跨高速公路廊道橋方案的研究與設(shè)計

摘要：經(jīng)過對項目區(qū)域地形地貌的深入調(diào)研，結(jié)合“三區(qū)三線”規(guī)劃，充分考慮到高速公路的當(dāng)前狀況與未來擴建需求，對廊道進行了精心的規(guī)劃與功能定位。在滿足國家及安徽省現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的前提下，根據(jù)廊道所承擔(dān)的運輸荷載、功能需求以及實際建設(shè)條件，進行了細致的設(shè)計工作，旨在確保廊道建設(shè)的科學(xué)性、合理性與可行性，為項目區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。

關(guān)鍵詞：建設(shè)條件功能定位遠期規(guī)劃特殊荷載高速公路

中圖分類號：TU753

ResearchandDesignofCorridorBridgeSchemeAcrossFreeways

JIHailongYUyang

AnhuiProvincialTransportationPlanningandDesignResearchInstituteCo.，Ltd.，Hefei，AnhuiProvince，230088China

Abstract：Afterin-depthresearchontheterrainandlandformsoftheprojectarea，combinedwiththe"threezonesandthreelines"planning，andfullyconsideringthecurrentsituationandfutureexpansionneedsoftheexpressway，thecorridorhasbeencarefullyplannedandfunctionallypositioned.OnthepremiseofmeetingthecurrentnationalandAnhuiprovincestandards，detaileddesignworkhasbeencarriedoutbasedonthetransportationload，functionalrequirements，andactualconstructionconditionsundertakenby thecorridor，aimingtoensurethescientific，rational，andfeasibleconstructionofthecorridor，andprovidestrongsupportforthesustainabledevelopmentoftheprojectarea.

KeyWords：Constructionconditions;Functionalpositioning;Longtermplanning;Specialloads;Expressway

1項目概況

1.1項目位置

本項目位于安徽省池州市，區(qū)域礦產(chǎn)資源豐富，主要集中于南部山區(qū)，尤其以齊石公路沿線的棠溪、梅街、里山3個鎮(zhèn)街道居多。為改變齊石公路沿線礦產(chǎn)品外運方式，促進沿線礦山生產(chǎn)規(guī)模釋放，解決環(huán)境污染、道路破損和交通安全等問題，本項目的建設(shè)已迫在眉睫。

1.2交叉高速公路現(xiàn)狀

交叉道路為滬渝高速公路，現(xiàn)狀為雙向四車道，路基寬度26m，平面位于R=2000m圓曲線上，縱面位于R=16000m凹型豎曲線上?？傮w評價交叉點現(xiàn)狀高速線形平順、視線及建設(shè)條件良好。

1.3建設(shè)條件

1.3.1地形地貌

橋址區(qū)處于項目所在區(qū)域?qū)傺亟鹆昶皆?，地形較平坦。

1.3.2水文

橋位區(qū)地下水類型主要為上層滯水和承壓水。

1.3.3工程地質(zhì)評價

橋址區(qū)地層結(jié)構(gòu)簡單，層位穩(wěn)定，較適宜進行本工程建設(shè)。

2橋梁方案

2.1平、縱、橫布置

與滬渝高速交叉處廊道平面處于曲線段，半徑為3000m，縱斷面豎曲線半徑為798.4m，滬渝高速位于左偏圓曲線與直線之間的緩和曲線上，縱面位于半徑為16000m的豎曲線上，交叉處滬渝高速公路路基26m。

2.2主要控制要素

橋梁案在滿足使用要求情況下，重點需考慮如下要素。

2.2.1預(yù)留高速公路遠期四改八條件

（1）考慮遠期改擴建需求，預(yù)留高速公路拓寬空間。

（2）橋墩位置落在高速公路排水溝外側(cè)（遠期改建邊溝），滿足道路正常排水要求。

2.2.2通行凈空

（1）縱斷面設(shè)計時，橋下凈空近期、遠期均按≥5.5m控制。

（2）本橋采用掛籃施工，縱面設(shè)計除滿足運營期間外，必須滿足施工期間凈空不小于5.5m條件。

2.2.3交叉角度

根據(jù)《涉路工程安全評價規(guī)范》（DB34/T2395—2015）要求，經(jīng)核查本項目路線與滬渝高速交叉角度為41°，鑒于三區(qū)三線已預(yù)留廊帶，交叉位置高速公路線形平順，前后均無上跨或下穿構(gòu)造物或大型標(biāo)志影響，視距條件優(yōu)，本次設(shè)計通過適當(dāng)加大橋跨，為遠期改建預(yù)留施工操作空間，同時也提高行駛視距條件。

2.2.4排水

跨越高速公路采取集中排水方式。

2.2.5安全標(biāo)志及設(shè)施

（1）橋梁兩側(cè)采用砼墻式護欄。

（2）橋梁兩側(cè)設(shè)置防拋網(wǎng)。

（3）施工場地設(shè)置警示警告標(biāo)志，危險地點懸掛安全標(biāo)志，大幅安全宣傳標(biāo)語，嚴(yán)禁施工機械及車輛碰撞高速橋墩或梁體。

2.2.6施工組織

（1）施工前，施工方案須上報監(jiān)理單位，經(jīng)審查合格后方可施工。

（2）本橋需采用全封閉式掛籃施工。

2.3總體布置

本橋上跨滬渝高速及G236，滬渝高速現(xiàn)狀為雙向四車道，路基寬26m。橋跨布置為65m+110m+65m變截面連續(xù)箱梁，橋?qū)?.5m（包含廊道兩側(cè)各1m檢修通道）。

2.4橋梁階段劃分

箱梁在滿足結(jié)構(gòu)受力的前提下，盡量減少階段劃分，降低對高速公路的影響。全橋共劃分為0～17#個節(jié)段，其中0#塊4m，其余塊長3～4m，合龍段長2m，邊跨現(xiàn)澆段長8.9m。

2.5構(gòu)造尺寸

主梁為單箱單室結(jié)構(gòu)，箱梁墩頂梁高6.5m，跨中梁高3.2m，兩側(cè)懸臂長度為1.5m。頂板寬9.5m，頂板厚0.28m，底板寬6.5m，底板厚由0.32m變?yōu)?.80m，腹板厚由0.5m變?yōu)?.65～0.8m，箱梁高度按2次拋物線變化。

3結(jié)構(gòu)計算

3.1參數(shù)設(shè)置

（1）永久作用：一期恒載和二期恒載。

一期恒載：包括箱梁、橫梁等材料重量，混凝土容重取26kN/m3。

二期恒載：僅作為恒載施加，不參與結(jié)構(gòu)受力。

（2）可變作用：封閉罩活載+皮帶運輸機21kN/m；風(fēng)荷載3.6kN/m；檢修人群3.0kN/m。

（3）溫度作用：均勻溫度和梯度溫度。

（4）梯度溫度：箱梁豎向日照正溫差按照根據(jù)JTGD60—2015中4.3.10條規(guī)定執(zhí)行。

同時，也結(jié)合類似項目[1]開展本橋承載能力驗算[2]以及結(jié)構(gòu)設(shè)計。

3.2計算結(jié)果

3.2.1持久狀況承載能力極限狀態(tài)

（1）正截面抗彎驗算。

從表1計算數(shù)據(jù)可知，持久狀況正截面抗彎驗算滿足規(guī)范要求。

（2）斜截面抗剪驗算。

從表2計算數(shù)據(jù)可知，持久狀況斜截面抗剪驗算滿足規(guī)范要求。

結(jié)論：綜上所述，持久狀況承載能力、抗剪、抗扭等均滿足規(guī)范要求[5]。

3.2.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)

（1）正截面抗裂驗算。

從表3、表4計算數(shù)據(jù)可知，持久狀況正常使用極限狀態(tài)正截面頂、底板抗裂驗算均滿足規(guī)范要求。

（2）頂?shù)?、腹板斜截面抗裂驗算。由?數(shù)據(jù)可知，持久狀況正常使用極限狀態(tài)正截面頂板、底板、腹板及斜截面抗裂驗算均滿足規(guī)范要求。

3.2.3持久狀況應(yīng)力驗算

經(jīng)計算，持久狀況正常使用極限狀態(tài)下，正截面壓應(yīng)力、斜截面主壓應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。

3.2.4撓度驗算

《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG3362—2018）[6]第6.5.3條規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件在使用階段應(yīng)考慮長期效應(yīng)的影響，頻遇組合在梁式橋主梁產(chǎn)生的最大撓度不應(yīng)超過計算跨徑的1/600，即110/600=18.3cm。

經(jīng)計算，主梁最大撓度為2.4cm×1.4125=3.39cm<18.3cm，滿足規(guī)范要求。

4結(jié)語

根據(jù)本項目功能定位、運輸荷載、建設(shè)條件、區(qū)域規(guī)劃等，結(jié)合滬渝高速公路現(xiàn)狀及遠期擴建，在滿足高速公路主管部門要求情況下，通過計算，本橋擬定橋梁跨徑、寬度及結(jié)構(gòu)尺寸滿足現(xiàn)行規(guī)范及地方標(biāo)準(zhǔn)要求，為同類型項目的設(shè)計提供一定的參考價值。

參考文獻

[1]張勁泉，宋紫薇，韓冰，等.車輛荷載作用下公路混凝土橋梁疲勞問題研究進展[J].土木工程學(xué)報，2022，55（12）：65-79.

[2]章妮.鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力公路橋梁工程的設(shè)計探討[J].城市建筑，2021，18（3）：184-186.

[3]李陽，張妍.基于實際檢測數(shù)據(jù)公路鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力梁橋承載能力檢算分析[J].安徽建筑，2023，30（3）：142-145.

[4]劉經(jīng)偉，代攀，陳軍剛，等.公路混凝土橋梁正常使用極限狀態(tài)可靠度研究綜述[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2020，16（8）：117-124.

[5]昝思明.公路橋梁橋墩加固設(shè)計及加固維修技術(shù)研究[J].城市建筑，2020，17（3）：156-157.

[6]胡興旺.簡述跨越式涉路工程安全評價技術(shù)規(guī)范要點[J].江西建材，2014（10）：108.