陡坡路堤加寬設計的結構處理

陶能遷

（重慶市設計院有限公司，重慶 400005）

0 前言

陡坡路堤是西部山區道路拓寬改造中常見的一種形式，近年來我國城市化處于加速發展階段，因此涉及到的道路拓寬改造項目較多，山區道路在設計之初，按照因地制宜的設計理念，往往充分利用等高線來展線，給后續拓寬改造留置余地不大，而城市道路靠較高地形一側因建設成本和排水等綜合考慮往往已經開發建設比較充分，因此在道路改造設計時陡坡路堤這種情況較多。

本文結合重慶市云陽迎賓大道工程實例，對陡坡路堤的幾種設計設計處理進行總結，希望對廣大路橋設計人員在面臨此情況時有一定的參考價值。

1 云陽迎賓大道陡坡路堤設計

1.1 設計概況

云陽原迎賓大道為雙向四車道，根據道路設計交通分析，迎賓大道拓寬改造為雙向六車道。紫荊溝段道路全場約430m，南側為現狀高邊坡，坡頂存在現狀建筑，北側為河灘地貌，與現狀迎大道高差達40m 左右，為避免對現狀高邊坡造成影響，道路設計采用道路向北側拓寬處理。

1.2 結構設計方案

根據道路線型設計要求及現狀地形地貌，路基加寬擬定三種設計方案。

1.2.1 路堤擋墻方案

圖1 方案一 紫荊溝路提加寬橫面圖（單位：mm）

采用擋墻加寬路堤是道路拓寬改造中常用的方式，擋墻采用混凝土現澆或者條石砌塊現場施工，具有適應性強、工程費用低、施工速度快、路面整體性好等優點，缺點是隨著擋墻高度的增加，工程費用成倍增長，基坑開挖大，對現狀邊坡生態及邊坡穩定性均破壞較大。本段路堤底部與設計道路高差達40m，擋墻位置穩定基巖面距設計路面最高約20m，故采用擋墻方案可比性降低。為了克服高擋墻的上述缺點，本段路堤進一步采用加寬橋梁方案進行比選。

1.2.2 預應力混凝土梁橋加寬方案

紫荊溝拼接橋橋跨布置綜合考慮到迎賓大道與現有道路之間的關系，橋墩均立于現有道路邊坡斜坡上，依據道路線形設計，橋梁平面布置為曲線變寬布置。橋梁跨徑布置30m+4×30m+3×30m+3×30m+3×30m，共五聯橋，含橋臺橋梁全長430m，橋寬6.5～13m.橋梁新建結構與既有道路擋墻之間通過縱向施工縫連接，接縫寬度2cm，橋梁上部結構采用現澆混凝土箱梁，最高橋墩約14m。

圖2 方案二 紫荊溝拼接橋斷面圖（單位：mm）

橋面布置為5m（人行道）+b(變寬)m（車行道）=6.2～11.7m。單幅橋采用單箱多室整體式現澆直腹板箱梁，該方案結構剛度大，橋面連續，受力性能好，變形小，行車平穩、舒適，造型簡潔、美觀，養護工程量小，抗震能力強，施工工藝成熟。采用搭架現澆施工，工藝較成熟。

下部橋墩采用雙柱型橋墩，橋墩基礎樁基礎，橋臺采用重力橋臺。

1.2.3 鋼筋混凝土拱橋加寬方案

紫荊溝加寬橋采用單跨主拱凈跨10.8m（橋梁里程方向）的鋼筋混凝土拱橋方案，各橋墩軸向距離12.0m（橋梁里程方向），共計34 孔。

圖3 方案三 紫荊溝拼接橋斷面圖（單位：mm）

主拱圈采用整體實心板截面，橫向寬6.2～11.7m，截面高0.4m，主拱凈跨徑10.8m（橋梁里程方向），凈失高2.7m，矢跨比為F0/L0=1/4，拱軸采用圓弧拱，考慮到主拱圈在支架或胎架上澆筑。

主拱圈均置于各橋墩之上，與各橋墩之間固結，因橋梁位于道路平面曲線上，故主拱施工時應據各個拱圈的實際位置結合道路平面線型放線。拱橋下部構造采用雙柱框架式構造，橋臺采用重力橋臺。

1.2.4 橋梁方案比選

表1 橋梁方案比選

預應力混凝土梁橋加寬方案采用超靜定結構，結構橋面連續，受力性能好，變形小，行車平穩、舒適，造型簡潔、美觀，養護工程量小，抗震能力強，采用支架現澆施工，工藝較成熟。因為是采用預應力混凝土結構，施工工藝略復雜，造價略高。且采用半路半橋構造，因原有路幅寬度為變化寬度，故橋梁與道路銜接存在一條多次折線型的拼接縫，影響路面完整性和美觀性。

鋼筋混凝土拱橋加寬方案屬超靜定結構，靜、動力性能良好，主要結構采用多孔拱橋結構，外表造型美觀，且結構剛度較大，采用鋼筋混凝土結構，施工難度小。主拱圈結合現狀地面高程采用支架現澆，施工工藝成熟。且拱上采用路基填料回填，有效避免了新建橋梁結構與既有路基銜接剛度不同的問題，使得拓寬后路面是一個無縫完整的整體構造。

綜上所述，經方案的認真比選，本設計橋型推薦多孔鋼筋混凝土拱橋方案。

2 結語

陡坡路堤是西部山區道路拓寬改造中常見的一種形式，如何經濟合理的的進行結構化設計是工程師必須慎重處理的事情，根據筆者多年大重慶區域內的邊坡支護設計經驗，結合云陽迎賓大道工程實例，陡坡路堤設計主要應該注意以下幾個方面。

（1）道路設計平面線型的布置應盡可能避免出現陡坡路堤情況，畢竟涉及到擋墻結構支護面臨著工程費用高，施工風險大，自然景觀破壞嚴重等不利因素，因此方案設計階段，結構設計人員應及時與道路專業設計溝通，盡可能減少陡坡路堤的設計方案。

（2）陡坡路堤面對外側高差不大的情況，如擋墻高度小于7m 左右一般均采用普通重力式擋墻；當高差在7m～20m 時可考慮采用衡重式擋墻、樁板擋墻或樁錨擋墻等結構形式，具體采用哪種形式可根據實測地質情況，現場可開挖范圍等確定。

（3）直接采用普通混凝土梁式橋與既有路基形成“半路半橋”的構造形式也是陡坡路堤常用的一種處理方式，因梁式橋梁的受力特點，一般橋面直接銜接既有道路路面，故建成后的路面存在一個軟硬結合問題，同時因防水問題需要在新建路面設置一道長長的伸縮縫。后期的沉降不均勻問題和路面的整體性問題較突出，因此一般需要慎重對待。

（4）鑒于普通梁式橋梁加寬路堤的缺點，利用混凝土板拱能承受覆土較厚的優點，針對高陡坡路堤的情況，采用中小跨徑的混凝土板拱橋來加寬路堤是一種值得采納的處理方式。利用拱的受力特性，采用拱上回填路基填料，使得新建路基與既有路基成為一個整體，避免了新舊之間的軟硬結合問題，同時拓寬后的路面面層直接在改造后的路基上鋪設，路面的整體性得到保證。

同時因為采用拱的跨徑較小，平面線型的適應能力較強，建造后的外立面景觀效果更佳，因此對于山區陡坡路堤情況采用“半路半橋”的拱式結構更合理。