談涉路工程安全評估的若干要點

夏 楷

(安徽省交通規(guī)劃設計研究院有限公司，安徽合肥 230088)

在安徽省委、省政府提出東向發(fā)展戰(zhàn)略決策的指導下，為加速發(fā)展產業(yè)集中區(qū)基礎設施建設，各地市必須迅速拉開城市框架，完善城市道路網骨架，實現(xiàn)老城區(qū)與產業(yè)集中區(qū)的快捷聯(lián)系。在這樣的大背景下，各地市城市干道上跨、下穿高速公路項目數(shù)量激增，而現(xiàn)階段市政道路設計單位大多無公路設計資質，施工單位水平也良莠不齊，為確保施工期間高速公路行車安全，盡可能減小道路施工對高速公路正常運營的影響，蕪湖、宣城等地業(yè)主多次委托我院進行相關咨詢評估工作，相關咨詢報告均順利通過高速業(yè)主審查。本文以宣城市開發(fā)區(qū)日新路高架橋項目為例，就設計及施工安全方案咨詢評估的要點進行分析，以供參考。

1 項目概況

日新路高架橋連接宣城市主城區(qū)和西部片區(qū)之間的主要干道和交通走廊，也是宣城市的出城干道，在城市規(guī)劃和建設布局中具有舉足輕重的地位。

日新路高架橋是由主橋上跨滬渝高速宣廣段(以下簡稱宣廣高速)、東北向引橋上跨規(guī)劃倪沖路、西南向引橋組成，橋梁起點樁號 -0-420.7，終點樁號 -0-056.7，全長 364 m;其中上跨宣廣高速公路范圍內橋長114 m，采用(32+50+32)m等截面鋼箱梁連續(xù)梁結構跨越高速公路。橋梁與宣廣高速公路交叉處高速公路全寬24.5 m，交叉角度為90°，交叉樁號為-0-188.7(日新路)、K290+042(宣廣高速)。

2 評估所需資料收集

接受業(yè)主委托后，我院即組織前往現(xiàn)場踏勘并收集相關資料，并要求施工單位對交叉處高速公路現(xiàn)狀高程進行實測，同時收集的評估依據(jù)有:高架橋梁工程施工圖設計文件、地勘報告、橋梁結構計算書、施工單位編制的高架橋鋼箱梁施工組織設計方案等。

相關資料收集完整后，即依據(jù)安徽省《涉路工程安全評價規(guī)范》等規(guī)范開展相關評估工作。

3 評估要點

3.1 高架橋對高速公路建筑限界和用地范圍的影響

為保證車輛、行人通行安全，上跨橋梁不得侵占高速公路路面、橋面上規(guī)定高度和寬度范圍內空間界限。依照國家規(guī)定已征用的高速公路用地及其沿線設施，受國家保護。評估需根據(jù)委托單位提供的高架橋設計資料及現(xiàn)場實測成果，分析擬建高架橋對現(xiàn)有高速公路建筑限界和用地范圍的占用情況，提出相關意見或建議見圖1。并根據(jù)高速公路未來擴建的需要，評估上跨橋對高速公路擴建后的建筑限界和用地范圍的影響。

圖1 交叉處高速公路用地范圍（單位：cm）

1)對現(xiàn)狀四車道高速公路的影響。

a.交叉處高速公路凈空大于5.5 m，上跨橋橋墩位于建筑限界之外，上跨橋跨越方案滿足高速公路建筑限界要求。

b.施工時對高速公路的排水設施進行了破壞，在施工前應新建臨時排水設施，確保施工過程中高速公路及上跨橋排水暢通。施工結束后及時恢復高速公路路基兩側排水設施至原狀。

c.上跨橋設計單位提供的相關資料顯示，上跨橋在上跨宣廣高速公路范圍內(8號墩及9號墩之間)采用集中排水，由橋墩位置排至地面。該集中排水應與高速公路兩側排水溝進行銜接，保證高速公路路基安全，見圖2。

d.日新路高架橋與宣廣高速公路交叉角度為90°，符合安徽省DB 34/T790-2008涉路工程安全評價規(guī)范條文4.4.3:“公路跨越公路一般采用垂直交叉;必須斜交時，其交角不應小于60°;特殊情況下不應小于45°;山嶺地區(qū)特別困難路段不應小于30°”的規(guī)定。

2)對遠期高速公路擴建八車道的影響。

圖2 交叉處高速公路東側邊坡及9號墩

宣廣高速公路遠景將按八車道高速公路標準進行擴建，擴建后路基寬42.0 m。

a.根據(jù)對設計成果的核算及對現(xiàn)狀已施工的8號墩與9號墩實測結果顯示，上跨橋墩柱邊緣垂直高速公路方向凈寬為48 m。若高速公路擴建采用在現(xiàn)有路基兩側綁寬至42 m方案，則高速公路土路肩邊緣距離承臺凈距僅0.25 m，距離墩柱邊緣僅3 m，側向凈寬不足，現(xiàn)狀8號、9號橋墩、承臺必將侵入公路用地范圍;高速公路拓寬施工將會對橋墩、承臺形成擾動并增加荷載，設計單位應對樁基安全性及高速公路擴建施工可行性做進一步研究，明確處理方案。

b.根據(jù)設計文件橋面設計標高，并結合對現(xiàn)狀高速公路路面標高實測數(shù)據(jù)，對高速公路擴建后路面橫坡、縱坡核算后的最不利點凈空進行核算，凈空大于5.5 m，可滿足凈空要求。

3.2 高架橋對高速公路行駛車輛識別視距和停車視距的影響

擬建高架橋的實施，對高速公路行車的通視條件產生影響。尤其是在平曲線半徑較小、縱面指標較低的路段，高架橋橋墩、臺若遮擋駕駛人員視線，將嚴重影響行駛安全。評估報告對擬建高架橋處高速公路視距影響情況進行深入研究和分析，采用視距包絡圖進行視距檢驗，分析高架橋設計方案是否滿足高速公路的視距要求。日新路上跨宣廣高速公路橋梁起點樁號為-0-420.7，終點樁號為-0-056.7，全長364 m;其中上跨滬渝高速公路橋長114 m，采用(32+50+32)m等截面鋼箱梁連續(xù)梁結構跨越高速公路。交叉處宣廣高速樁號為K290+042，交角為90°，交叉段高速公路為直線段，實測縱坡為1.69%，日新路高架橋施工區(qū)域也位于直線段范圍。

1)行車視距影響分析。

宣廣高速公路原設計速度為100 km/h，安全停車視距為160 m。視距影響采用視距包絡圖進行檢驗，以外側行車道中心為視點，外側行車道邊緣為目標位置，經檢驗滿足設計速度100 km/h高速公路安全停車視距160 m的要求。考慮到今后宣廣高速可能按照120 km/h高速公路進行擴建，按照設計速度120 km/h高速公路安全停車視距210 m檢驗，也可滿足要求。

2)交通標志識別視距影響分析。

現(xiàn)狀宣廣高速公路蕪湖→宣城方向路線右側K290+480，K289+980處分別設置有編號為“出口288”的“宣城西、南陵、涇縣”1 km，500 m的預告標志見圖3。在封閉蕪湖→宣城方向半幅交通時，在另半幅的行駛車輛由于橫向距離較遠，交通標志識別視距存在影響，較難識別該出口指示標志，對出口提前判斷準備時間不足。因此，交通組織方案需在中央分隔帶增設臨時矩形指示標志，告知出口信息。

3.3 高架橋結構安全評估

對擬建高架橋跨越高速公路主跨鋼箱梁連續(xù)梁結構安全性進行評估，對橋梁在正常使用極限狀態(tài)下，主梁的最大有效應力、最小有效應力進行核算，同時對在最不利工況下，主梁局部點最大位移進行核算，核查是否滿足規(guī)范要求，確保橋梁結構自身安全性。

圖3 K290+480，K289+980處出口標志

日新路高架橋主梁采用雙邊箱梁形式，梁高2.7 m，寬度為40.0 m，橫坡由頂板形成。主墩采用圓形墩柱接群樁基礎，上設頂系梁，承臺為工字形承臺。主墩直徑2.0 m，樁徑1.8 m。

利用有限元分析軟件MIDAS/CIVIL，建立主橋三維計算模型。采用平面應力板單元模擬鋼箱梁，對主橋關鍵部位正常使用極限狀態(tài)下的應力進行了驗算，同時驗算了主橋在恒載、活載及最不利組合作用下主梁的撓度。根據(jù)結構驗算結果可得出以下結論:

1)正常使用極限狀態(tài)下，主梁的最大有效應力(von-Mises應力)為 119.42 MPa、最小有效應力(von-Mises應力)為 5.74 MPa，發(fā)生在中跨跨中橫隔板及腹板位置處，均滿足規(guī)范要求。

2)在最不利工況下，主梁局部點最大位移為7.82 cm，剛度滿足規(guī)范和設計要求。

3.4 鋼箱梁施工方案、交通安全方案的評估

上跨橋施工及運營期間，對高速公路的正常運營及行車安全帶來很大影響。評估需從保障高速公路自身結構安全和運營安全的角度出發(fā)，在對施工單位編制的鋼箱梁施工方案及施工交通安全方案充分研究的基礎上，對擬建高架橋提出相關意見和要求，供高速公路管理單位、日新路項目業(yè)主單位及施工單位參考。

1)支架搭設方案需深入研究并完善細部設計。

a.鋼箱梁架設過程中需搭設貝雷支架，施工方案采用分左右幅搭設，搭設半幅時封閉該方向高速公路通行，利用另半幅車道保障半幅雙向通行;該幅支架搭設完成后，完成該側鋼箱梁架設。為保證中段箱梁穩(wěn)定性，需在中央分隔帶兩側對稱搭設兩排支架，這樣將造成一排支架侵入行車區(qū)域，存在一定安全隱患。建議進一步核查計算在減少一排支架情況下的箱梁受力安全，若必須采用該方案，應在保證高速路面安全荷載的前提下，盡可能減小支架底部條形混凝土承重基礎的尺寸;同時做好施工期間的交通組織設計，設置好完善的預告、警示標志及錐形標，引導車輛安全通過施工區(qū)域，減小對高速公路行車的干擾。

b.為防止車輛通過時側向偏移撞擊支架造成的鋼箱梁垮塌，應在支架靠近行車區(qū)域外側增設防撞墻，自支架下部高度應不小于1.2 m;同時應加強臨時支架的正面防撞措施，增加夜間主動反光及照明措施。

2)不同施工階段對應的交通組織方案需進行專題設計。

a.半幅封閉交通時可利用宣廣高速現(xiàn)狀K292+025及K289+725預留中央分隔帶開口組織交通，相關臨時標志、錐形標、警示燈、防撞設施等的設置應符合安徽省地方標準，并通過行業(yè)主管部門審批后方可施工。

b.由于施工期間在封閉蕪湖→宣城方向半幅交通時，出口標志信息識別視距不足，需在中央分隔帶增設臨時矩形指示標志，告知出口信息，避免車輛誤行(見圖4)。

c.由于施工封閉路段宣城→蕪湖方向為長下坡段，建議在該路段增設減速振蕩標線，以確保車輛減速通過施工區(qū)域。

圖4 施工期間臨時標志

3)應急預案及應急組織機構應完善，并明確施工信息發(fā)布渠道。

a.做好施工期間發(fā)生安全事故時的應急預案，明確應急救援組織機構構成人員及聯(lián)系方式，機構應包含宣廣高速公路有限責任公司、路政、交警、宣城經濟技術開發(fā)區(qū)建設投資有限公司、施工單位等相關部門主要負責人。明確故障車、事故車輛的清障處理方案及時間節(jié)點控制，在最短時間內清除路障，盡快疏通高速公路。

b.施工過程中，應通過設置相關警示標志、發(fā)卡時口頭提示、道路沿線電子顯示屏等及時發(fā)布施工信息，提示駕駛員行駛至施工路段謹慎駕駛，同時禁止超高、超寬車輛駛入高速公路。

c.應在封閉半幅交通前會同交警、路政部門協(xié)商確定擁堵疏導措施，提前研究明確大規(guī)模擁堵發(fā)生時的一級緊急預警交通分流組織方案，并確定事故傷員的緊急救治行車路線。

4)為確保橋梁建成后高速公路行車安全，建議在橋墩迎車面增設反光標記;同時在高架橋橋頭非機動車道端部增設立柱，禁止機動車輛進入非機動車道。

5)上跨橋在跨越現(xiàn)狀及擴建后高速公路的跨徑長度范圍內兩側需設置防落網，其高度不低于2.5 m、網孔不大于0.25 cm2，式樣及強度應滿足JTJ D81-2006公路交通安全設施設計規(guī)范及JTG/T D81-2006公路交通安全設施設計技術細則等技術標準。橋梁兩側防撞護欄結構設計須保證公路運營的絕對安全。

4 結語

涉路工程安全評估需要對現(xiàn)狀設計資料及現(xiàn)場情況充分調查的基礎上，作出客觀、科學的評估判斷，把握住評估的要點是保證咨詢評估質量、提高工作效率的關鍵。本文結合宣城市日新路高架橋設計及施工安全方案咨詢評估的工程實際，對涉路工程安全評估的若干要點作簡要分析，以期對類似評估工作起到一定的借鑒意義。

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