高速公路天桥、通道的设计体会

2015-01-11张花

山西交通科技 2015年2期

张花

（山西省交通科学研究院，山西太原 030006）

随着我国经济的飞速发展，高速公路网覆盖面越来越广，一条高速公路的建成对该地域起到了举足轻重的作用，不仅改善了当地交通条件，而且促进了该区域经济和各项产业的发展。但美中不足的是，全封闭的高速公路会把沿线村庄或耕地一分为二，这样在一定程度上影响了当地群众的正常生活和交通往来。因此跨线结构物天桥、通道等关系到沿线群众的切身利益，同时也是影响当地经济和交通发展的重要因素，其设计是否合理至关重要。

1 选型要点

a）一般而言，高速公路天桥设置在挖方路段，通道设置在填方路段，而在小填方或零填路段设置跨线结构物则需进一步权衡。

在山岭重丘区，小填方段设计时可优先考虑通道，因为高速公路周边地形地势起伏较大，通道的净空、接线、排水问题相对容易解决，而天桥墩台坐落位置有限，布孔较为困难，改路接线指标较低，极易超出规范要求，且整体造价也高。

在平原微丘区，小填方路段则可首先考虑天桥，因为高速公路两侧地势平坦，接线展线较为容易，加之天桥不受通行限高的控制，行车视野开阔、光线明亮。而下穿式通道则采光不足，通行时压抑感强，虽然可以按照现行规范满足净空要求，但实际使用仍限制了部分超高车辆通行，相对制约了被交路的通行能力。还需指出的是下挖式通道，由于接线纵断呈“U”字型（图1），雨季易造成严重积水，会存在一定安全隐患。因此平原微丘区，跨线结构物设置上跨式天桥明显优于下穿式通道。

图1 通道接线纵断图

b）跨线结构物两端改路接线标准选用应合理，尽量调整路线指标使之为其服务。改路接线的设计标准一般考虑以下3方面：（a）不低于原有道路标准；（b）原有道路等级低于四级公路标准，改路尽量采用四级；（c）当地群众和政府要求，设计标准以签订协议为准。而跨线结构物技术标准相对于接线标准需考虑远期规划，其孔径、净宽等应高于接线标准，以适应后期公路发展及改造需要。

在以往的改路接线设计中存在一定误区，即某些改路设计只考虑接线指标满足要求，或者单纯考虑满足净空和净高的要求，忽视了跨线结构物，使之原本属于控制性的跨线结构物，为满足改路需要，降低了指标或者增大了跨越能力，间接导致结构物成本增加，设计和施工难度增大。

c）排水问题对跨线结构物的选型也起到一定影响，这点在平原微丘区小填方路段特别明显。例如某高速公路存在一处垂直交叉的机耕道路，路基填方高度约3.2 m，这种情况下设计方案一般考虑两种，一是采用20 m+32 m+20 m预应力混凝土连续梁桥上跨高速公路；二是采用一孔6 m×4 m箱型通道下穿高速公路。综合对比方案，为了满足净空需求，天桥两侧接线标高需要提升，造成占地增加，且天桥成本远高于通道。由于高速公路两侧地形平坦，设置通道则容易在雨季造成积水问题，周围又无自然沟渠可将通道内水排出，严重影响正常通行，故建议此类情况下选用天桥方案为宜。

d）跨线结构物选型时应考虑远期交通规划，但也要避免盲目扩大规模。在具体选型时，应结合当地政府或交通部门的规划来拟定净宽、净高等技术指标，适应下一步地域发展的需求，但也不能无限制地扩大，这样会造成不必要的土地和资源浪费。

2 设计要点

a）仔细调查高速公路沿线交叉道路，需要掌握被交道路的等级、用途、地下管网、地上管线以及交通远期规划等情况，积极与当地群众和政府联系，解释设计意图和目的，让当地群众和政府结合实际情况提出修改意见，并加以采纳。改移接线时充分考虑群众出行便捷，避免不必要的弯道绕行，与高速主线较近的情况布设时尽量以高速边界控制，以减少占地。

b）跨线结构物通道、天桥设计时，路线走向尽可能与原有道路一致，设计高度尽量控制在规范值内，这样既可以避免改建原有道路造成大量的线外工程，又减少多余占地，尤其是对高等级公路更要减少干扰。

c）全面分析原有路网情况，通过归并、改移等方法，减少原有道路和高速公路的交织，有效减少结构物数量，使得工程造价和占地得到降低，同时还可以将原有道路的等级进行提升，以弥补道路数量减少的损失。

d）在满足规范和节省投资的前提下，适当提高跨线结构物的标准，便于沿线群众的通行和生活，同时达到安全、实用、美观的要求。通道的孔径可按原有路宽和发展需求选定，通道净高一般为汽车通道大于等于4.5 m，机耕通道大于等于3.5 m，人行通道大于等于2.8 m，通道宽度大于等于4.0 m，但孔径净高应控制在合理范围内，防止不必要的浪费。天桥的跨径和型式应根据跨越高速公路的宽度、高度、交角及地形、地质等情况确定，其桥面宽度不宜小于5.5 m。

e）为了降低投资和减少对周围环境的破坏，跨线结构物天桥、通道设计时尽量采用统一的结构型式，使用机械化、工厂化以及标准化高的方案，力求做到方便施工、缩短工期、降低造价。

f）天桥设计应考虑整体的景观效应，将自然景观、人文景观与公路融为一体，减少对自然环境的影响。天桥作为一种分离式立体交叉，既有自身特有的立体感，与公路结合在一起又有层次感，因此在设计中应通过优化桥型方案，因地制宜地提升天桥、高速公路与周围景观三者之间的协调性和美观性，创造更加丰富多彩的视觉感。

3 设计建议

a）应加强与当地各级部门的联系。在以往公路勘察设计时通常侧重于勘查和测设，却容易忽视与当地群众、政府的沟通协调，或只是同相关部门签署设计协议，而较少地深入了解当地群众意图，导致施工受阻或产生不必要的设计变更。所以越注重前期的协调沟通，越可以减少后期的变更麻烦。例如阳左高速穿越某山岭时跨越2条相邻100 m的机耕路，按现行规范标准，两路可以合并设置，但因为两路隶属不同自然村，分歧较大，后经多方充分协商沟通，同意采用改路方案并设置一座天桥，避免两处均设置结构物导致整体成本增加，施工周期增长的问题。

b）排水问题应该足够重视。对于平原微丘区，合理的路基高度是衡量一条高速公路总体设计是否成功的重要指标。因为一方面合理的路基高度有利于减少占地、降低造价，另一方面又是影响通道涵洞排水是否顺畅的重要因素。这两者要统筹兼顾、综合考虑，不能顾此失彼，一味追求降低造价而压低纵断。对于沿线道路管网较多的，因为排水问题，主线纵断面设计时应避免设置下挖通道，除非能将水引至自然沟渠内顺利排走。从以往实施的项目来看，即使采取措施将下挖式通道内水引至设置的蒸发池内，但排水效果有限，在降雨季节还是不能有效解决排水问题，安全隐患颇多。因此，对下挖式通道不能解决排水问题时，我们就应该改设上跨天桥保证通行和周边涵洞一并考虑排水设计。

c）仔细现场勘探调查，合理选择方案，尽量减少对附近环境和结构物的影响。例如阳左高速公路在K2+970处与一条山路交叉，主线为分离式路基，挖方高度7.5 m，被交路一侧为沟壑，一侧为陡坡，小桩号路线前进方向右侧为居民区（图2原天桥及接线平面图）。原设计采用20 m+25 m+25 m+20 m预应力混凝土连续梁桥上跨高速公路，桥梁下部结构为独柱墩、柱式台、桩基础，桥址地质为2～4 m的粉质黏土覆盖层，以下为强风化、中风化的石灰岩。考虑到桩基础施工采用爆破或冲击钻成孔时，会对附近村民的房屋产生扰动，因此优化桥型为2-30 m预应力混凝土简支箱梁，下部采用重力式台、扩大基础。优化后不仅减少了桥长，降低了造价，而且选用扩大基础人工挖孔的方式，将对村民的房屋干扰降到了最低。

图2 原天桥及接线平面图

d）跨线结构物设计前除按规范详细测量外，还应考虑到各种可能出现的施工因素。例如在山岭重丘区隧道进出口附近设置通道涵时，通常限于地形复杂，运输不便，会有隧道就近弃渣导致通道所在沟壑被填的问题，因此此类通道不宜设在沟壑中心，而应选择在坡岸位置，这样既解决了隧道弃渣问题，又减小了结构物长度。同样地，对山岭区深挖方且连续弃方较多的段落，通道涵的设置也要同路基的弃方一并考虑，在不影响通道自身安全性和排水情况下，也可以考虑岸坡设涵。

e）对一些特殊路段，合理选用改路接线中的等外路标准尤为重要。特别是在人烟稀少的山岭重丘区，本身跨线构造物设置就困难，正常的改路接线也很艰难，所以我们有必要先保证跨线构造物的自身设置可行，不能局限于最小四级路的改路接线指标，而是应配合跨线结构物合理选用等外路为其服务。