市政道路互通立交施工技術(shù)優(yōu)化研究

周晉靈 ZHOU Jin-ling

（中交一公局集團(tuán)第二工程有限公司，蘇州 215011）

0 引言

近年來我國(guó)城市化進(jìn)程加快，互通立交規(guī)模和類型愈加復(fù)雜，其施工技術(shù)也在不斷更新、優(yōu)化，因此為更好地進(jìn)行互通立交施工建設(shè)工作，本文通過對(duì)某一互通立交工程進(jìn)行具體研究，對(duì)其澆筑施工、橋型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工等環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，以保證互通立交施工技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和安全性，確保施工技術(shù)得到有效實(shí)施，以提高我國(guó)互通立交施工建設(shè)質(zhì)量。

1 工程概況

某互通立交工程上部結(jié)構(gòu)主要包括預(yù)應(yīng)力砼小箱梁、普通鋼筋砼現(xiàn)澆箱梁、預(yù)應(yīng)力砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁、鋼混組合梁、空心板、鋼箱梁等六種類型，如圖1 所示，下部結(jié)構(gòu)主要包括柱式墩、門式墩、樁柱式三種類型，同時(shí)選取鉆孔灌注樁為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，利用預(yù)制拼裝技術(shù)對(duì)互通立交主線上下匝道得到橋墩進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。

圖1 某互通立交工程上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工類型圖

1.1 互通立交主線高架橋

該互通立交工程主線高架橋全長(zhǎng)1581.6m，跨徑最大處為120m，最小處為25m，橋梁主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土組合梁、混凝土預(yù)制小箱梁，根據(jù)施工具體位置分別選取樁直徑為1.5m、1.8m 的鉆孔灌注樁。

1.2 互通立交匝道橋

該互通立交工程擬建設(shè)兩座匝道橋，以連通高速出口及主線高架橋。A 匝道橋上部結(jié)構(gòu)主要采用小箱梁、連續(xù)箱梁以及簡(jiǎn)支鋼混組合梁。B 匝道橋主要采用連續(xù)梁箱及空心板。

1.3 互通立交人行天橋

該互通立交工程人行天橋須在現(xiàn)有天橋的基礎(chǔ)上拆除重建，且架設(shè)在現(xiàn)有天橋南側(cè)，橋梁總體采用單跨31m的鋼箱梁，同時(shí)橋梁右偏角為90°，鋼箱梁高度為1.5m，采用重力式橋臺(tái)設(shè)計(jì)，在樓梯轉(zhuǎn)角處設(shè)立平臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)，主橋橋墩為單排直徑1.2m 的鉆孔灌注樁, 立柱基礎(chǔ)選取花瓶墩結(jié)構(gòu)。

1.4 互通立交主線上下匝道

該互通立交主線上下匝道設(shè)計(jì)施工規(guī)劃如表1 所示，主線上下匝道上部結(jié)構(gòu)采用組合小箱梁，橋墩、橋臺(tái)均采用柱式結(jié)構(gòu)，主要通過預(yù)制拼裝技術(shù)進(jìn)行施工，利用灌漿套筒技術(shù)對(duì)立柱承臺(tái)結(jié)構(gòu)、立柱蓋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，確保連接緊密。

表1 某互通立交主線上下匝道施工表 單位：m

1.5 互通立交地面橋

該互通立交工程地面橋梁設(shè)計(jì)施工規(guī)劃如表2 所示。該互通立交共需建設(shè)3 座地面橋，橋梁上部結(jié)構(gòu)均選用簡(jiǎn)支預(yù)應(yīng)力空心板，下部結(jié)構(gòu)均為柱式墩。

表2 某互通立交工程地面橋梁施工表 單位：m

2 市政道路互通立交施工重難點(diǎn)分析

由于市政道路互通立交工程建設(shè)施工時(shí)間相對(duì)較晚，且大多需在市政交通樞紐位置進(jìn)行施工，施工難度大，施工精度要求高，須及時(shí)完成導(dǎo)流改道任務(wù)，確保市政道路交通不受嚴(yán)重影響。

2.1 橋型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，預(yù)制拼裝難度大

分析某互通立交工程橋梁結(jié)構(gòu)施工類型可知，市政互通立交工程須采用大量箱梁、空心板、組合梁結(jié)構(gòu)，同時(shí)墩柱結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜，且為加快施工進(jìn)度，須采用預(yù)制拼裝施工技術(shù)。同時(shí)橋梁跨徑相對(duì)較大，施工環(huán)境復(fù)雜，難以有效控制橋梁結(jié)構(gòu)預(yù)制拼裝速度，對(duì)施工區(qū)域交通環(huán)境影響較為嚴(yán)重，存在一定安全隱患。

同時(shí)大部分互通立交工程施工區(qū)域地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，軟土地基占比大，且易受地下暗河侵蝕，導(dǎo)致地基結(jié)構(gòu)不穩(wěn)。市政道路互通立交工程項(xiàng)目施工過程中須采用大量預(yù)制裝配式構(gòu)件，且大多采用起重吊裝等方式對(duì)其進(jìn)行拼裝，因此對(duì)預(yù)制拼裝精度要求高，且須嚴(yán)格控制起重設(shè)備重量，避免因設(shè)備過重導(dǎo)致地面坍陷。

2.2 施工區(qū)域管線分布密集

由于市政道路互通立交工程施工建設(shè)區(qū)域多處于城市交通樞紐，施工區(qū)域內(nèi)分布有電通管、污水管、路燈、電力、給水管等大量綜合管線，同時(shí)部分管線埋深不超過2.5m，導(dǎo)致地基開挖難度加大，施工單位須嚴(yán)格開展地下管線的勘探工作，加強(qiáng)對(duì)國(guó)防光纜等重要管線的保護(hù)力度，并將部分管線遷移至安全區(qū)域，以確保互通立交工程正常施工。

3 市政道路互通立交施工技術(shù)優(yōu)化分析

3.1 路基施工技術(shù)優(yōu)化

由于互通立交工程位于市政道路樞紐，因此可通過合理利用原有路基結(jié)構(gòu)對(duì)路基施工技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化，以合理控制通車階段路基沉降變形程度（如表3 所示）。同時(shí)為保證原有路基的穩(wěn)定性、確保互通立交新舊路基可以有效銜接，施工人員須在新舊路基銜接區(qū)域鋪裝一定規(guī)模的鋼塑格柵，并進(jìn)行多層臺(tái)階開挖施工，確保臺(tái)階寬度不超過1.0m，高度不低于0.5m，反向坡傾斜度不大于4%，并在每層臺(tái)階上鋪設(shè)鋼塑格柵，同時(shí)通過壓路機(jī)對(duì)路基結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層壓實(shí)施工，控制每層壓實(shí)厚度不超過0.3m。為確保通車階段互通立交路基年沉降漸變率不超過0.5%，施工人員須利用攪拌樁處理技術(shù)對(duì)路基結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固施工，同時(shí)控制邊坡角度比為1∶1.3，采用泡沫混凝土對(duì)軟土地基進(jìn)行換填優(yōu)化處理，保證換填厚度不低于1m，確保邊坡最大水平位移不超過1.5m，以降低填料塑性應(yīng)變程度，提高互通立交路基施工安全系數(shù)。

表3 路基運(yùn)行變形程度

3.2 搭板施工技術(shù)優(yōu)化

在搭板施工環(huán)節(jié)，施工人員應(yīng)在路面和搭板的連接處預(yù)設(shè)一道傾斜度不大于4%的反向坡，以降低互通立交工程路面與路面銜接位置的沉降差。同時(shí)須合理結(jié)合水平錨固和縱向錨固施工技術(shù)，確保橋臺(tái)和搭板連接的穩(wěn)定性；需要注意的是，在車流量較大的位置，為降低搭板自由端的縱向位移距離，因采用水平錨固施工技術(shù)，提高搭板的抗壓強(qiáng)度，以避免車輛通過時(shí)出現(xiàn)跳車現(xiàn)象。同時(shí)由于互通立交工程交通量大，易因路面路基壓縮變形而引起橋梁路堤沉降，因此施工人員須合理選擇路基填料，嚴(yán)格控制填料固結(jié)速率，同時(shí)須保證搭板面層結(jié)構(gòu)厚度與路面面層結(jié)構(gòu)厚度相同，在最大程度上降低路面路基壓縮變形程度，確保橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3.3 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)優(yōu)化

施工單位在對(duì)互通立交預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工時(shí)，須充分了解混凝土結(jié)構(gòu)的承載性能，精準(zhǔn)計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、強(qiáng)度大小，確保互通立交預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)符合施工要求。設(shè)計(jì)人員須根據(jù)互通立交施工區(qū)域的地基結(jié)構(gòu)、地形特點(diǎn)等因素，科學(xué)確定預(yù)應(yīng)力混凝土材料的硬度、堅(jiān)韌度、延展性和伸長(zhǎng)率，選取符合施工要求預(yù)應(yīng)力混凝土材料進(jìn)行預(yù)制拼裝施工。施工人員在進(jìn)行預(yù)制拼裝施工前，應(yīng)提前檢測(cè)所有錨具的質(zhì)量，確保錨具的螺母與螺桿之間相性良好，互相匹配。在對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行焊接施工時(shí)，須合理利用臨時(shí)支架，固定錨具，以保證預(yù)應(yīng)力混凝土滑塊能夠穩(wěn)定安置在鋪墊平板的預(yù)設(shè)位置上。在互通立交下部結(jié)構(gòu)懸澆段接入水平預(yù)應(yīng)力混凝土?xí)r，施工人員需要保證水平預(yù)應(yīng)力混凝土前后端的端口長(zhǎng)度相等，嚴(yán)格控制施工過程中預(yù)應(yīng)力混凝土的滑移距離，降低互通立交承重結(jié)構(gòu)張拉力對(duì)施工質(zhì)量的影響。同時(shí)施工人員須確保懸澆梁水平方向預(yù)應(yīng)力混凝土兩端螺母柱連接緊密，降低預(yù)應(yīng)力混凝土中心點(diǎn)與錨點(diǎn)的位移偏差，以對(duì)互通立交工程預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)進(jìn)行合理優(yōu)化[1]。

3.4 橋梁橫縱斷面施工技術(shù)優(yōu)化

在對(duì)互通立交工程橋梁橫縱斷面施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，可通過分離式斷面施工法來提高施工效率（如圖2 所示），從而降低施工成本。同時(shí)結(jié)合路基施工技術(shù)，在軟土地基結(jié)構(gòu)處預(yù)埋一定數(shù)量的排水管道，提高橫縱斷面路基排水性能，以此保證斷面路基的穩(wěn)定性。由于互通立交施工環(huán)境復(fù)雜且車流量較大，若橋梁縱坡長(zhǎng)度過短，將導(dǎo)致互通立交展線距離過長(zhǎng)，增加施工成本；若橋梁縱坡長(zhǎng)度過長(zhǎng)，將嚴(yán)重影響互通立交工程的行車安全性，因此在縱坡設(shè)計(jì)施工階段，施工人員須對(duì)縱坡長(zhǎng)度進(jìn)行合理優(yōu)化，并保證互通立交橋梁縱坡坡角高度不大于3%且將緩沖長(zhǎng)度設(shè)置為150m。同時(shí)應(yīng)為保證互通立交橋梁結(jié)構(gòu)的排水性能，施工人員應(yīng)對(duì)橋梁橫坡施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，保證橫坡高度不低于5%，確保橋梁橫坡高度差不低于2%且不大于3%，避免出現(xiàn)平坡問題，以提高互通立交橋梁橫縱斷面施工的安全性[2]。

圖2 橋梁縱向門洞分離式斷面

3.5 橋梁結(jié)構(gòu)施工技術(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化

在對(duì)互通立交橋梁結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，施工人員須提前勘測(cè)施工區(qū)域的地基土壤濕度，根據(jù)勘探數(shù)據(jù)選取合適的橋梁結(jié)構(gòu)施工材料，加強(qiáng)橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防護(hù)力度，避免鋼筋浸水腐蝕，導(dǎo)致互通立交橋梁結(jié)構(gòu)耐久度下降。同時(shí)應(yīng)盡量采用預(yù)應(yīng)力混凝土材料進(jìn)行橋型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工，以保證橋梁結(jié)構(gòu)剛度、抗腐蝕性能符合施工要求，具體結(jié)構(gòu)如圖3 所示。由于該互通立交工程存在跨路跨河施工，并且會(huì)對(duì)施工區(qū)域的交通環(huán)境、生態(tài)環(huán)境造成一定程度的影響，存在一定安全隱患，因此為滿足互通立交橋型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工的安全性和穩(wěn)定性，施工人員須保證橋梁上部結(jié)構(gòu)具有較高的活載安全儲(chǔ)備，以提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗扭性能，確?；ネ⒔还こ炭梢猿休d大規(guī)模交通運(yùn)輸壓力，同時(shí)結(jié)合縱坡施工技術(shù)，對(duì)橋梁下部結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化，降低橋梁下部結(jié)構(gòu)附加力，以此提高互通立交工程的穩(wěn)定性。采用梁板形式進(jìn)行互通立交橋梁上部結(jié)構(gòu)施工，并對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土保護(hù)層的施工厚度進(jìn)行精確計(jì)算，嚴(yán)格按照該厚度指標(biāo)進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)施工，在最大程度上提高預(yù)應(yīng)力混凝土材料的強(qiáng)度性能。

圖3 互通立交橋型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖

3.6 澆筑施工技術(shù)優(yōu)化

施工人員在互通立交混凝土澆筑施工階段，須通過相應(yīng)措施及時(shí)降低混凝土凝結(jié)過程中釋放的熱量，同時(shí)根據(jù)施工要求對(duì)骨料、集料的孔徑大小進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證澆筑過程中摻水量不大于集料占比的一半。在滿足混凝土攪拌施工級(jí)配要求的前提下，施工人員可根據(jù)互通立交混凝土強(qiáng)度等級(jí)需求，向混凝土材料中加入適量粉煤灰和中和劑，以提高混凝土材料的工作性能，保證攪拌過程中混凝土材料具備充足的流動(dòng)性、粘連性、保水性，充分避免澆筑過程中混凝土表面出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。同時(shí)施工人員須對(duì)混凝土澆筑技術(shù)合理優(yōu)化，嚴(yán)格控制溫度因素對(duì)澆筑結(jié)果的影響，若施工現(xiàn)場(chǎng)氣溫較高，施工人員須將混凝土材料儲(chǔ)存在陰涼通風(fēng)的區(qū)域，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控混合料溫度，并通過送風(fēng)、灑水等方式對(duì)其進(jìn)行合理降溫，避免混凝土表面產(chǎn)生溫度裂縫，影響互通立交施工質(zhì)量。同時(shí)由于互通立交工程施工規(guī)模較為復(fù)雜，混凝土材料澆筑體積普遍較大，施工人員須通過分段分層等方式對(duì)澆筑施工技術(shù)進(jìn)行合理優(yōu)化，控制每層混凝土澆筑厚度不超過0.3m，同時(shí)施工人員須保證混凝土澆筑施工的均勻性，嚴(yán)格控制澆筑高度，避免因重力沉降導(dǎo)致混凝土離析。完成互通立交混凝土澆筑施工后，施工人員加強(qiáng)對(duì)混凝土材料的養(yǎng)護(hù)管理，提高混凝土材料固結(jié)速率，確保其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合施工質(zhì)量要求[3]。

4 總結(jié)

通過對(duì)市政道路互通立交工程實(shí)例進(jìn)行相應(yīng)分析，找出施工過程中的重難點(diǎn)問題，并以路基、搭板、橋梁等結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，有針對(duì)性地進(jìn)行施工技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高我國(guó)互通立交施工質(zhì)量。