市政道路與既有高速公路交叉時(shí)“路改橋”設(shè)計(jì)淺談

曹二星，胡清和

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司；公路交通節(jié)能環(huán)保技術(shù)交通運(yùn)輸行業(yè)研發(fā)中心，安徽 合肥 230088)

0 引 言

近年來，伴隨著我國城鎮(zhèn)化率的不斷提高，城區(qū)面積不斷往周邊擴(kuò)張，使得原本在城市外緣的高速公路，逐漸被城市所包容。為了更好地發(fā)展高速公路兩邊城市的經(jīng)濟(jì)，縱橫交錯(cuò)的城市道路不得不穿越現(xiàn)狀高速公路，以打通高速公路兩邊地域的交通。

市政道路與高速公路交叉常用的形式為上跨與下穿，而在同等條件下，下穿方案以造價(jià)不到上跨方案1/4的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)被建設(shè)單位所青睞，而下穿方案常采用施工難度小、施工風(fēng)險(xiǎn)低、施工速度快的“路改橋”方案，即將原高速公路路基改成橋梁，清除路基段填土，市政道路從橋下穿過形成分離式立交。

城市建設(shè)的高速發(fā)展將會(huì)帶來越來越多的下穿或上跨高速公路橋梁的實(shí)施，而橋梁的實(shí)施也將會(huì)給正在運(yùn)營的高速公路帶來質(zhì)量和安全隱患。為了降低和減少質(zhì)量和安全隱患，盡可能減少對(duì)運(yùn)營高速的影響，橋梁的設(shè)計(jì)方案需要精心設(shè)計(jì)，認(rèn)真對(duì)待每個(gè)細(xì)節(jié)。

本文結(jié)合合肥某道路下穿繞城高速實(shí)例，提出市政道路下穿既有高速公路“路改橋”的設(shè)計(jì)原則及注意事項(xiàng),就橋梁的總體布置、墩臺(tái)形式的選取等方面提出建議，并提出了合理的施工工序和工藝方案，為類似“路改橋”工程的設(shè)計(jì)提供一種借鑒思路。

1 “路改橋”方案的獨(dú)有特點(diǎn)

1.1 “路改橋”施工時(shí)需封閉半幅道路，施工前應(yīng)做好交通組織設(shè)計(jì)保證現(xiàn)狀高速公路的正常通行

由于高速公路交通繁忙，非特殊情況不允許中斷交通施工，常見的施工方案是半幅封閉，半幅通行，原對(duì)向車輛通過現(xiàn)狀中分帶或臨時(shí)中分帶開口導(dǎo)流至半幅道路通行。這要求施工前做好嚴(yán)密的交通組織，以保證現(xiàn)狀高速公路的正常通行。

1.2 橋梁設(shè)計(jì)方案須與施工方案緊密配合，方能保證項(xiàng)目的正常實(shí)施

高速公路“路改橋”施工時(shí)常采用半幅封閉、半幅通行的方案，由于要保證現(xiàn)狀高速公路的正常通行，施工條件限制較多，常需要采用一些非常規(guī)的施工方案，相應(yīng)地也會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)方案提出要求，以便保證最后的施工方案是可行的、合適的。

1.3 “路改橋”施工完后須有可靠措施保證橋下道路的正常排水

高速公路“路改橋”施工后，由于橋下通行凈空要求，橋下道路通常會(huì)比現(xiàn)狀地面低4～5 m，高速公路橋下成為一個(gè)匯水低點(diǎn)，因此“路改橋”后往往需要配置相應(yīng)的雨水泵站，以保證橋下道路的正常排水。

1.4 “路改橋”施工完后須采取有效的安全措施保證高速公路的正常運(yùn)營

現(xiàn)狀高速公路均配備有完善的交通安全措施，“路改橋”施工時(shí)，由于施工的要求，均會(huì)拆除部分現(xiàn)有的交通標(biāo)志標(biāo)牌、護(hù)欄、隔離柵、排水溝等，施工完成后應(yīng)采取相應(yīng)恢復(fù)措施，以保證高速公路的正常、安全運(yùn)營。此外，路基改造為橋梁后，對(duì)于新增的一些橋梁構(gòu)件也需采取相應(yīng)安全措施，以保證高速公路的正常運(yùn)營。

2 “路改橋”項(xiàng)目設(shè)計(jì)重難點(diǎn)

本文以合肥市某道路設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析。該道路為城市主干路，在K2+516.378處與合肥繞城高速公路交叉，交角為72°，采用“路改橋”方案下穿高速公路。

橋位處場(chǎng)地形整體較為平坦，地面高程在21.50～23.50 m，高速公路路面高程約25.00 m。橋位處高速公路為雙向8車道，路基寬度42 m，中分帶寬3 m。橋下市政道路為雙向6車道，紅線寬度45 m，橫斷面組成為： 1.5 m(人行道)+3.5 m (非機(jī)動(dòng)車道) +2 m(機(jī)非分隔帶)+11.5 m(機(jī)動(dòng)車道)+8 m(中分帶) +11.5 m(機(jī)動(dòng)車道) +2m(機(jī)非分隔帶) +3.5 m (非機(jī)動(dòng)車道)+ 1.5 m(人行道)(圖1)。

圖1 道路橫斷面布置圖

2.1 “路改橋”施工交通組織設(shè)計(jì)

“路改橋”采用“半幅封閉施工，半幅雙向通行”的交通組織方案。

考慮高速公路現(xiàn)有中分帶開口離橋位較遠(yuǎn)，本次在距橋位300 m的兩端各增設(shè)1處臨時(shí)開口，開口均長(zhǎng)50 m。

施工期間，交通組織按照《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》(JTG H30-2015)中控制區(qū)相關(guān)要求執(zhí)行：

(1) 根據(jù)繞城高速交通量值，警告區(qū)長(zhǎng)度要求不小于2 000 m，設(shè)計(jì)警告長(zhǎng)度為2 000 m。

(2) 根據(jù)繞城高速車道寬度為3.75 m，上游過渡區(qū)長(zhǎng)度最小長(zhǎng)度為120 m，設(shè)計(jì)上游過渡區(qū)長(zhǎng)度為120 m。

(3) 根據(jù)規(guī)程中6車道及以上高速公路縱向緩沖區(qū)長(zhǎng)度要求不小于200 m，設(shè)計(jì)縱向緩沖區(qū)長(zhǎng)度為120 m。

(4) 工作區(qū)根據(jù)橋梁施工需要設(shè)定，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為265 m。

(5) 下游過渡區(qū)長(zhǎng)度及終止區(qū)長(zhǎng)度根據(jù)規(guī)程要求不宜小于30 m，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度均取30 m。

2.2 橋梁總體布置及上、下部結(jié)構(gòu)形式選擇

橋跨根據(jù)橋下市政道路的橫斷面布置情況確定，設(shè)計(jì)采用在中分帶及機(jī)非分隔帶落墩的方案布跨，跨徑布置為4×17.6 m。

橋梁上部結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量選擇預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)，便于上、下部平行施工，縮短施工工期，盡快恢復(fù)現(xiàn)狀高速公路的正常運(yùn)營。

設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁，橋?qū)捙c高速公路路面寬度完全相同，分上、下行兩座獨(dú)立橋梁，全寬42 m(圖2)。

圖2 橋梁總體布置圖

考慮“路改橋”施工的特殊性，設(shè)計(jì)時(shí)將常用的樁接柱橋墩調(diào)整為樁柱一體墩，即樁基直接澆筑至蓋梁底，不再設(shè)置墩柱，這樣一方面開挖深度小，施工期間另半幅路基穩(wěn)定性高，另一方面橋下挖土可在高速放行后再施工，可極大縮短高速的封閉時(shí)間(圖3)。

圖3 不開挖橋下土方架梁施工

2.3 “路改橋”后高速公路設(shè)施恢復(fù)及交安設(shè)施設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目“路改橋”施工后，橋下道路比現(xiàn)狀地面低約6 m，橋下雨水均匯入市政雨水管網(wǎng)中排走。

“路改橋”施工后，原高速公路邊溝在橋梁段中斷，此時(shí)需根據(jù)邊溝排水流向做相應(yīng)處理：如水流是流向橋梁方向，則可以將邊溝與市政道路設(shè)置的截水溝連通排走或接入市政雨水管網(wǎng)中；如水流是從橋梁方向流走，則在邊溝端部設(shè)置一道端墻封堵即可(圖4)。

圖4 高速公路邊溝排水示意圖

“路改橋”施工后，高速公路車輛沖出橋梁時(shí)容易造成二次事故，故護(hù)欄等級(jí)需相應(yīng)提高，且橋梁內(nèi)外側(cè)護(hù)欄上均應(yīng)設(shè)置防拋網(wǎng)，設(shè)置范圍為橋下道路寬度并往兩端延長(zhǎng)不小于10 m。

原高速公路兩旁的隔離柵均應(yīng)在橋頭封閉起來，以防止行人從橋頭攀爬進(jìn)入高速。

橋面排水采用集中排水管收集后匯入橋下市政雨水管網(wǎng)中。

橋上中分帶防眩板及原有交通標(biāo)志標(biāo)牌均進(jìn)行相應(yīng)恢復(fù)。

橋下位于中分帶及輔非分隔帶內(nèi)的橋墩外側(cè)均設(shè)置封閉的混凝土護(hù)欄，對(duì)橋墩進(jìn)行防撞保護(hù)。

由于本橋采用一體化樁柱，橋下土方開挖后，橋墩外露表面凹凸不平，設(shè)計(jì)采用外包混凝土并刷涂料進(jìn)行美化裝飾處理(圖5)。

圖5 橋梁完工圖

3 結(jié)束語

本文分析了既有高速公路“路改橋”設(shè)計(jì)的獨(dú)有特點(diǎn)，結(jié)合合肥市某市政道路下穿繞城高速公路工程設(shè)計(jì)實(shí)例，針對(duì)“路改橋”項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)提出解決方案，為類似市政道路下穿既有高速公路的設(shè)計(jì)提供一種借鑒思路。