談涉路工程安全評(píng)估的若干要點(diǎn)

夏 楷

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，安徽合肥 230088)

在安徽省委、省政府提出東向發(fā)展戰(zhàn)略決策的指導(dǎo)下，為加速發(fā)展產(chǎn)業(yè)集中區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，各地市必須迅速拉開城市框架，完善城市道路網(wǎng)骨架，實(shí)現(xiàn)老城區(qū)與產(chǎn)業(yè)集中區(qū)的快捷聯(lián)系。在這樣的大背景下，各地市城市干道上跨、下穿高速公路項(xiàng)目數(shù)量激增，而現(xiàn)階段市政道路設(shè)計(jì)單位大多無公路設(shè)計(jì)資質(zhì)，施工單位水平也良莠不齊，為確保施工期間高速公路行車安全，盡可能減小道路施工對(duì)高速公路正常運(yùn)營的影響，蕪湖、宣城等地業(yè)主多次委托我院進(jìn)行相關(guān)咨詢?cè)u(píng)估工作，相關(guān)咨詢報(bào)告均順利通過高速業(yè)主審查。本文以宣城市開發(fā)區(qū)日新路高架橋項(xiàng)目為例，就設(shè)計(jì)及施工安全方案咨詢?cè)u(píng)估的要點(diǎn)進(jìn)行分析，以供參考。

1 項(xiàng)目概況

日新路高架橋連接宣城市主城區(qū)和西部片區(qū)之間的主要干道和交通走廊，也是宣城市的出城干道，在城市規(guī)劃和建設(shè)布局中具有舉足輕重的地位。

日新路高架橋是由主橋上跨滬渝高速宣廣段(以下簡稱宣廣高速)、東北向引橋上跨規(guī)劃倪沖路、西南向引橋組成，橋梁起點(diǎn)樁號(hào) -0-420.7，終點(diǎn)樁號(hào) -0-056.7，全長 364 m;其中上跨宣廣高速公路范圍內(nèi)橋長114 m，采用(32+50+32)m等截面鋼箱梁連續(xù)梁結(jié)構(gòu)跨越高速公路。橋梁與宣廣高速公路交叉處高速公路全寬24.5 m，交叉角度為90°，交叉樁號(hào)為-0-188.7(日新路)、K290+042(宣廣高速)。

2 評(píng)估所需資料收集

接受業(yè)主委托后，我院即組織前往現(xiàn)場踏勘并收集相關(guān)資料，并要求施工單位對(duì)交叉處高速公路現(xiàn)狀高程進(jìn)行實(shí)測，同時(shí)收集的評(píng)估依據(jù)有:高架橋梁工程施工圖設(shè)計(jì)文件、地勘報(bào)告、橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算書、施工單位編制的高架橋鋼箱梁施工組織設(shè)計(jì)方案等。

相關(guān)資料收集完整后，即依據(jù)安徽省《涉路工程安全評(píng)價(jià)規(guī)范》等規(guī)范開展相關(guān)評(píng)估工作。

3 評(píng)估要點(diǎn)

3.1 高架橋?qū)Ω咚俟方ㄖ藿绾陀玫胤秶挠绊?/h3>

為保證車輛、行人通行安全，上跨橋梁不得侵占高速公路路面、橋面上規(guī)定高度和寬度范圍內(nèi)空間界限。依照國家規(guī)定已征用的高速公路用地及其沿線設(shè)施，受國家保護(hù)。評(píng)估需根據(jù)委托單位提供的高架橋設(shè)計(jì)資料及現(xiàn)場實(shí)測成果，分析擬建高架橋?qū)ΜF(xiàn)有高速公路建筑限界和用地范圍的占用情況，提出相關(guān)意見或建議見圖1。并根據(jù)高速公路未來擴(kuò)建的需要，評(píng)估上跨橋?qū)Ω咚俟窋U(kuò)建后的建筑限界和用地范圍的影響。

圖1 交叉處高速公路用地范圍（單位：cm）

1)對(duì)現(xiàn)狀四車道高速公路的影響。

a.交叉處高速公路凈空大于5.5 m，上跨橋橋墩位于建筑限界之外，上跨橋跨越方案滿足高速公路建筑限界要求。

b.施工時(shí)對(duì)高速公路的排水設(shè)施進(jìn)行了破壞，在施工前應(yīng)新建臨時(shí)排水設(shè)施，確保施工過程中高速公路及上跨橋排水暢通。施工結(jié)束后及時(shí)恢復(fù)高速公路路基兩側(cè)排水設(shè)施至原狀。

c.上跨橋設(shè)計(jì)單位提供的相關(guān)資料顯示，上跨橋在上跨宣廣高速公路范圍內(nèi)(8號(hào)墩及9號(hào)墩之間)采用集中排水，由橋墩位置排至地面。該集中排水應(yīng)與高速公路兩側(cè)排水溝進(jìn)行銜接，保證高速公路路基安全，見圖2。

d.日新路高架橋與宣廣高速公路交叉角度為90°，符合安徽省DB 34/T790-2008涉路工程安全評(píng)價(jià)規(guī)范條文4.4.3:“公路跨越公路一般采用垂直交叉;必須斜交時(shí)，其交角不應(yīng)小于60°;特殊情況下不應(yīng)小于45°;山嶺地區(qū)特別困難路段不應(yīng)小于30°”的規(guī)定。

2)對(duì)遠(yuǎn)期高速公路擴(kuò)建八車道的影響。

圖2 交叉處高速公路東側(cè)邊坡及9號(hào)墩

宣廣高速公路遠(yuǎn)景將按八車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)建，擴(kuò)建后路基寬42.0 m。

a.根據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)成果的核算及對(duì)現(xiàn)狀已施工的8號(hào)墩與9號(hào)墩實(shí)測結(jié)果顯示，上跨橋墩柱邊緣垂直高速公路方向凈寬為48 m。若高速公路擴(kuò)建采用在現(xiàn)有路基兩側(cè)綁寬至42 m方案，則高速公路土路肩邊緣距離承臺(tái)凈距僅0.25 m，距離墩柱邊緣僅3 m，側(cè)向凈寬不足，現(xiàn)狀8號(hào)、9號(hào)橋墩、承臺(tái)必將侵入公路用地范圍;高速公路拓寬施工將會(huì)對(duì)橋墩、承臺(tái)形成擾動(dòng)并增加荷載，設(shè)計(jì)單位應(yīng)對(duì)樁基安全性及高速公路擴(kuò)建施工可行性做進(jìn)一步研究，明確處理方案。

b.根據(jù)設(shè)計(jì)文件橋面設(shè)計(jì)標(biāo)高，并結(jié)合對(duì)現(xiàn)狀高速公路路面標(biāo)高實(shí)測數(shù)據(jù)，對(duì)高速公路擴(kuò)建后路面橫坡、縱坡核算后的最不利點(diǎn)凈空進(jìn)行核算，凈空大于5.5 m，可滿足凈空要求。

3.2 高架橋?qū)Ω咚俟沸旭傑囕v識(shí)別視距和停車視距的影響

擬建高架橋的實(shí)施，對(duì)高速公路行車的通視條件產(chǎn)生影響。尤其是在平曲線半徑較小、縱面指標(biāo)較低的路段，高架橋橋墩、臺(tái)若遮擋駕駛?cè)藛T視線，將嚴(yán)重影響行駛安全。評(píng)估報(bào)告對(duì)擬建高架橋處高速公路視距影響情況進(jìn)行深入研究和分析，采用視距包絡(luò)圖進(jìn)行視距檢驗(yàn)，分析高架橋設(shè)計(jì)方案是否滿足高速公路的視距要求。日新路上跨宣廣高速公路橋梁起點(diǎn)樁號(hào)為-0-420.7，終點(diǎn)樁號(hào)為-0-056.7，全長364 m;其中上跨滬渝高速公路橋長114 m，采用(32+50+32)m等截面鋼箱梁連續(xù)梁結(jié)構(gòu)跨越高速公路。交叉處宣廣高速樁號(hào)為K290+042，交角為90°，交叉段高速公路為直線段，實(shí)測縱坡為1.69%，日新路高架橋施工區(qū)域也位于直線段范圍。

1)行車視距影響分析。

宣廣高速公路原設(shè)計(jì)速度為100 km/h，安全停車視距為160 m。視距影響采用視距包絡(luò)圖進(jìn)行檢驗(yàn)，以外側(cè)行車道中心為視點(diǎn)，外側(cè)行車道邊緣為目標(biāo)位置，經(jīng)檢驗(yàn)滿足設(shè)計(jì)速度100 km/h高速公路安全停車視距160 m的要求?？紤]到今后宣廣高速可能按照120 km/h高速公路進(jìn)行擴(kuò)建，按照設(shè)計(jì)速度120 km/h高速公路安全停車視距210 m檢驗(yàn)，也可滿足要求。

2)交通標(biāo)志識(shí)別視距影響分析。

現(xiàn)狀宣廣高速公路蕪湖→宣城方向路線右側(cè)K290+480，K289+980處分別設(shè)置有編號(hào)為“出口288”的“宣城西、南陵、涇縣”1 km，500 m的預(yù)告標(biāo)志見圖3。在封閉蕪湖→宣城方向半幅交通時(shí)，在另半幅的行駛車輛由于橫向距離較遠(yuǎn)，交通標(biāo)志識(shí)別視距存在影響，較難識(shí)別該出口指示標(biāo)志，對(duì)出口提前判斷準(zhǔn)備時(shí)間不足。因此，交通組織方案需在中央分隔帶增設(shè)臨時(shí)矩形指示標(biāo)志，告知出口信息。

3.3 高架橋結(jié)構(gòu)安全評(píng)估

對(duì)擬建高架橋跨越高速公路主跨鋼箱梁連續(xù)梁結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行評(píng)估，對(duì)橋梁在正常使用極限狀態(tài)下，主梁的最大有效應(yīng)力、最小有效應(yīng)力進(jìn)行核算，同時(shí)對(duì)在最不利工況下，主梁局部點(diǎn)最大位移進(jìn)行核算，核查是否滿足規(guī)范要求，確保橋梁結(jié)構(gòu)自身安全性。

圖3 K290+480，K289+980處出口標(biāo)志

日新路高架橋主梁采用雙邊箱梁形式，梁高2.7 m，寬度為40.0 m，橫坡由頂板形成。主墩采用圓形墩柱接群樁基礎(chǔ)，上設(shè)頂系梁，承臺(tái)為工字形承臺(tái)。主墩直徑2.0 m，樁徑1.8 m。

利用有限元分析軟件MIDAS/CIVIL，建立主橋三維計(jì)算模型。采用平面應(yīng)力板單元模擬鋼箱梁，對(duì)主橋關(guān)鍵部位正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力進(jìn)行了驗(yàn)算，同時(shí)驗(yàn)算了主橋在恒載、活載及最不利組合作用下主梁的撓度。根據(jù)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算結(jié)果可得出以下結(jié)論:

1)正常使用極限狀態(tài)下，主梁的最大有效應(yīng)力(von-Mises應(yīng)力)為 119.42 MPa、最小有效應(yīng)力(von-Mises應(yīng)力)為 5.74 MPa，發(fā)生在中跨跨中橫隔板及腹板位置處，均滿足規(guī)范要求。

2)在最不利工況下，主梁局部點(diǎn)最大位移為7.82 cm，剛度滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

3.4 鋼箱梁施工方案、交通安全方案的評(píng)估

上跨橋施工及運(yùn)營期間，對(duì)高速公路的正常運(yùn)營及行車安全帶來很大影響。評(píng)估需從保障高速公路自身結(jié)構(gòu)安全和運(yùn)營安全的角度出發(fā)，在對(duì)施工單位編制的鋼箱梁施工方案及施工交通安全方案充分研究的基礎(chǔ)上，對(duì)擬建高架橋提出相關(guān)意見和要求，供高速公路管理單位、日新路項(xiàng)目業(yè)主單位及施工單位參考。

1)支架搭設(shè)方案需深入研究并完善細(xì)部設(shè)計(jì)。

a.鋼箱梁架設(shè)過程中需搭設(shè)貝雷支架，施工方案采用分左右幅搭設(shè)，搭設(shè)半幅時(shí)封閉該方向高速公路通行，利用另半幅車道保障半幅雙向通行;該幅支架搭設(shè)完成后，完成該側(cè)鋼箱梁架設(shè)。為保證中段箱梁穩(wěn)定性，需在中央分隔帶兩側(cè)對(duì)稱搭設(shè)兩排支架，這樣將造成一排支架侵入行車區(qū)域，存在一定安全隱患。建議進(jìn)一步核查計(jì)算在減少一排支架情況下的箱梁受力安全，若必須采用該方案，應(yīng)在保證高速路面安全荷載的前提下，盡可能減小支架底部條形混凝土承重基礎(chǔ)的尺寸;同時(shí)做好施工期間的交通組織設(shè)計(jì)，設(shè)置好完善的預(yù)告、警示標(biāo)志及錐形標(biāo)，引導(dǎo)車輛安全通過施工區(qū)域，減小對(duì)高速公路行車的干擾。

b.為防止車輛通過時(shí)側(cè)向偏移撞擊支架造成的鋼箱梁垮塌，應(yīng)在支架靠近行車區(qū)域外側(cè)增設(shè)防撞墻，自支架下部高度應(yīng)不小于1.2 m;同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)臨時(shí)支架的正面防撞措施，增加夜間主動(dòng)反光及照明措施。

2)不同施工階段對(duì)應(yīng)的交通組織方案需進(jìn)行專題設(shè)計(jì)。

a.半幅封閉交通時(shí)可利用宣廣高速現(xiàn)狀K292+025及K289+725預(yù)留中央分隔帶開口組織交通，相關(guān)臨時(shí)標(biāo)志、錐形標(biāo)、警示燈、防撞設(shè)施等的設(shè)置應(yīng)符合安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)，并通過行業(yè)主管部門審批后方可施工。

b.由于施工期間在封閉蕪湖→宣城方向半幅交通時(shí)，出口標(biāo)志信息識(shí)別視距不足，需在中央分隔帶增設(shè)臨時(shí)矩形指示標(biāo)志，告知出口信息，避免車輛誤行(見圖4)。

c.由于施工封閉路段宣城→蕪湖方向?yàn)殚L下坡段，建議在該路段增設(shè)減速振蕩標(biāo)線，以確保車輛減速通過施工區(qū)域。

圖4 施工期間臨時(shí)標(biāo)志

3)應(yīng)急預(yù)案及應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)應(yīng)完善，并明確施工信息發(fā)布渠道。

a.做好施工期間發(fā)生安全事故時(shí)的應(yīng)急預(yù)案，明確應(yīng)急救援組織機(jī)構(gòu)構(gòu)成人員及聯(lián)系方式，機(jī)構(gòu)應(yīng)包含宣廣高速公路有限責(zé)任公司、路政、交警、宣城經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)投資有限公司、施工單位等相關(guān)部門主要負(fù)責(zé)人。明確故障車、事故車輛的清障處理方案及時(shí)間節(jié)點(diǎn)控制，在最短時(shí)間內(nèi)清除路障，盡快疏通高速公路。

b.施工過程中，應(yīng)通過設(shè)置相關(guān)警示標(biāo)志、發(fā)卡時(shí)口頭提示、道路沿線電子顯示屏等及時(shí)發(fā)布施工信息，提示駕駛員行駛至施工路段謹(jǐn)慎駕駛，同時(shí)禁止超高、超寬車輛駛?cè)敫咚俟贰?/p>

c.應(yīng)在封閉半幅交通前會(huì)同交警、路政部門協(xié)商確定擁堵疏導(dǎo)措施，提前研究明確大規(guī)模擁堵發(fā)生時(shí)的一級(jí)緊急預(yù)警交通分流組織方案，并確定事故傷員的緊急救治行車路線。

4)為確保橋梁建成后高速公路行車安全，建議在橋墩迎車面增設(shè)反光標(biāo)記;同時(shí)在高架橋橋頭非機(jī)動(dòng)車道端部增設(shè)立柱，禁止機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)入非機(jī)動(dòng)車道。

5)上跨橋在跨越現(xiàn)狀及擴(kuò)建后高速公路的跨徑長度范圍內(nèi)兩側(cè)需設(shè)置防落網(wǎng)，其高度不低于2.5 m、網(wǎng)孔不大于0.25 cm2，式樣及強(qiáng)度應(yīng)滿足JTJ D81-2006公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范及JTG/T D81-2006公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)技術(shù)細(xì)則等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。橋梁兩側(cè)防撞護(hù)欄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)須保證公路運(yùn)營的絕對(duì)安全。

4 結(jié)語

涉路工程安全評(píng)估需要對(duì)現(xiàn)狀設(shè)計(jì)資料及現(xiàn)場情況充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，作出客觀、科學(xué)的評(píng)估判斷，把握住評(píng)估的要點(diǎn)是保證咨詢?cè)u(píng)估質(zhì)量、提高工作效率的關(guān)鍵。本文結(jié)合宣城市日新路高架橋設(shè)計(jì)及施工安全方案咨詢?cè)u(píng)估的工程實(shí)際，對(duì)涉路工程安全評(píng)估的若干要點(diǎn)作簡要分析，以期對(duì)類似評(píng)估工作起到一定的借鑒意義。

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