交叉口立體交通工程設計要點分析

凌 晨

（廣州市市政工程設計研究總院有限公司,廣東 廣州 510000）

0 概述

黃果樹大街—市府路交叉口立體交通工程位于貴州省安順市，隨著安順市旅游等產業的不斷發展，汽車保有量逐步增加，城市內交通擁堵現象逐步加劇，尤其是在市內的主干道的交叉路口區域，更是交通堵塞的高發地點[1]。交通堵塞給安順市居民的日常出行造成了諸多不便，為此安順市政府開始加大交通改造的投入。黃果樹大街為安順市東西向主要交通要道，道路通達性要求高；市府路規劃為城市主干路，將穿越貴昆鐵路與鐵路以南出口高速收費站銜接，當前黃果樹大街與市府路交叉口交通擁堵情況嚴重，高峰期車輛行人等待時間更是達到令人難以忍受的地步。因此需要對黃果樹大街和市府路大街的交叉口進行立體交通設計。設計內容包含道路、橋梁、交通、排水、照明、綠化等。工程總投資2.66億元，其中工程費用約1.52億元。

1 項目技術標準及總體方案

1.1 項目技術標準

該項目設計的道路中黃果樹大街是城市主干路，雙向六車道，設計車速為60 km/h，市府路是城市主干路，設計車速為40 km/h。橋梁設計載荷為城—A級，行車凈空不少于5.0 m，人行凈空不少于2.5 m。抗震等級按照地震烈度6級設防。路面設計載荷為BZZ-100。橋面防水等級為Ⅰ級。

1.2 工程總體方案

黃果樹大街—市府路交叉口目前為十字平面交叉口，現狀為平交口，人車混行過街，通行效率低，存在安全隱患。黃果樹大街現狀雙向六車道，東端連接貴黃公路，連接貴安新區及貴陽市，西端連接繞城高速，承擔了東西部交通連接骨干通道功能。市府路南起黃果樹大街，連接龍宮大道，北至安順市人民政府，為主要的高速入城通道，負擔著城內交通及出入城交通。

綜合考慮黃果樹大街—市府路交叉口現狀情況，該項目總體方案設計如下：沿黃果樹大街方向設置跨線橋上跨市府路，分離南北向與東西向直行交通，緩解通行壓力，并在跨線橋兩側設置地面輔助，以滿足地面交通轉向需求。

2 交叉口立體交通橋梁設計要點

2.1 橋梁分跨、分聯布置

橋梁分跨除考慮橋梁結構的受力合理性、施工可行性、經濟適用性外，還應該考慮以下因素：1）地面交通組織；2）避免與既有構筑物、地下管線、地上桿線、既有道路、鐵路等沖突；3）橋臺臺后填土高度以3～4 m控制；4）為方便施工，跨度、分聯類型宜盡量減少。

考慮到以上因素，并結合以往經驗，引橋標準路段采用30 m左右的跨徑組合較為合適；跨越路口段根據地面道路橫向寬度及交叉口設計加大跨徑，鄰跨則考慮合理比例，在市府路路口處，考慮路口寬度約20 m，同時考慮橋下凈空、視距等因素，主跨跨徑采用50 m，兩側邊跨下均設有調頭車道，考慮施工期間交通組織需求以及邊中跨合理比例，邊跨跨徑采用35 m。為避免設置過長的引道以及過高的引道擋墻，同時考慮經濟性，兩側橋臺高度盡量控制在3～4 m。

綜上，橋梁全長共分3聯，具體布置如下：（引橋3×30 m）+（主橋 35+50+35 m）+（引橋3×30 m），總長300 m。

2.2 橋梁斷面選型

該項目的跨線橋斷面選型主要是雙幅分離式斷面，由于項目主橋上跨市府路，設計斷面采用雙向六車道，若采用整幅式斷面，橋梁寬度太大，達到27.5 m，不利于結構受力，且后期維修、保養，比如更換支座等，需全封閉交通，影響較大，綜合相關因素之后，選擇雙幅分離式斷面，單幅斷面寬度13.5 m。

2.3 橋梁結構選型

該項目建設旨在緩解交通擁堵現狀，工期要求較為緊張，同時需要兼顧一定的景觀效果。因此結構選型時優先考慮施工工藝成熟、工期較短，且有一定外觀造型的結構形式。對此，該項目主橋優先選擇變高度連續鋼箱梁或者變高度現澆預應力混凝土連續箱梁，兩者的比較情況如表1所示。

表1 主橋結構方案比較

綜合兩種橋梁的特點，并且結合項目的實際情況，由于該項目地處城市交通主干道，因此為了最大限度地減少施工期間對交通的影響，同時縮短施工工期，所以主橋采用了變高度連續鋼箱梁[2]。

2.4 橋梁結構設計

2.4.1 總體布置

結合前文的相關選型分析，可以得出當前項目橋梁結構的設計，總體上當前項目的橋梁結構布置為：（3×30）m現澆預應力混凝土連續箱梁+（35+50+35）m變高度連續鋼箱梁+（3×30）m現澆預應力混凝土連續箱梁，橋梁部分的長度為300 m[3]。

2.4.2 橫斷面布置

橫斷面布置是橋梁設計的重點之一，結合黃果樹大街的實際情況以及交通現狀的調查，該項目橫斷面在設計中采用的是雙幅分離式布置，單幅橋面寬度為13.5 m，為三車道設計，兩橋之間有0.5 m的鏤空帶，在該鏤空帶中可以設置一些綠植隔斷，橫斷面布置圖見圖1所示。

圖1 主橋變高度連續鋼箱梁橫斷面圖

2.4.3 上部結構

該項目橋梁的上部結構中主橋設計方案為變高度連續鋼箱梁，支點梁高2.7 m，跨中及兩端梁高1.7 m，考慮鋼箱梁的制作、運輸條件，鋼箱梁橫斷面設置兩片預制箱室，頂板寬度3.2 m，底板寬度2.525～2.775 m，兩片預制箱室之間為現場拼接箱室，寬度2 m，兩側懸臂寬度2.5 m，縱向每隔2 m設置一道橫隔板；端橫梁寬度1.9 m，中橫梁寬度2.8 m。引橋設計方案為梁高1.8 m，采用單箱雙室截面，懸臂長2.5 m，箱室寬度4.131 m，腹板厚度由45 cm變化到60 cm，腹板斜率1∶4，頂板厚度25 cm，底板厚度22 cm，端橫梁寬1.2 m，中橫梁寬2 m[4]。

2.4.4 下部結構

隨著近兩年橋梁問題的不斷產生，社會各界對于橋梁的設計提出了新的要求，因此在這種背景下，主橋橋墩的設計顯得至關重要。該工程主橋及引橋橋墩均采用花瓶墩，橋墩底部尺寸為2.8（橫向）×1.2（縱向）m，頂部尺寸為4.9（橫向）×1.2（縱向）m，基礎采用直徑1.5 m鉆孔灌注樁。過渡墩橋墩采用花瓶墩，橋墩底部尺寸為2.8（橫向）×1.2（縱向）m，頂部尺寸為4.9×2 m，基礎采用直徑1.5 m鉆孔灌注樁，橋臺采用薄壁式橋臺，臺背厚度0.8 m，臺身厚度1 m，基礎采用直徑1.2 m鉆孔灌注樁[5]。

3 耐久性設計要點

耐久性設計是立體交通工程設計的另一個重點，主要可以從以下幾個方面來分析。

3.1 混凝土結構耐久性設計

在橋梁設計項目技術標準中該橋梁的設計基準期為100年，使用環境為一般環境，因此混凝土的強度等級以及水膠比必須滿足Ⅰ類環境條件的基本要求，具體見表2所示。

表2 混凝土等級及水膠比

除了混凝土強度以及水膠比之外，鋼筋方面需要考慮鋼筋的最小保護層厚度必須滿足設計要求，這樣才能確保橋梁的耐久性。在前期對工廠地區進行考察的時候發現，該地區的地下水具有微腐蝕性，因此樁基混凝土在設計中需要注意以下幾點，第一，煤灰水泥質量不宜大于25%，粉煤灰的質量應滿足Ⅱ級以上粉煤灰的要求。第二，要使用高效的減水劑。第三，混凝土抗氯離子滲透性不大于2 000。第四，提高混凝土標號為C35。第五，適當增加樁基保護層厚度。

3.2 鋼結構耐久性設計

主體鋼結構的耐久性設計主要是防腐，防腐配套方案的保質期為25年，橋梁外部空氣區腐蝕環境為C3，防腐配套方案如表3所示。

表3 防腐配套方案

除此之外的支座鋼材、橋梁欄桿以及預埋件等構件的防腐配套方案保質期為15年。

4 橋梁樁基施工要點

該項目橋梁樁基施工的要點主要是對于巖溶區域的樁基施工的特別注意事項。安順市的地質結構特點是巖溶區域較多，雖然該工程距離較短，但是在設計中依然需要考慮巖溶地區的樁基施工處理，巖溶地區橋梁樁基施工處理主要采用鋼護筒護壁+小溶洞充填封閉法、溶洞預注漿處理+鋼護筒護壁法進行處理。對于中大溶洞或較復雜的溶洞，應采用溶洞預注漿處理+鋼護筒的組合方案，以溶洞預注漿處理為主，以鋼護筒護壁為輔。施工單位應做好應急預案，充分準備好巖溶處理所需的材料和設備，如鋼護筒、砂包、土袋、注漿材料和注漿設備等。在項目施工之前，需要對地質進行準確的勘探，開展動態設計，分批提供各墩各樁的設計確定值標高和樁長[6]。

5 結語

隨著我國經濟的不斷發展，汽車保有量持續增加，很多地區已經出現了較為嚴重的交通擁堵情況，立體交通改造是緩解交通擁堵的重要方式。該文以貴州省安順市黃果樹大街—市府路交叉口立體交通工程為案例，分析了交叉口立體交通工程的設計要點，通過要點分析可以為類似工程提供一定的參考，同時也能豐富我國交通設計的理論研究。