市政高架桥跨越高速公路桥梁施工方案比选

柴加兵

(辽宁省交通规划设计院有限责任公司 沈阳市 110166)

随着我国城镇化的深入发展，市政道路与公路不断交叉、重合。解决市政路网跨越或者下穿高速公路是目前面临的一个比较棘手的问题；反之，高速公路跨越或下穿城市快速路也面临着同样的问题。以呼和浩特市海拉尔东街-海拉尔西街-金海路改造提升二期工程东延伸线互通上跨机场高速为基础，对其施工方案进行分析比选，希望能为快速路跨越高速及类似项目桥梁施工方案提供参考。

1 工程概况

本项目为海拉尔东街-海拉尔西街-金海路改造提升二期工程，在一期工程基础上向东西进行延伸，命名为东延伸线、西延伸线。其中东延伸线起点与一期起点顺接，位于科尔沁高架东侧，平行京包铁路向东延伸，终点与机场路Y型交叉，东延伸线全长4.3km。二期工程平面布置见图1。

东延伸线终点与机场路采用Y型互通相接。Y型互通区机场路范围为K10+825～K12+445，长度1620m。南起机场路现状桥梁跨京包铁路北侧桥台位置，向北延伸1620m。原有机场路路面宽度为27m，路基宽度28.5m，双向四车道。为实现Y型互通，设置A匝道桥上跨机场路后接入机场路，B匝道桥接入机场路，C匝道桥接入海拉尔东街，D匝道桥上跨A、C匝道后接入海拉尔东街。影响机场路主要施工内容为：上跨桥梁两座，互通区主线加快加减速车道设置及路基加宽填高处理。其中A匝道与机场路相交，采用1-50m简支钢混组合梁跨越高速，净空≥5.5m；D匝道桥与机场路相交，采用24.5m+36m+29.5m连续钢混组合梁跨越高速，其中36m跨径跨越高速，净空≥5.5m；A、D匝道跨越高速均采用一次跨越，机场路中分带均不落墩。现场交叉方式见图2。

图2 A匝道跨越机场高速平面布置图

2 桥梁设计标准

互通区桥梁采用如下设计标准[1]:

(1)道路等级：城市主干道。

(2)设计车速：匝道设计速度为30～40km/h。

(3)桥梁设计荷载：城-A级。

(4)设计安全等级：一级。

(5)设计基准期：100年。

(6)设计使用年限：100年。

(7)环境类别： Ⅱ类。

(8)桥面防水等级：I级。

(9)桥梁护栏防撞等级： SS级。

(10)净空高度：A、D匝道桥跨越高速净空≥5.5m；互通区匝道交叉，桥下净空≥5.0m；匝道跨越市政规划路净空≥4.5m。

(11)标准横断面

①单向双车道匝道标准段断面为：0.5m(防撞护栏)+9.0m(机动车道)+0.5m(防撞护栏)=10.0m。

②单向双车道匝道标准段断面为：0.5m(防撞护栏)+10.75m(机动车道)+0.5m(防撞护栏)=11.75m。

(12)地震荷载

地震基本烈度8度，设计基本地震加速度0.2g，桥梁抗震设防分类为乙类，按9度采取抗震措施。

(13)台后填土高度控制在6.0m左右。

3 桥梁结构设计

3.1 桥梁上部结构设计

标准宽度10.0m和11.75m，跨径30m左右钢混组合梁，桥宽10.0m，采用单箱2室，设计线处梁高1.8m，底板水平，横坡通过调整腹板高度形成。组合梁桥面板厚度250～350mm；钢梁上翼缘厚度24～40mm，底板厚度12～40mm，腹板厚度14～20mm。钢箱梁顶板、底板、腹板设置纵向加劲肋，横隔板标准间距4m，其间设置腹板竖向加劲肋。在横桥向支座内侧设置钢箱限位挡块。在边跨受压区、中跨受压区每道腹板设置一道纵向加劲肋，加劲肋距组合梁顶板的高度为400mm，纵向加劲肋采用板肋形式。在端横梁和中横梁处设置支座，支座处横梁内设置支座加劲肋，加劲肋板厚为30～50mm。底板加劲肋在支座附近横隔板处断开与之焊接，其余均连续。

标准宽度10.0m跨径1-50m钢混组合梁，桥宽10.0m，采用单箱2室，设计线处梁高2.3m，底板水平，横坡通过调整腹板高度形成。组合梁桥面板厚度250～350mm；钢梁上翼缘厚度30～40mm，底板厚度12～40mm，腹板厚度14～20mm。钢箱梁顶板、底板、腹板设置纵向加劲肋，横隔板标准间距4m，其间设置腹板竖向加劲肋。在横桥向支座内侧设置钢箱限位挡块。跨中受压区每道腹板设置一道纵向加劲肋，加劲肋距组合梁顶板的高度为400mm，纵向加劲肋采用板肋形式。在端横梁处设置支座，支座处横梁内设置支座加劲肋，加劲肋板厚为30mm。底板加劲肋在支座附近横隔板处断开与之焊接，其余均连续。

3.2 桥梁下部结构设计

(1)桥墩

主桥标准桥墩横桥向呈Y型，上宽下窄，侧面以曲线过渡，立面呈花瓶形状；中间墩顺桥向为等厚，厚度为1.6m，具体详见桥墩一般构造图；过渡墩墩顶通过曲线由1.6m变厚至2.7m。

(2)基础

墩台基础为钻孔灌注桩基础，桩径分别为1.6m。基桩均设置声测管。

匝道区桥墩承台厚度均为2.5m，底面均设置15cm厚的C15素混凝土垫层；下部结构施工完成后，需恢复承台开挖范围内的道路结构。

4 施工方案设计比选

以A匝道1-50m桥梁跨越高速作为研究对象，进行施工方案比较。

A匝道与机场高速交叉处采用1-50m钢混组合梁跨越机场高速，净空5.0m,桥墩落于机场高速边坡上，桥墩采用花瓶墩、承台为方型承台，尺寸为6.6m×6.6m,承台旋转，平行机场路方向布置，承台位于机场路边坡上，承台边缘距离行车道路面最小距离为2.27m,承台距离坡脚约3.5m。施工时需要打入钢板桩防护路基，然后开挖路基，进行桩基和承台施工。

4.1 顶推施工

顶推施工时考虑将防撞墙、桥面板一并施工完成后，同时进行顶推，最大限度地减少施工对现行交通的影响。由于顶推重量增加，会增加一部分造价，但是减少了对现行交通的影响。顶推施工布置图见图3。

图3 顶推施工布置图(一)

1-50m顶推情况如下：

(1)于临近跨搭设顶推施工平台，封闭中央分隔带两侧各1车道，中央分隔带处临时墩，利用原中间车道及3.25m硬路肩通行，中分带临时施工时间2d。

(2)在顶推范围内搭设施工棚，用于施工期间不中断交通防护，整个过程约2d。

(3)解除封闭道路，恢复通行，于顶推施工平台上方制作梁段及钢导梁，进行顶推。

(4)完成50m钢混组合梁顶推，整个顶推过程10d。顶推施工过程见图4。

图4 顶推施工布置图(二)

(5)拆除棚架，拆除临时支架，恢复中央分隔带。封闭时间约3d。

(6)完成主跨桥梁施工后，进行两侧引桥施工及桥面系施工。

综上所述，1-50m钢混组合梁采用顶推施工，对交通影响约7d，整个造价约300万元，整个顶推施工过程约为17d。

4.2 节段吊装施工

1-50m节段吊装情况如下：

(1)封闭中央分隔带两侧各1车道，施工中央分隔带处临时墩,及桥墩处临时墩。利用3.25m硬路肩通行。中分带临时施工时间2d。

(2)右侧半幅车道封闭，节段吊装，焊接施工。打开中分带，利用硬路肩及原车道实现道路通行。半幅封闭施工约3d。节段吊装施工布置见图5。

图5 节段吊装施工布置图(一)

(3)左侧半幅车道封闭，节段吊装，对接焊接施工。右侧半幅利用原车道及硬路肩实现道路通行。半幅封闭施工约3d。

(4)在桥下范围内搭设施工棚，用于后续施工期间不中断交通防护，整个过程约2d。

(5)进行桥面板及护栏施工,整个施工月 15d。

(6)拆除棚架，拆除临时支架，恢复中央分隔带。封闭时间约3d。节段吊装施工过程见图6。

图6 节段吊装施工布置图(二)

(7)进行桥面系施工。

综上所述，1-50m钢混组合梁采用节段吊装施工，对交通影响约13d，整个造价约180万元，整个节段吊装施工过程约为28d。

相对顶推施工节约约120万元。

4.3 施工方案比选

根据上述施工过程，对顶推施工和节段吊装进行综合比较，比较结论见表1。

表1 施工方案比选

根据上述比较，知道顶推施工与节段吊装施工各有优缺点。顶推施工的最大优点是对现行交通影响较小，但是造价较节段吊装要高出不少；节段吊装施工最大的优点是节约造价，但是对现行交通影响较大。本项目位于机场高速公路节点位置，交通量非常大，所以选择了顶推施工，虽然增加部分造价，但是减少了施工期间对交通的影响，特别是施工期间行车安全性较高。

5 结论

通过上述比较，知道顶推施工与节段吊装施工各有优缺点，但是顶推施工最大的优点是对交通影响较小，行车安全性比较好，但是顶推施工的缺点也比较明显，就是施工较为复杂，准备工作较多，增加造价较大；节段吊装的最大优点是施工简单，造价较低，但是对行车有影响。选择何种跨越方式进行施工需要考虑项目所处位置交通量大小，对于交通量较大的建议采用顶推施工，对于交通量较小的地方建议采用节段吊装施工。