高速公路天橋、通道的設計體會

張 花

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，高速公路網(wǎng)覆蓋面越來越廣，一條高速公路的建成對該地域起到了舉足輕重的作用，不僅改善了當?shù)亟煌l件，而且促進了該區(qū)域經(jīng)濟和各項產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但美中不足的是，全封閉的高速公路會把沿線村莊或耕地一分為二，這樣在一定程度上影響了當?shù)厝罕姷恼Ｉ詈徒煌ㄍ鶃怼Ｒ虼丝缇€結構物天橋、通道等關系到沿線群眾的切身利益，同時也是影響當?shù)亟?jīng)濟和交通發(fā)展的重要因素，其設計是否合理至關重要。

1 選型要點

a）一般而言，高速公路天橋設置在挖方路段，通道設置在填方路段，而在小填方或零填路段設置跨線結構物則需進一步權衡。

在山嶺重丘區(qū)，小填方段設計時可優(yōu)先考慮通道，因為高速公路周邊地形地勢起伏較大，通道的凈空、接線、排水問題相對容易解決，而天橋墩臺坐落位置有限，布孔較為困難，改路接線指標較低，極易超出規(guī)范要求，且整體造價也高。

在平原微丘區(qū)，小填方路段則可首先考慮天橋，因為高速公路兩側地勢平坦，接線展線較為容易，加之天橋不受通行限高的控制，行車視野開闊、光線明亮。而下穿式通道則采光不足，通行時壓抑感強，雖然可以按照現(xiàn)行規(guī)范滿足凈空要求，但實際使用仍限制了部分超高車輛通行，相對制約了被交路的通行能力。還需指出的是下挖式通道，由于接線縱斷呈“U”字型（圖1），雨季易造成嚴重積水，會存在一定安全隱患。因此平原微丘區(qū)，跨線結構物設置上跨式天橋明顯優(yōu)于下穿式通道。

圖1 通道接線縱斷圖

b）跨線結構物兩端改路接線標準選用應合理，盡量調(diào)整路線指標使之為其服務。改路接線的設計標準一般考慮以下3方面：（a）不低于原有道路標準；（b）原有道路等級低于四級公路標準，改路盡量采用四級；（c）當?shù)厝罕姾驼螅O計標準以簽訂協(xié)議為準。而跨線結構物技術標準相對于接線標準需考慮遠期規(guī)劃，其孔徑、凈寬等應高于接線標準，以適應后期公路發(fā)展及改造需要。

在以往的改路接線設計中存在一定誤區(qū)，即某些改路設計只考慮接線指標滿足要求，或者單純考慮滿足凈空和凈高的要求，忽視了跨線結構物，使之原本屬于控制性的跨線結構物，為滿足改路需要，降低了指標或者增大了跨越能力，間接導致結構物成本增加，設計和施工難度增大。

c）排水問題對跨線結構物的選型也起到一定影響，這點在平原微丘區(qū)小填方路段特別明顯。例如某高速公路存在一處垂直交叉的機耕道路，路基填方高度約3.2 m，這種情況下設計方案一般考慮兩種，一是采用20 m+32 m+20 m預應力混凝土連續(xù)梁橋上跨高速公路；二是采用一孔6 m×4 m箱型通道下穿高速公路。綜合對比方案，為了滿足凈空需求，天橋兩側接線標高需要提升，造成占地增加，且天橋成本遠高于通道。由于高速公路兩側地形平坦，設置通道則容易在雨季造成積水問題，周圍又無自然溝渠可將通道內(nèi)水排出，嚴重影響正常通行，故建議此類情況下選用天橋方案為宜。

d）跨線結構物選型時應考慮遠期交通規(guī)劃，但也要避免盲目擴大規(guī)模。在具體選型時，應結合當?shù)卣蚪煌ú块T的規(guī)劃來擬定凈寬、凈高等技術指標，適應下一步地域發(fā)展的需求，但也不能無限制地擴大，這樣會造成不必要的土地和資源浪費。

2 設計要點

a）仔細調(diào)查高速公路沿線交叉道路，需要掌握被交道路的等級、用途、地下管網(wǎng)、地上管線以及交通遠期規(guī)劃等情況，積極與當?shù)厝罕姾驼?lián)系，解釋設計意圖和目的，讓當?shù)厝罕姾驼Y合實際情況提出修改意見，并加以采納。改移接線時充分考慮群眾出行便捷，避免不必要的彎道繞行，與高速主線較近的情況布設時盡量以高速邊界控制，以減少占地。

b）跨線結構物通道、天橋設計時，路線走向盡可能與原有道路一致，設計高度盡量控制在規(guī)范值內(nèi)，這樣既可以避免改建原有道路造成大量的線外工程，又減少多余占地，尤其是對高等級公路更要減少干擾。

c）全面分析原有路網(wǎng)情況，通過歸并、改移等方法，減少原有道路和高速公路的交織，有效減少結構物數(shù)量，使得工程造價和占地得到降低，同時還可以將原有道路的等級進行提升，以彌補道路數(shù)量減少的損失。

d）在滿足規(guī)范和節(jié)省投資的前提下，適當提高跨線結構物的標準，便于沿線群眾的通行和生活，同時達到安全、實用、美觀的要求。通道的孔徑可按原有路寬和發(fā)展需求選定，通道凈高一般為汽車通道大于等于4.5 m，機耕通道大于等于3.5 m，人行通道大于等于2.8 m，通道寬度大于等于4.0 m，但孔徑凈高應控制在合理范圍內(nèi)，防止不必要的浪費。天橋的跨徑和型式應根據(jù)跨越高速公路的寬度、高度、交角及地形、地質(zhì)等情況確定，其橋面寬度不宜小于5.5 m。

e）為了降低投資和減少對周圍環(huán)境的破壞，跨線結構物天橋、通道設計時盡量采用統(tǒng)一的結構型式，使用機械化、工廠化以及標準化高的方案，力求做到方便施工、縮短工期、降低造價。

f）天橋設計應考慮整體的景觀效應，將自然景觀、人文景觀與公路融為一體，減少對自然環(huán)境的影響。天橋作為一種分離式立體交叉，既有自身特有的立體感，與公路結合在一起又有層次感，因此在設計中應通過優(yōu)化橋型方案，因地制宜地提升天橋、高速公路與周圍景觀三者之間的協(xié)調(diào)性和美觀性，創(chuàng)造更加豐富多彩的視覺感。

3 設計建議

a）應加強與當?shù)馗骷壊块T的聯(lián)系。在以往公路勘察設計時通常側重于勘查和測設，卻容易忽視與當?shù)厝罕姟⒄臏贤▍f(xié)調(diào)，或只是同相關部門簽署設計協(xié)議，而較少地深入了解當?shù)厝罕娨鈭D，導致施工受阻或產(chǎn)生不必要的設計變更。所以越注重前期的協(xié)調(diào)溝通，越可以減少后期的變更麻煩。例如陽左高速穿越某山嶺時跨越2條相鄰100 m的機耕路，按現(xiàn)行規(guī)范標準，兩路可以合并設置，但因為兩路隸屬不同自然村，分歧較大，后經(jīng)多方充分協(xié)商溝通，同意采用改路方案并設置一座天橋，避免兩處均設置結構物導致整體成本增加，施工周期增長的問題。

b）排水問題應該足夠重視。對于平原微丘區(qū)，合理的路基高度是衡量一條高速公路總體設計是否成功的重要指標。因為一方面合理的路基高度有利于減少占地、降低造價，另一方面又是影響通道涵洞排水是否順暢的重要因素。這兩者要統(tǒng)籌兼顧、綜合考慮，不能顧此失彼，一味追求降低造價而壓低縱斷。對于沿線道路管網(wǎng)較多的，因為排水問題，主線縱斷面設計時應避免設置下挖通道，除非能將水引至自然溝渠內(nèi)順利排走。從以往實施的項目來看，即使采取措施將下挖式通道內(nèi)水引至設置的蒸發(fā)池內(nèi)，但排水效果有限，在降雨季節(jié)還是不能有效解決排水問題，安全隱患頗多。因此，對下挖式通道不能解決排水問題時，我們就應該改設上跨天橋保證通行和周邊涵洞一并考慮排水設計。

c）仔細現(xiàn)場勘探調(diào)查，合理選擇方案，盡量減少對附近環(huán)境和結構物的影響。例如陽左高速公路在K2+970處與一條山路交叉，主線為分離式路基，挖方高度7.5 m，被交路一側為溝壑，一側為陡坡，小樁號路線前進方向右側為居民區(qū)（圖2原天橋及接線平面圖）。原設計采用20 m+25 m+25 m+20 m預應力混凝土連續(xù)梁橋上跨高速公路，橋梁下部結構為獨柱墩、柱式臺、樁基礎，橋址地質(zhì)為2～4 m的粉質(zhì)黏土覆蓋層，以下為強風化、中風化的石灰?guī)r。考慮到樁基礎施工采用爆破或沖擊鉆成孔時，會對附近村民的房屋產(chǎn)生擾動，因此優(yōu)化橋型為2-30 m預應力混凝土簡支箱梁，下部采用重力式臺、擴大基礎。優(yōu)化后不僅減少了橋長，降低了造價，而且選用擴大基礎人工挖孔的方式，將對村民的房屋干擾降到了最低。

圖2 原天橋及接線平面圖

d）跨線結構物設計前除按規(guī)范詳細測量外，還應考慮到各種可能出現(xiàn)的施工因素。例如在山嶺重丘區(qū)隧道進出口附近設置通道涵時，通常限于地形復雜，運輸不便，會有隧道就近棄渣導致通道所在溝壑被填的問題，因此此類通道不宜設在溝壑中心，而應選擇在坡岸位置，這樣既解決了隧道棄渣問題，又減小了結構物長度。同樣地，對山嶺區(qū)深挖方且連續(xù)棄方較多的段落，通道涵的設置也要同路基的棄方一并考慮，在不影響通道自身安全性和排水情況下，也可以考慮岸坡設涵。

e）對一些特殊路段，合理選用改路接線中的等外路標準尤為重要。特別是在人煙稀少的山嶺重丘區(qū)，本身跨線構造物設置就困難，正常的改路接線也很艱難，所以我們有必要先保證跨線構造物的自身設置可行，不能局限于最小四級路的改路接線指標，而是應配合跨線結構物合理選用等外路為其服務。

4 結語

評價一條高速公路天橋、通道設計的優(yōu)劣，不僅需要設計者自身的審視，也需要評審專家的意見，更需要當?shù)厝罕姷脑u定。如何能設計出讓沿線群眾滿意，政府認可的跨線結構物，這是設計者應時刻考慮的問題。