南丹至天峨下老高速公路桥梁施工设计要点分析

2021-01-09杨美云刘德泉梁少伟

黑龙江交通科技 2021年6期

杨美云，刘德泉，梁少伟

(1.广西交通设计集团有限公司，广西南宁 530029；2.广西水利电力职业技术学院，广西南宁 530023)

1 工程概况

南丹至天峨下老高速公路位于广西壮族自治区北部河池市的南丹县和天峨县境内。路线总体走向为东西向，东接G75兰海高速(六寨至河池段)，西位于河池市天峨县下老乡弄塘附近接G69银百高速(乐业至百色段)。路线自东向西经河池市南丹县城关镇、罗富乡、天峨县六排镇、坡结乡、向阳镇、下老乡、百色市乐业县逻西乡，路线全长105.847 km。桥隧比约81%，桥梁总长约28.3 km，其中天峨到下老段桥梁平均墩高不小于30 m，最大桥高高达115 m。天峨到下老段地形起伏大，地质条件复杂，路线终点下老枢纽互通连接乐业至百色高速；沿线地貌主要以构造-剥蚀地貌为主，局部为构造-溶蚀地貌。根据地貌特征可将沿线划分为构造-剥蚀中山地貌、构造-剥蚀低山地貌、构造-剥蚀丘陵地貌及构造-溶蚀峰丛洼地谷地地貌。地表水系较发育，主要有红水河、布柳河及清水河等。沿线不良地质主要为不稳定高边坡、堆积体、滑坡、崩塌、岩溶等，特殊性岩土为软土、崩解性岩等。由于地形起伏大，沟壑纵横，同时，地质、水文条件复杂，路线多次与省道交叉或平行布线，对路线走向的影响较大，导致桥涵等结构物布设相对比较困难。

条件如此复杂情况下，如何进行桥梁设计是重点；设计的关键可归结为四个字“避、稳、防、排”，即避让省道等路线交叉、避让冲沟；稳，保证桩基础的稳定；防，防止大开大挖、加强边坡防护；排，注重桥梁排水设计。

2 设计要点

2.1 “避”避让省道等路线交叉、避让冲沟

本项目路线多次与省道S303及省道S214交叉布置。原省道本就山路崎岖，条件恶劣，绝大部分路线还是临崖走；对于这种情况下的路线交叉，想要对省道进行改线设计是不太可能的；桥梁上构唯有采用合理跨径一孔跨越原有道路，通常预制梁桥推荐采用自重较轻、吊装方便的40 m跨预制T梁桥；部分斜交线型，跨度比较大，推荐采用现浇箱梁桥；对于跨度大，又不能影响现有道路交通通行的地方，推荐采用大跨径钢结构桥梁，钢桥不仅可以节省施工工期，还能避免干扰原道路交通，既快捷又便利。

终点互通匝道上跨原有乐百高速，互通式匝道及分离式立交桥梁受线型控制，平面半径较小，或者需要跨越的交叉道路较宽，形成的斜、弯、大跨径桥梁。上部构造主要采用现浇箱梁、或者钢混组合梁桥。在跨越现有道路，跨度较大，又不便于阻断现有道路交通，且受桥梁高度影响不便于搭设支架或挂篮施工时，采用钢混组合梁施工，具有快速组装、缩短工期，又能保证原有道路交通畅通的优点。

本项目沟谷纵横，雨季过后山洪暴发，水流量突增，桥梁桥墩布置尽量避开冲孔中心，防止山洪暴发，对桥墩造成冲刷，产生巨大推力，影响桥墩的稳定。地势较平坦的地方，有条件改沟，可以考虑改沟；没条件改沟的，尽量使冲沟位于桥跨中心，加强墩身的防冲刷设计。

2.2 “稳”桩基稳定

本项目纵横断面地面线高差较大；桥梁墩台横断面多位于陡坡上，如何保证陡坡桩基的稳定是关键。要求详勘阶段地质资料能真实反映桥梁的地质情况，同时应对墩台的横向稳定性作出地质专业的评估。避免桩基的不均匀沉降，同一个墩台不能同时采用嵌岩和摩擦桩设计，最好同一联内桥梁桩基均采用同种设计形式。

设计桩长除按规范规定要求取值外；建议对于斜坡上的桩基，桩底边缘到斜坡坡面的距离不得小于30 m。

2.3 “防”防止大开大挖、加强边坡防护

陡坡上的墩台，在施工过程中需要开挖施工平台，需合理考虑平台的高度，切忌大开大挖，位于顺层边坡或者斜坡上的墩台，施工过程中，由于平台的开挖，易造成边坡滑塌等病害，需及时进行边坡防护，采用锚杆挂网喷混凝土进行坡面支护，避免后期坡面滑塌，产生的推力，迫使墩台滑移，影响墩台稳定。

外业调查时发现，省道的地质条件较差，边坡大多较破碎，都有不同程度的滑塌现象，且部分为顺层边坡。在路线可调整空间不大的情况下，如需在省道边坡附近布设桥梁，应优先选用桩基础，桩基长度考虑斜坡高度的影响且嵌入中风化岩层需保证足够深度，同时对二级路边坡进行锚杆挂网喷混凝土防护，以保证桥梁结构的安全。

2.4 “排”注重桥梁排水设计

陡坡上的桥墩最怕雨水的冲刷，如何加强排水设计是关键。加强沿线路基、桥梁防排水设计，避免山洪泥石流长期过度冲刷桥梁桩基、墩身结构，降低耐久性，影响桥梁结构安全。高陡坡桥墩极易受暴雨及山洪冲刷，造成桩基外露，若未加支护，会造成桩基或者墩柱滑移；建议在承台或者桩位外缘侧设置三面环型排水沟，将雨水引流出桥梁墩台外。

3 方案分析

设计过程中发现，部分路段省道一面为陡坡且边坡大多较破碎，都有不同程度的滑塌现象，且部分为顺层边坡；一面为陡坎下临河沟，两面夹击。路线可调整空间不大的情况下，如需在省道边坡附近布设桥梁，应优先选用桩基础，桩基长度须考虑斜坡影响且嵌入中风化岩层足够深度，同时对省道边坡进行锚杆挂网喷混凝土防护，以保证桥梁结构的安全。当墩柱边缘距离省道边缘较近时，桥墩处增设防撞岛，并在原有省道边缘增设钢筋混凝土防撞护栏。

例如，燕来2#高架大桥，横跨沟谷溪流及省道S303，台尾紧接隧道口。地势陡峭，原有省道不便改路，桥梁宜一孔上跨省道；省道下方溪流，雨季山洪暴发，水量增大，桥墩不宜设置在沟中心，减少水流对墩的冲刷，桥位紧邻隧道，使得桥跨调整也受到局限。总之，在这种复杂设计条件下，既要保证原有道路的安全畅通，又要保证墩台的稳定，防护设计是关键。