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一、工程概况 北京市五环路（又名北京市公路一环）位于市区边缘，连接市区10大边缘集团及奥运场馆、科学城和北京经济技术开发区。五环路将首都机场高速公路、京通快速路、京沈高速公路、京津塘高速公路、京开高速公路、京石高速公路、八达岭高速公路、京承高速公路连接起来，其主要功能是疏导外围过境交通和加强边缘集团之间的交通联系，同时为2008年奥运会的承办提供道路交通条件。五环路全长98.58km，设计行车速度为100km/h，双向六车道加连续停车带，路基宽度35m，其中22km为双向六车道无连续停车带，路基宽度为28.5m。桥梁设计荷载汽——超20，挂——120。共建成大型互通式立交12座，一般互通式立交19座，分离式立交55座，特大桥11座，铁路顶进箱涵6座，深槽路堑7段，桥梁总数259座。桥梁总面积69.4万m2，道路总面积472.27万m2，填筑土方1525.7万m3，挖方214万m3，绿化面积343万m2。同步完成交通工程、照明工程建设。 五环路建成通车以来，项目的各项综合功能得到了充分体现，并且全部达到了工程预期的目标。根据国家发改委综合运输研究所《北京市五环路社会经济效益评价报告》评估：在建成后的20年评估期内，各种效益达到建设部投资的10.7倍，为北京市形成120亿元的GDP增加值，而且每年可节约机动车行驶成本10.3亿元；同时，在服务首都经济、加强环境保护、缓解城市交通压力，以及为奥运创造良好的交通服务条件等方面都起到了显著的作用。五环路的投入运营，将会给首都北京的经济建设与发展带来巨大而有效的加速度效应，同时也是工程建设者奉献给2008年北京奥运会的一份厚礼。 二、新技术应用与科技创新 1、引进国外先进交通仿真技术，结合交通量预测，对立交形式进行交通仿真评价，使全线枢纽型立交的设置标准及规模适宜。全线枢纽型立交主要方向均采用高标准定向匝道，消除了主线上的交织区，提高了立交的通行能力和系统的服务水平，达到了平衡路网流量和保证服务水平一致性的目的。 2、为提高桥梁耐久性，使桥梁预应力可查、可换，京山铁路高架桥钢－混凝土结合梁首次采用了“可更换、可重复张拉体预应力技术”，解决了预应力无法养护、更换的问题，提高了桥梁的安全性、耐久性，在“设计兼顾养护”方面具有良好的示范作用。 3、红山口高架桥斜跨京密引水渠，桥梁全长213m，采用四跨43.2m+49.8m+68m+52m预应力混凝土连续梁，设计经过反复分析比较，采用了减震为主结合抗震的新设计理念，首次采用了带限位功能的双曲型桥梁减震支座，该支座的弹性刚度由板簧提供，通过设置减震支座调整墩柱总体刚度，大大减小桥梁的地震反应，同时设置限位装置，允许桥梁上下部之间有一定相对位移以适应正常使用状态下的位移变化，满足了桥梁在各种工况条件下的受力要求，优化了墩柱的受力状况，节省了下部结构的投资。 4、在国内尚无建筑渣土地基处理技术规范和施工经验可以借鉴的情况下，通过开展了建筑渣土地基处理技术的试验工作，组织国内专家对五环路阜石路立交桥区建筑渣土地基处理技术方案的可行性进行反复研究与论证。首次使用强夯、夯扩挤密桩、DDC桩、蓝派冲击压实等综合处理技术，处理人工填筑15～30m深的建筑渣土等不良地基填方路段，并进行了跟踪监测。同时在桥梁中墩设置隔离桩，并在桥台台后采用碎石挤密桩法加固桩周围填土，提高桩周围填土的土抗力。经检测桥墩、桥台无沉降现象发生，处理路段地基总沉降量小于2cm，满足了设计文件要求，同时也节约了工程造价，并为今后建筑渣土地基处理积累了宝贵的经验。 5、五环路石景山南站高架桥是我国转体吨位最重和斜拉索索力最大的桥梁，设计上主要有以下3个方面的创新点： (1)曲线转动体系的重心控制一方面将箱梁曲线外侧、内侧腹板设计成不等厚结构，并在转体结构端部对曲线内侧的箱室结构作切除处理；另一方面将转体结构重心在横桥向的偏移量设计成球铰的横桥向偏移量，使球铰中心与转体结构重心在一条铅垂线上；最后对转体结构做准确的称重，使转体结构的重心在设计允许的范围内，保证转体施工的安全。 (2)斜拉索锚点构造与局部应力处理为了有利于转体施工、降低工程造价、便于维修养护，斜拉索采用稀索体系，每一锚固点处两束斜拉索合计2500t的集中力，索力居国内第一位，设计中没有使用常规的模型试验法，转而采用先进的计算机仿真技术和新型7-7Φ5低回缩量钢绞线群锚预应力体系，提出了新的小截面尺寸斜拉索锚点构造设计和局部应力处理技术，提高了工程可靠性，缩短了设计周期约1个月。 (3)14000t球铰设计、制造与安装工艺转体总重量14000t，上、下盘混凝土均为50号，球铰混凝土的计算压应力为17.3Mpa。球铰结构由钢面板、四氟块、混凝土组成，球铰的直径由混凝土压应力和上下面板间圆形聚四氟乙烯滑板的压应力控制，聚四氟乙烯滑板的设计应力达89Mpa，创全国之最。 6、五环路混凝土桥梁全环采用耐久性设计理念，在材料控制、构造措施、针对除冰盐环境的护筋防蚀措施、盐冻预防等均采取了设计措施，在提高除冰盐地区桥梁工程结构的耐久性、安全性方面走在全国的前列。 三、获奖单位 北京市市政工程设计研究总院 北京市首都公路发展有限责任公司 中铁工程设计咨询集团有限公司 北京国道通公路设计研究院 北京市市政工程总公司 北京城建集团有限责任公司 |
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