息化手段完整記錄節段樑從預製到架設的全過程信息，確保節段樑信息在預製廠與安裝現場之間精確傳遞，做到全程可追溯，提高設計效率的同時也確保了施工進度。
橋樑工業化建造技術
工廠化預製生產
根據國家建築工業化和大力發展裝配式建築的戰略部署，提出基於“設計+施工”雙導向的施工快速化拼裝技術。從結構設計著手考慮施工快速化拼裝的結構類型、結構體系、預應力體系，以及總體設計標準化和結構設計標準化2個層面的標準化設計體系。
節段樑和鋼箱梁均為工廠生產、現場拼裝的方式，可以說主線高架上部結構的工廠化生產率接近100%。下部結構中樁基、立柱也是採用鋼筋模塊整體工廠化生產的方式，大大提高了工程質量和施工速度。
圖9 節段樑工廠預製和樑段運輸
快速化拼裝施工
根據橋樑跨徑和建設條件因地制宜選擇施工工藝，分別選取合適的逐跨拼裝和懸臂拼裝2種施工方法。標準等寬段採用架橋機雙幅同步架設施工，變寬段多箱多室“Z”字形雙幅橋機橫移同步架設，架設效率以及架橋機重複使用率提高一倍。
墩樑固結體系、單箱單室節段預製運輸、雙幅同步架設拼裝、以體外預應力為主的混合配束體系等，從設計標準化和施工快速化兩方面著手，大幅提高拼裝施工速度，快的達到6天一跨，10個月完成節段樑拼裝，實現了預製拼裝結構設計與施工充分融合。
圖10 路口大跨懸臂拼裝
圖11 節段樑拼裝施工現場
精細化、全壽命週期設計
精細化設計
在設計細節上深入融合以人為本的設計理念，採用隱式排水設計，兼顧橋樑景觀和運營期間檢修使用性能。採用預製裝配式護欄，外形美觀，施工便捷。採用降噪型梳齒板伸縮縫，降低城市高架橋噪聲。人行道採用環保型、生態型透水鋪裝，改善人行舒適性。
全壽命週期設計
全壽命週期內的運營養護也被納入設計方案選擇的考慮範疇，全線橋樑設置人孔，實現檢修通道貫通，檢修無死角。體外預應力鋼束採用單根可換索體系，實現全壽命週期內的可檢、可換，可監測橋樑的運營受力狀態。更換支座不僅費用較高，而且要限制交通產生社會影響。洪都大道主線高架標準段採用中墩固結、邊墩設支座的剛構體系，減少支座數量50%，可以顯著減小後期運營過程中更換支座帶來的不利影響，降低橋樑養護成本。
設計單位專門立項科研課題進行技術攻關，在解決洪都大道各項工程技術難題的同時，也大大推動了我國在城市橋樑領域的工業化建造水平。解決了包括城市高架節段樑在設計技術、預製工藝、施工工藝等方面的技術瓶頸，成功申請發明專利6項。同時還將技術成果轉化為行業技術標準，其中體外預應力極限承載力計算修正、膠接縫壓縮量等研究成果，被規範編制組納入住建部《節段預製拼裝混凝土橋樑技術標準》和上海市《節段預製拼裝預應力混凝土橋樑設計標準》。
洪都大道工程作為節段拼裝橋樑的示範性工程，技術含量高、設計理念先進，社會反響良好。工程解決了節段樑在城市高架橋中的技術瓶頸，推動了節段樑技術的發展，大大提高了我國在城市橋樑領域的工業化建造水平。
本文刊載 /《橋樑》雜誌 2019年 第3期 總第89期
作者 / 吳東昇 盧永成 齊新
作者單位 / 上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司