交叉口立體交通工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

凌 晨

（廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司,廣東 廣州 510000）

0 概述

黃果樹大街—市府路交叉口立體交通工程位于貴州省安順市，隨著安順市旅游等產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，汽車保有量逐步增加，城市內(nèi)交通擁堵現(xiàn)象逐步加劇，尤其是在市內(nèi)的主干道的交叉路口區(qū)域，更是交通堵塞的高發(fā)地點(diǎn)[1]。交通堵塞給安順市居民的日常出行造成了諸多不便，為此安順市政府開始加大交通改造的投入。黃果樹大街為安順市東西向主要交通要道，道路通達(dá)性要求高；市府路規(guī)劃為城市主干路，將穿越貴昆鐵路與鐵路以南出口高速收費(fèi)站銜接，當(dāng)前黃果樹大街與市府路交叉口交通擁堵情況嚴(yán)重，高峰期車輛行人等待時(shí)間更是達(dá)到令人難以忍受的地步。因此需要對(duì)黃果樹大街和市府路大街的交叉口進(jìn)行立體交通設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包含道路、橋梁、交通、排水、照明、綠化等。工程總投資2.66億元，其中工程費(fèi)用約1.52億元。

1 項(xiàng)目技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及總體方案

1.1 項(xiàng)目技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的道路中黃果樹大街是城市主干路，雙向六車道，設(shè)計(jì)車速為60 km/h，市府路是城市主干路，設(shè)計(jì)車速為40 km/h。橋梁設(shè)計(jì)載荷為城—A級(jí)，行車凈空不少于5.0 m，人行凈空不少于2.5 m?？拐鸬燃?jí)按照地震烈度6級(jí)設(shè)防。路面設(shè)計(jì)載荷為BZZ-100。橋面防水等級(jí)為Ⅰ級(jí)。

1.2 工程總體方案

黃果樹大街—市府路交叉口目前為十字平面交叉口，現(xiàn)狀為平交口，人車混行過街，通行效率低，存在安全隱患。黃果樹大街現(xiàn)狀雙向六車道，東端連接貴黃公路，連接貴安新區(qū)及貴陽市，西端連接繞城高速，承擔(dān)了東西部交通連接骨干通道功能。市府路南起黃果樹大街，連接龍宮大道，北至安順市人民政府，為主要的高速入城通道，負(fù)擔(dān)著城內(nèi)交通及出入城交通。

綜合考慮黃果樹大街—市府路交叉口現(xiàn)狀情況，該項(xiàng)目總體方案設(shè)計(jì)如下：沿黃果樹大街方向設(shè)置跨線橋上跨市府路，分離南北向與東西向直行交通，緩解通行壓力，并在跨線橋兩側(cè)設(shè)置地面輔助，以滿足地面交通轉(zhuǎn)向需求。

2 交叉口立體交通橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 橋梁分跨、分聯(lián)布置

橋梁分跨除考慮橋梁結(jié)構(gòu)的受力合理性、施工可行性、經(jīng)濟(jì)適用性外，還應(yīng)該考慮以下因素：1）地面交通組織；2）避免與既有構(gòu)筑物、地下管線、地上桿線、既有道路、鐵路等沖突；3）橋臺(tái)臺(tái)后填土高度以3～4 m控制；4）為方便施工，跨度、分聯(lián)類型宜盡量減少。

考慮到以上因素，并結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，引橋標(biāo)準(zhǔn)路段采用30 m左右的跨徑組合較為合適；跨越路口段根據(jù)地面道路橫向?qū)挾燃敖徊婵谠O(shè)計(jì)加大跨徑，鄰跨則考慮合理比例，在市府路路口處，考慮路口寬度約20 m，同時(shí)考慮橋下凈空、視距等因素，主跨跨徑采用50 m，兩側(cè)邊跨下均設(shè)有調(diào)頭車道，考慮施工期間交通組織需求以及邊中跨合理比例，邊跨跨徑采用35 m。為避免設(shè)置過長(zhǎng)的引道以及過高的引道擋墻，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性，兩側(cè)橋臺(tái)高度盡量控制在3～4 m。

綜上，橋梁全長(zhǎng)共分3聯(lián)，具體布置如下：（引橋3×30 m）+（主橋 35+50+35 m）+（引橋3×30 m），總長(zhǎng)300 m。

2.2 橋梁斷面選型

該項(xiàng)目的跨線橋斷面選型主要是雙幅分離式斷面，由于項(xiàng)目主橋上跨市府路，設(shè)計(jì)斷面采用雙向六車道，若采用整幅式斷面，橋梁寬度太大，達(dá)到27.5 m，不利于結(jié)構(gòu)受力，且后期維修、保養(yǎng)，比如更換支座等，需全封閉交通，影響較大，綜合相關(guān)因素之后，選擇雙幅分離式斷面，單幅斷面寬度13.5 m。

2.3 橋梁結(jié)構(gòu)選型

該項(xiàng)目建設(shè)旨在緩解交通擁堵現(xiàn)狀，工期要求較為緊張，同時(shí)需要兼顧一定的景觀效果。因此結(jié)構(gòu)選型時(shí)優(yōu)先考慮施工工藝成熟、工期較短，且有一定外觀造型的結(jié)構(gòu)形式。對(duì)此，該項(xiàng)目主橋優(yōu)先選擇變高度連續(xù)鋼箱梁或者變高度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，兩者的比較情況如表1所示。

表1 主橋結(jié)構(gòu)方案比較

綜合兩種橋梁的特點(diǎn)，并且結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，由于該項(xiàng)目地處城市交通主干道，因此為了最大限度地減少施工期間對(duì)交通的影響，同時(shí)縮短施工工期，所以主橋采用了變高度連續(xù)鋼箱梁[2]。

2.4 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.4.1 總體布置

結(jié)合前文的相關(guān)選型分析，可以得出當(dāng)前項(xiàng)目橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，總體上當(dāng)前項(xiàng)目的橋梁結(jié)構(gòu)布置為：（3×30）m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁+（35+50+35）m變高度連續(xù)鋼箱梁+（3×30）m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋梁部分的長(zhǎng)度為300 m[3]。

2.4.2 橫斷面布置

橫斷面布置是橋梁設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一，結(jié)合黃果樹大街的實(shí)際情況以及交通現(xiàn)狀的調(diào)查，該項(xiàng)目橫斷面在設(shè)計(jì)中采用的是雙幅分離式布置，單幅橋面寬度為13.5 m，為三車道設(shè)計(jì)，兩橋之間有0.5 m的鏤空帶，在該鏤空帶中可以設(shè)置一些綠植隔斷，橫斷面布置圖見圖1所示。

圖1 主橋變高度連續(xù)鋼箱梁橫斷面圖

2.4.3 上部結(jié)構(gòu)

該項(xiàng)目橋梁的上部結(jié)構(gòu)中主橋設(shè)計(jì)方案為變高度連續(xù)鋼箱梁，支點(diǎn)梁高2.7 m，跨中及兩端梁高1.7 m，考慮鋼箱梁的制作、運(yùn)輸條件，鋼箱梁橫斷面設(shè)置兩片預(yù)制箱室，頂板寬度3.2 m，底板寬度2.525～2.775 m，兩片預(yù)制箱室之間為現(xiàn)場(chǎng)拼接箱室，寬度2 m，兩側(cè)懸臂寬度2.5 m，縱向每隔2 m設(shè)置一道橫隔板；端橫梁寬度1.9 m，中橫梁寬度2.8 m。引橋設(shè)計(jì)方案為梁高1.8 m，采用單箱雙室截面，懸臂長(zhǎng)2.5 m，箱室寬度4.131 m，腹板厚度由45 cm變化到60 cm，腹板斜率1∶4，頂板厚度25 cm，底板厚度22 cm，端橫梁寬1.2 m，中橫梁寬2 m[4]。

2.4.4 下部結(jié)構(gòu)

隨著近兩年橋梁?jiǎn)栴}的不斷產(chǎn)生，社會(huì)各界對(duì)于橋梁的設(shè)計(jì)提出了新的要求，因此在這種背景下，主橋橋墩的設(shè)計(jì)顯得至關(guān)重要。該工程主橋及引橋橋墩均采用花瓶墩，橋墩底部尺寸為2.8（橫向）×1.2（縱向）m，頂部尺寸為4.9（橫向）×1.2（縱向）m，基礎(chǔ)采用直徑1.5 m鉆孔灌注樁。過渡墩橋墩采用花瓶墩，橋墩底部尺寸為2.8（橫向）×1.2（縱向）m，頂部尺寸為4.9×2 m，基礎(chǔ)采用直徑1.5 m鉆孔灌注樁，橋臺(tái)采用薄壁式橋臺(tái)，臺(tái)背厚度0.8 m，臺(tái)身厚度1 m，基礎(chǔ)采用直徑1.2 m鉆孔灌注樁[5]。

3 耐久性設(shè)計(jì)要點(diǎn)

耐久性設(shè)計(jì)是立體交通工程設(shè)計(jì)的另一個(gè)重點(diǎn)，主要可以從以下幾個(gè)方面來分析。

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)

在橋梁設(shè)計(jì)項(xiàng)目技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中該橋梁的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年，使用環(huán)境為一般環(huán)境，因此混凝土的強(qiáng)度等級(jí)以及水膠比必須滿足Ⅰ類環(huán)境條件的基本要求，具體見表2所示。

表2 混凝土等級(jí)及水膠比

除了混凝土強(qiáng)度以及水膠比之外，鋼筋方面需要考慮鋼筋的最小保護(hù)層厚度必須滿足設(shè)計(jì)要求，這樣才能確保橋梁的耐久性。在前期對(duì)工廠地區(qū)進(jìn)行考察的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)的地下水具有微腐蝕性，因此樁基混凝土在設(shè)計(jì)中需要注意以下幾點(diǎn)，第一，煤灰水泥質(zhì)量不宜大于25%，粉煤灰的質(zhì)量應(yīng)滿足Ⅱ級(jí)以上粉煤灰的要求。第二，要使用高效的減水劑。第三，混凝土抗氯離子滲透性不大于2 000。第四，提高混凝土標(biāo)號(hào)為C35。第五，適當(dāng)增加樁基保護(hù)層厚度。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)

主體鋼結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)主要是防腐，防腐配套方案的保質(zhì)期為25年，橋梁外部空氣區(qū)腐蝕環(huán)境為C3，防腐配套方案如表3所示。

表3 防腐配套方案

除此之外的支座鋼材、橋梁欄桿以及預(yù)埋件等構(gòu)件的防腐配套方案保質(zhì)期為15年。

4 橋梁樁基施工要點(diǎn)

該項(xiàng)目橋梁樁基施工的要點(diǎn)主要是對(duì)于巖溶區(qū)域的樁基施工的特別注意事項(xiàng)。安順市的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是巖溶區(qū)域較多，雖然該工程距離較短，但是在設(shè)計(jì)中依然需要考慮巖溶地區(qū)的樁基施工處理，巖溶地區(qū)橋梁樁基施工處理主要采用鋼護(hù)筒護(hù)壁+小溶洞充填封閉法、溶洞預(yù)注漿處理+鋼護(hù)筒護(hù)壁法進(jìn)行處理。對(duì)于中大溶洞或較復(fù)雜的溶洞，應(yīng)采用溶洞預(yù)注漿處理+鋼護(hù)筒的組合方案，以溶洞預(yù)注漿處理為主，以鋼護(hù)筒護(hù)壁為輔。施工單位應(yīng)做好應(yīng)急預(yù)案，充分準(zhǔn)備好巖溶處理所需的材料和設(shè)備，如鋼護(hù)筒、砂包、土袋、注漿材料和注漿設(shè)備等。在項(xiàng)目施工之前，需要對(duì)地質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的勘探，開展動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，分批提供各墩各樁的設(shè)計(jì)確定值標(biāo)高和樁長(zhǎng)[6]。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車保有量持續(xù)增加，很多地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的交通擁堵情況，立體交通改造是緩解交通擁堵的重要方式。該文以貴州省安順市黃果樹大街—市府路交叉口立體交通工程為案例，分析了交叉口立體交通工程的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，通過要點(diǎn)分析可以為類似工程提供一定的參考，同時(shí)也能豐富我國交通設(shè)計(jì)的理論研究。