高速公路樞紐式互通匝道橋梁的設計關鍵點

嵇冬冰 （華設設計集團股份有限公司，江蘇 南京 210000）

隨著我國經濟社會的不斷發展，高速路網日益密集，各高速間的交通轉換需求愈加強烈，樞紐式互通立交橋梁設施也越來越多。由于互通式立交橋梁存在相互交叉的特點，因此在設計過程中，要在確保安全耐用的基礎上，根據當地實際情況，采取靈活的設計方法，以確保進行科學合理的設計，讓互通立交橋梁發揮出應有的作用，實現交通節點擁堵問題的緩解。顯然，對高速公路樞紐互通立交橋梁設計進行研究具有重要的現實意義。

1 互通立交橋梁的基本設計原則

1.1 實用性原則

首先，互通立交橋梁的設計必須基于實際的通行需求進行合理設計，確保安全便捷，以推動區域交通的發展；其次，要綜合考慮當地的地形環境，在確保質量的基礎上，合理控制施工成本；最后，還需要考慮自然環境的影響，避免因自然災害影響互通立交橋梁的正常使用，降低使用安全性。

1.2 結構類型的選擇原則

為確?；ネ⒔粯蛄涸O計的合理性，橋梁結構選型至關重要。互通式立交匝道半徑較大時宜采用預制結構；針對小半徑匝道橋，平曲線半徑R≥80m 時一般采用PC 現澆箱梁結構；平曲線半徑R＜80m 時，一般采用跨徑L≤20.0mRC 現澆箱梁結構；跨越通車高速的匝道橋宜采用能夠快速施工的結構形式，如預制箱梁或鋼箱梁。

結合地質條件和上部結構形式需要提出不同的下部設計方案，如在高速主線兩側的橋墩，當位于軟土路段，或主線填土高速較高時，基礎形式宜采用群樁。

2 影響互通立交橋梁設計的主要因素

2.1 道路交叉

互通立交橋梁的建設區域中通常涉及既有高速公路和地方高等級道路，因此，在設計過程中，要從宏觀角度對區域內的交通通行情況進行綜合考慮，對混合交通流進行有效分類，確保各個類型的機動車都能高效通行。通常，對于慢行交通多采用地面承載的方式，避免互通立交橋梁的建設影響周邊的交通。

2.2 洪評批復、航評批復

互通匝道橋跨越的河流、溝渠，需查詢防洪評價報告和各級水利部門的批復，如水利部門不允許水中落墩將影響橋梁跨徑布置和下部結構形式，有無防洪補償措施要求。互通匝道橋跨越航道，需核查航評報告和批復中提出的航道凈空、航道整治、助航、防撞等措施要求，尤其是航道凈空要求影響上部結構選型。

2.3 管線設置

在互通立交橋梁的建設區域中，如存在大量管線，如排污管道、排水管道、輸電線路和光纜等，這些管線對于橋梁工程的設計和施工都造成明顯的影響，一般來說，為了確保基礎設施的正常運行，通常不能直接將這些管道進行移位，而是需要根據管線的布置情況，對橋梁設計進行適當的優化調整[2]。

3 樞紐互通匝道橋梁設計關鍵點

3.1 工程概況

廣深沿江高速機場互通位于深圳市寶安區寶安國際機場西南約3km 處，為廣深沿江高速與深（圳）中（山）通道交叉所設樞紐互通，也是深中通道深圳側接線（沿江高速二期）的重要組成部分。機場互通為機場互通與機場三圍互通組成的復合型樞紐互通，其中主線總長約4km（其中約2km隧道段納入深中通道實施范圍），匝道總長約17.5km，共布設匝道19條，總投資19.37億元。

樞紐互通鳥瞰效果圖

3.2 互通方案設計分析

機場復合式互通受深圳市城市總體規劃、深圳至中山跨江通道線位、廣深沿江高速公路預留橋孔及預留互通加減速車道與匝道分合流端部、深圳地鐵11 號線預留橋孔、現狀機場福永碼頭、珠江口治導線及深中通道東人工島等控制因素的限制，通過項目組前期的溝通與協調，互通位置位已基本穩定。

根據互通預測轉向交通量、互通功能定位、周邊地形地物、工可方案以及歷次方案研討會意見，提出4個方案進行比選。

綜合比選，初步設計階段機場復合式互通式立交推薦方案一，采用渦輪形+T型+A型復合式互通方案。

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3.3 橋梁整體結構設計

3.3.1 橋梁上部結構設計

本項目主線橋和半徑≥350m的匝道橋采用了25m、30m的裝配式預應力混凝土簡支箱梁。預制小箱梁根據耐久性設計要求，考慮到沿海環境，增加了小箱梁頂、底板和腹板厚度。對于匝道半徑較小的，結合互通平面和跨越被交路的要求，采用了20m～35m的等截面支架現澆箱梁。

3.3.2 橋梁下部結構設計

3.3.2.1 橋墩設計

a.一般路段互通匝道橋，原則上均采用雙柱式橋墩。主線橋采用外擴式方形墩；條件受限時，采用門架墩。

b.柱式墩的樁柱結合部設置樁間系梁，水中系梁底面可設在常水位處；岸上系梁頂面宜置于地面以下30cm～50cm 處，以方便施工。

c.橋臺設計

橋臺設計應結合地形和地質情況，一般采用樁柱式臺、肋式臺，一般情況下：橋臺填土高H≤5m，采用柱式臺；橋臺填土高H＞5m，采用肋式臺；對于軟土地基路段橋臺，軟土層厚度大于3m，宜采用座板式臺。

3.3.3 結構抗震設計

由于該區域不屬于地震帶，因此其抗震等級設置為7度，抗震設計相對較為常規，具體來看，設計人員采用在連續梁的中間或兩端布置抗震銷的方式，避免梁體因各種原因引起的震動而導致墜落。同時，為了提高結構抗震能力，簡支梁兩端與墩柱和墩臺邊緣之間保持了80cm的安全距離。

3.3.4 橋面排水設計

豎向泄水孔在橋面靠近防撞欄處設置，間距根據橋面寬度、縱坡、橫坡及降雨強度綜合考慮，一般取4m～5m。凹曲線前后10m內、合成坡度不超過0.5%的路段需要加密至3m。

橋面排水是公路排水系統的一部分，設計時需與路基路面排水、橋面結構層內部排水總體考慮。泄水孔對應處需設置橋下排水溝，橋下設置油水分離池或沉淀池，并接入市政管網。

3.4 關鍵性安全設計

橋梁設計根據橋外危險程度及交通組成等確定防撞欄桿，并根據預測運行速度結合橋梁縱、橫坡、氣候條件等確定橋面鋪裝抗滑能力，同時注意橋墩設置位置、形式、工程措施等對行車安全性的影響?？紤]跨江貨物交通運輸，橋梁設計時適當增加結構物的安全儲備。橋梁護欄的形式已與交通工程設計人進行溝通，考慮了銜接方式。

3.5 橋梁景觀設計

橋梁景觀設計既要保持對功能、構造技術、形態美學、材料肌理的研究，又要對社會發展產生的新景觀問題及時代風尚流行保持緊密的跟蹤，應對橋梁造型方案從政治、經濟、技術、環保、歷史文化等上進行多方面考慮，從景觀高度提出造型設想。

為了確保橋梁的整體設計效果，通常要對立交坡面進行修飾。在修飾工作中，要結合具體的情況，根據坡度、橫斷面、匝道、地形和人工成本等因素進行設計，其具體的修飾則采取靈活的策略，并非一定是規則設計。通過這種設計方式，能夠營造一種自然氣息，避免駕駛人員長期行車的視覺疲勞。另外，通過在橋側種植高、中、低高度各異的喬木，增加對橋墩的遮擋，同時美化橋側的綠化效果，營造多維度、多層次的景觀空間，給人以生態自然的景觀感受。橋下空間采用開花和色葉植物進行組團式種植，露出草坪，同時對橋墩和門架進行覆綠，營造多層次多維度的景觀空間，豐富行車視線。

4 結語

總而言之，做好橋梁工程中的互通立交橋梁設計工作，是互通立交橋梁工程施工的重要基礎和關鍵前提，其設計工作水平直接關系著行車安全。因此，設計人員在工作中，要以相關標準要求和實際環境為基礎，嚴格遵循相關的標準規范，進行規范化設計，同時根據設計等級和當地的交通通行情況，注重細節，設計出完善的方案。