市政高架橋跨越高速公路橋梁施工方案比選

柴加兵

(遼寧省交通規劃設計院有限責任公司 沈陽市 110166)

隨著我國城鎮化的深入發展，市政道路與公路不斷交叉、重合。解決市政路網跨越或者下穿高速公路是目前面臨的一個比較棘手的問題；反之，高速公路跨越或下穿城市快速路也面臨著同樣的問題。以呼和浩特市海拉爾東街-海拉爾西街-金海路改造提升二期工程東延伸線互通上跨機場高速為基礎，對其施工方案進行分析比選，希望能為快速路跨越高速及類似項目橋梁施工方案提供參考。

1 工程概況

本項目為海拉爾東街-海拉爾西街-金海路改造提升二期工程，在一期工程基礎上向東西進行延伸，命名為東延伸線、西延伸線。其中東延伸線起點與一期起點順接，位于科爾沁高架東側，平行京包鐵路向東延伸，終點與機場路Y型交叉，東延伸線全長4.3km。二期工程平面布置見圖1。

東延伸線終點與機場路采用Y型互通相接。Y型互通區機場路范圍為K10+825～K12+445，長度1620m。南起機場路現狀橋梁跨京包鐵路北側橋臺位置，向北延伸1620m。原有機場路路面寬度為27m，路基寬度28.5m，雙向四車道。為實現Y型互通，設置A匝道橋上跨機場路后接入機場路，B匝道橋接入機場路，C匝道橋接入海拉爾東街，D匝道橋上跨A、C匝道后接入海拉爾東街。影響機場路主要施工內容為：上跨橋梁兩座，互通區主線加快加減速車道設置及路基加寬填高處理。其中A匝道與機場路相交，采用1-50m簡支鋼混組合梁跨越高速，凈空≥5.5m；D匝道橋與機場路相交，采用24.5m+36m+29.5m連續鋼混組合梁跨越高速，其中36m跨徑跨越高速，凈空≥5.5m；A、D匝道跨越高速均采用一次跨越，機場路中分帶均不落墩。現場交叉方式見圖2。

圖2 A匝道跨越機場高速平面布置圖

2 橋梁設計標準

互通區橋梁采用如下設計標準[1]:

(1)道路等級：城市主干道。

(2)設計車速：匝道設計速度為30～40km/h。

(3)橋梁設計荷載：城-A級。

(4)設計安全等級：一級。

(5)設計基準期：100年。

(6)設計使用年限：100年。

(7)環境類別： Ⅱ類。

(8)橋面防水等級：I級。

(9)橋梁護欄防撞等級： SS級。

(10)凈空高度：A、D匝道橋跨越高速凈空≥5.5m；互通區匝道交叉，橋下凈空≥5.0m；匝道跨越市政規劃路凈空≥4.5m。

(11)標準橫斷面

①單向雙車道匝道標準段斷面為：0.5m(防撞護欄)+9.0m(機動車道)+0.5m(防撞護欄)=10.0m。

②單向雙車道匝道標準段斷面為：0.5m(防撞護欄)+10.75m(機動車道)+0.5m(防撞護欄)=11.75m。

(12)地震荷載

地震基本烈度8度，設計基本地震加速度0.2g，橋梁抗震設防分類為乙類，按9度采取抗震措施。

(13)臺后填土高度控制在6.0m左右。

3 橋梁結構設計

3.1 橋梁上部結構設計

標準寬度10.0m和11.75m，跨徑30m左右鋼混組合梁，橋寬10.0m，采用單箱2室，設計線處梁高1.8m，底板水平，橫坡通過調整腹板高度形成。組合梁橋面板厚度250～350mm；鋼梁上翼緣厚度24～40mm，底板厚度12～40mm，腹板厚度14～20mm。鋼箱梁頂板、底板、腹板設置縱向加勁肋，橫隔板標準間距4m，其間設置腹板豎向加勁肋。在橫橋向支座內側設置鋼箱限位擋塊。在邊跨受壓區、中跨受壓區每道腹板設置一道縱向加勁肋，加勁肋距組合梁頂板的高度為400mm，縱向加勁肋采用板肋形式。在端橫梁和中橫梁處設置支座，支座處橫梁內設置支座加勁肋，加勁肋板厚為30～50mm。底板加勁肋在支座附近橫隔板處斷開與之焊接，其余均連續。

標準寬度10.0m跨徑1-50m鋼混組合梁，橋寬10.0m，采用單箱2室，設計線處梁高2.3m，底板水平，橫坡通過調整腹板高度形成。組合梁橋面板厚度250～350mm；鋼梁上翼緣厚度30～40mm，底板厚度12～40mm，腹板厚度14～20mm。鋼箱梁頂板、底板、腹板設置縱向加勁肋，橫隔板標準間距4m，其間設置腹板豎向加勁肋。在橫橋向支座內側設置鋼箱限位擋塊。跨中受壓區每道腹板設置一道縱向加勁肋，加勁肋距組合梁頂板的高度為400mm，縱向加勁肋采用板肋形式。在端橫梁處設置支座，支座處橫梁內設置支座加勁肋，加勁肋板厚為30mm。底板加勁肋在支座附近橫隔板處斷開與之焊接，其余均連續。

3.2 橋梁下部結構設計

(1)橋墩

主橋標準橋墩橫橋向呈Y型，上寬下窄，側面以曲線過渡，立面呈花瓶形狀；中間墩順橋向為等厚，厚度為1.6m，具體詳見橋墩一般構造圖；過渡墩墩頂通過曲線由1.6m變厚至2.7m。

(2)基礎

墩臺基礎為鉆孔灌注樁基礎，樁徑分別為1.6m。基樁均設置聲測管。

匝道區橋墩承臺厚度均為2.5m，底面均設置15cm厚的C15素混凝土墊層；下部結構施工完成后，需恢復承臺開挖范圍內的道路結構。

4 施工方案設計比選

以A匝道1-50m橋梁跨越高速作為研究對象，進行施工方案比較。

A匝道與機場高速交叉處采用1-50m鋼混組合梁跨越機場高速，凈空5.0m,橋墩落于機場高速邊坡上，橋墩采用花瓶墩、承臺為方型承臺，尺寸為6.6m×6.6m,承臺旋轉，平行機場路方向布置，承臺位于機場路邊坡上，承臺邊緣距離行車道路面最小距離為2.27m,承臺距離坡腳約3.5m。施工時需要打入鋼板樁防護路基，然后開挖路基，進行樁基和承臺施工。

4.1 頂推施工

頂推施工時考慮將防撞墻、橋面板一并施工完成后，同時進行頂推，最大限度地減少施工對現行交通的影響。由于頂推重量增加，會增加一部分造價，但是減少了對現行交通的影響。頂推施工布置圖見圖3。

圖3 頂推施工布置圖(一)

1-50m頂推情況如下：

(1)于臨近跨搭設頂推施工平臺，封閉中央分隔帶兩側各1車道，中央分隔帶處臨時墩，利用原中間車道及3.25m硬路肩通行，中分帶臨時施工時間2d。

(2)在頂推范圍內搭設施工棚，用于施工期間不中斷交通防護，整個過程約2d。

(3)解除封閉道路，恢復通行，于頂推施工平臺上方制作梁段及鋼導梁，進行頂推。

(4)完成50m鋼混組合梁頂推，整個頂推過程10d。頂推施工過程見圖4。

圖4 頂推施工布置圖(二)

(5)拆除棚架，拆除臨時支架，恢復中央分隔帶。封閉時間約3d。

(6)完成主跨橋梁施工后，進行兩側引橋施工及橋面系施工。

綜上所述，1-50m鋼混組合梁采用頂推施工，對交通影響約7d，整個造價約300萬元，整個頂推施工過程約為17d。

4.2 節段吊裝施工

1-50m節段吊裝情況如下：

(1)封閉中央分隔帶兩側各1車道，施工中央分隔帶處臨時墩,及橋墩處臨時墩。利用3.25m硬路肩通行。中分帶臨時施工時間2d。

(2)右側半幅車道封閉，節段吊裝，焊接施工。打開中分帶，利用硬路肩及原車道實現道路通行。半幅封閉施工約3d。節段吊裝施工布置見圖5。

圖5 節段吊裝施工布置圖(一)

(3)左側半幅車道封閉，節段吊裝，對接焊接施工。右側半幅利用原車道及硬路肩實現道路通行。半幅封閉施工約3d。

(4)在橋下范圍內搭設施工棚，用于后續施工期間不中斷交通防護，整個過程約2d。

(5)進行橋面板及護欄施工,整個施工月 15d。

(6)拆除棚架，拆除臨時支架，恢復中央分隔帶。封閉時間約3d。節段吊裝施工過程見圖6。

圖6 節段吊裝施工布置圖(二)

(7)進行橋面系施工。

綜上所述，1-50m鋼混組合梁采用節段吊裝施工，對交通影響約13d，整個造價約180萬元，整個節段吊裝施工過程約為28d。

相對頂推施工節約約120萬元。

4.3 施工方案比選

根據上述施工過程，對頂推施工和節段吊裝進行綜合比較，比較結論見表1。

表1 施工方案比選

根據上述比較，知道頂推施工與節段吊裝施工各有優缺點。頂推施工的最大優點是對現行交通影響較小，但是造價較節段吊裝要高出不少；節段吊裝施工最大的優點是節約造價，但是對現行交通影響較大。本項目位于機場高速公路節點位置，交通量非常大，所以選擇了頂推施工，雖然增加部分造價，但是減少了施工期間對交通的影響，特別是施工期間行車安全性較高。

5 結論

通過上述比較，知道頂推施工與節段吊裝施工各有優缺點，但是頂推施工最大的優點是對交通影響較小，行車安全性比較好，但是頂推施工的缺點也比較明顯，就是施工較為復雜，準備工作較多，增加造價較大；節段吊裝的最大優點是施工簡單，造價較低，但是對行車有影響。選擇何種跨越方式進行施工需要考慮項目所處位置交通量大小，對于交通量較大的建議采用頂推施工，對于交通量較小的地方建議采用節段吊裝施工。