高速公路改擴(kuò)建工程中橋梁平面調(diào)整的設(shè)計(jì)與施工

柳 磊

（山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250031）

引言

目前，我國(guó)高速公路建設(shè)已由大規(guī)模新建過渡為新建與改擴(kuò)建并存，且改擴(kuò)建工程比例呈逐年加大的趨勢(shì)。利用既有公路資源進(jìn)行改擴(kuò)建，具有節(jié)約土地、保護(hù)環(huán)境、降低造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，是符合科學(xué)發(fā)展觀要求的公路工程建設(shè)形式[1]。

在高速公路改擴(kuò)建工程中，經(jīng)常會(huì)遇到平面調(diào)整的情況。引起平面調(diào)整的主要原因：（1）老路的平面線形指標(biāo)較低，不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；（2）受道路兩側(cè)的電力、鐵路、建筑物等設(shè)施影響，無法進(jìn)行正常拼寬，征拆工作量較大；（3）現(xiàn)狀高速公路路段為深挖路塹，巖面較陡，正常拼寬時(shí)開挖量較大，工程造價(jià)高；（4）跨鐵路橋梁若采用兩側(cè)拼寬，不滿足鐵路凈高要求且拼寬施工對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)影響大，需采用分離新建方案；（5）為滿足城市發(fā)展規(guī)劃，市區(qū)周邊局部高速公路調(diào)整為城市快速路。因此，需要對(duì)道路設(shè)計(jì)線進(jìn)行調(diào)整[2]。

位于道路設(shè)計(jì)線調(diào)整段的橋梁設(shè)計(jì)不僅與平面調(diào)整的大小有關(guān)，還與橋梁的技術(shù)狀況、工程造價(jià)、施工保通等因素密切相關(guān)。高速公路改擴(kuò)建工程中的橋梁平面調(diào)整不僅是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，也是施工的難點(diǎn)[3]。

1 工程概況

京滬高速公路萊蕪至臨沂（魯蘇界）段改擴(kuò)建工程采用雙向八車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度120 km/h，路基寬度42 m，橋涵設(shè)計(jì)汽車荷載等級(jí)為公路-Ⅰ級(jí)。既有京滬高速公路在K544+000—K546+000 區(qū)間，路線指標(biāo)較低，為連續(xù)下坡與連續(xù)彎道組合形式，其中東儒萊河大橋位于連續(xù)下坡的底部凹形豎曲線上，平面處于左轉(zhuǎn)半徑為1 787 m 的圓曲線，屬于本工程的事故多發(fā)路段。運(yùn)營(yíng)期間為提升該路段的行車安全，管養(yǎng)部門采取了增設(shè)限速標(biāo)志、避險(xiǎn)車道、減速減震帶、安全警示標(biāo)志、加強(qiáng)型護(hù)欄等多項(xiàng)措施，亟需在本次改擴(kuò)建工程中對(duì)該路段進(jìn)行安全提升[4]。

高速公路改擴(kuò)建工程對(duì)東儒萊河大橋路段采用了平面線右偏的設(shè)計(jì)方案，新平面設(shè)計(jì)線相比原設(shè)計(jì)線向右偏移8.1～22.0 m，縱斷抬高0.27～0.40 m，橫坡由原來的單向4%調(diào)整為雙向2%。平面調(diào)整后東儒萊河大橋平面位于直線段，縱斷面位于2.5%的路段，線形組合得到明顯改善。見圖1。

圖1 橋梁平面調(diào)整

現(xiàn)狀東儒萊大橋跨徑布置為4×30 m，橋梁全寬28.0 m，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土I 型組合梁，下部結(jié)構(gòu)為柱式墩、樁基礎(chǔ)，0 號(hào)臺(tái)為U 臺(tái)、擴(kuò)大基礎(chǔ)，5 號(hào)臺(tái)為肋板臺(tái)、樁基礎(chǔ)。根據(jù)橋梁檢測(cè)報(bào)告，本橋主要病害：（1）I 型梁腹板底部、橫隔板上部出現(xiàn)露筋及銹脹病害；（2）橋臺(tái)背墻、側(cè)墻出現(xiàn)多處豎向裂縫；伸縮縫錨固區(qū)混凝土破損；（3）護(hù)欄立柱破損、混凝土剝落。

2 橋梁設(shè)計(jì)

以往高速公路改擴(kuò)建工程中遇到道路設(shè)計(jì)線平面調(diào)整的情況，通常采用舊橋整體拆除新建的設(shè)計(jì)方案。原設(shè)計(jì)方案不僅造成了資源的浪費(fèi)、環(huán)境的污染和投資的增加，還對(duì)施工保通產(chǎn)生嚴(yán)重影響[5]。為避免這些問題，對(duì)東儒萊河大橋的平面調(diào)整開展了精細(xì)化設(shè)計(jì)。

首先對(duì)本橋平面調(diào)整情況詳細(xì)分析，平面線位調(diào)整后新橋左幅4 跨與舊橋重疊，需待舊橋拆除后方可施工；新橋右幅第1-2 跨局部與舊橋重疊，第3-4跨不受舊橋影響，不受舊橋影響的新橋右幅2-4 號(hào)墩臺(tái)可正常施工。此外，新建橋梁的施工還受高速公路的保通影響。

舊橋上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土組合I 型梁，新橋施工需要將舊橋上部全部拆除，拆除期間不可避免會(huì)對(duì)舊梁造成損壞，且該結(jié)構(gòu)形式的整體性較差，舊梁承載力不滿足規(guī)范要求。結(jié)合橋梁上部病害檢測(cè)情況，對(duì)舊橋上部結(jié)構(gòu)采用拆除的方案。下部結(jié)構(gòu)病害較輕，經(jīng)局部修復(fù)后可繼續(xù)利用。

經(jīng)綜合考慮后，對(duì)東儒萊河大橋采用“上部結(jié)構(gòu)拆除新建，下部結(jié)構(gòu)維修利用”方案。為最大程度利用舊橋下部墩柱與基礎(chǔ)，新橋分孔線仍舊按照舊橋分孔線進(jìn)行布置。新建上部梁在布梁設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)舊橋?qū)崪y(cè)分孔線適當(dāng)調(diào)整。根據(jù)新舊橋的相對(duì)關(guān)系，對(duì)舊橋的橋墩蓋梁拆除，舊墩柱繼續(xù)利用。由于縱斷抬高需對(duì)舊墩柱進(jìn)行局部接高，然后新做整體式蓋梁，新建的上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁形式。

由于道路設(shè)計(jì)線向右偏移，舊橋墩柱主要為新橋左幅橋墩利用，新橋右幅均采用新建樁柱式墩；左幅0 號(hào)U 臺(tái)拆除舊臺(tái)帽和側(cè)墻帽，右幅0 號(hào)臺(tái)進(jìn)行拼接，左右幅均整體新做側(cè)墻帽和臺(tái)帽；左幅4號(hào)臺(tái)利用舊橋肋板，新建橋臺(tái)蓋梁及耳背墻；右幅4 號(hào)臺(tái)新建肋板臺(tái)。通過對(duì)本橋的精細(xì)化設(shè)計(jì)，可以最大程度利用舊橋下部墩柱，節(jié)約了資源，降低了造價(jià)。見圖2、圖3。

圖2 橋墩改造利用設(shè)計(jì)/cm

圖3 肋板臺(tái)改造利用設(shè)計(jì)/cm

3 施工保通

由于東儒萊河大橋位于道路設(shè)計(jì)線平面調(diào)整路段，屬于施工保通的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，施工保通存在新舊橋重疊區(qū)域大、施工干擾因素多等難點(diǎn)。總體施工順序?yàn)橄仁┕び曳?，后施工左幅?/p>

3.1 第一階段

舊橋維持現(xiàn)狀保持通行，施工不受舊橋影響的新橋右幅0 號(hào)拼寬U 臺(tái)，1 號(hào)橋墩1～2 號(hào)樁基及外側(cè)蓋梁，吊裝第1～2 孔外側(cè)保通預(yù)制梁；施工2～4 號(hào)墩臺(tái)，吊裝第3～4 孔全部預(yù)制箱梁。見圖4。

圖4 第一階段保通設(shè)計(jì)

3.2 第二階段

右側(cè)9 m 寬保通范圍內(nèi)的橋梁施工完成后，舊橋右幅車輛轉(zhuǎn)移至新橋右幅的保通橋梁內(nèi)，舊橋左幅車輛維持不變。拆除舊橋右幅上部結(jié)構(gòu)；改造舊橋右幅0號(hào)U臺(tái)，施工右幅1號(hào)橋墩3～4號(hào)樁基及內(nèi)側(cè)蓋梁，吊裝第1～2 孔內(nèi)側(cè)剩余預(yù)制箱梁。見圖5。

圖5 第二階段保通設(shè)計(jì)

3.3 第三階段

開放施工完的新橋右幅，用于雙向保通；拆除舊橋的左幅上部組合I 型梁、蓋梁、臺(tái)帽等，將舊墩柱接高后新做整體蓋梁。見圖6。

圖6 第三階段保通設(shè)計(jì)

3.4 第四階段

施工新橋左幅下部結(jié)構(gòu)、吊裝上部預(yù)制梁，完成橋面系及其它附屬工程施工。見圖7。

圖7 第四階段保通設(shè)計(jì)

3.5 第五階段

新橋左幅開放通行，全橋雙向八車道同行，施工完畢。

4 結(jié)語

高速公路改擴(kuò)建工程橋梁施工建設(shè)期間，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)場(chǎng)施工組織有序，高速車輛保通順暢，節(jié)約工程造價(jià)。通過對(duì)京滬高速公路萊蕪至臨沂（魯蘇界）段改擴(kuò)建工程中東儒萊河大橋的平面調(diào)整開展精細(xì)設(shè)計(jì)，并對(duì)施工保通開展專項(xiàng)設(shè)計(jì)，取得了良好的工程應(yīng)用效果。