某市政道路下穿市区高速公路设计及其要点

2022-02-25王养金

运输经理世界 2022年31期

关键词：桥台桥墩大桥

王养金

（厦门万路通设计院有限公司，福建厦门 361001）

0 引言

随着城市化进程的不断发展，城市道路路网向外拓展和完善，越来越多的市政道路需下穿既有的高速公路。为保证高速公路的安全运行，需对市政道路下穿高速公路交叉节点进行专项设计。结合实例对市政道路下穿高速公路方案进行对比分析，并列出相应的设计要点。

1 工程概况

宁德市东侨路位于东侨新区，为主城区规划路网中八纵十横中八纵之一，道路等级为城市主干路，红线宽度40m，设计速度50km/h，双向六车道，采用沥青混凝土路面。横断面采用四幅路形式，具体形式为40m=2.5m（人行道）+3.5m（非机动车道）+1.5m（侧分带）+11m（车行道）+3.0m（绿化带）+11m（车行道）+1.5m（侧分带）+3.5m（非机动车道）+2.5m（人行道）[1]。

现状甬莞高速公路（沈海高速复线）支龙大桥位于东侨新区王坑村，东西走向，双向六车道，设计速度100km/h，采用分离式PC 连续箱梁4×30m，全长127m，单幅宽度16.75m，箱梁结构高度1.6m，桥面铺装厚度0.18m，下部采用柱式墩桩基础[2]，桩基为嵌岩桩，左线桥单向横坡2.82%～4.00%，右线桥单向横坡1.92%～4.00%，纵坡均为0.65%的直线段。左桥梁底标高 38.40～38.69m，桥下地面高程为 24.25～33.26m，地势大体呈西北高-东南低。其墩底系梁标高29.8m，墩身高8.43～8.92m，考虑到增加桥梁检测、检修和维护等作业所需的空间高度（不少于2.5m），该方案的纵断面设计按照桥下净空不小于8.0m 控制[3]。

根据地质勘查结果，桥下现状地质地层自上而下为：其一，素填土11（Q4ml）。杂色，松散，稍湿，主要成分为黏性土夹碎、块石，约占30%～40%，分布不均，堆积时间3～5年，欠固结，层厚4.80m，属Ⅱ级普通土。其二，全风化花岗岩。层厚4.80m，属Ⅱ级普通土[4]。其三，砂土状强风化花岗岩。灰黄色、灰白色，稍湿，花岗结构部分破坏，尚可辨认，矿物主要为石英、长石，大部分长石风化成次生矿物。地质勘察结果与支龙大桥原设计地质情况一致[5]。

2 设计技术标准

道路等级为城市主干路；红线宽度40m；设计速度50km/h；超高圆曲线半径（下穿段）无；竖曲线最小半径（下穿段）无；汽车荷载等级为城A 级；最小净空8m。

3 节点方案设计

推荐采用分离式路基下穿支龙大桥，下穿段路线位于东侨路直线段，左右线与高速公路交角分别为87.21°和92.04°，接近正交，视野良好。主线行车道距离高速公路桥墩外壁最小3.21m，人行道距离高速公路桥墩外壁最小1.84m，均满足安全净距要求[6]。

在交叉范围内，高速公路桥梁底标高为38.40～39.17m，在桥下范围内，路面设计标高为29.76～30.45m。考虑道路纵坡和横坡等因素，最不利位置净空仍大于8m，满足净空要求。下穿支龙大桥段纵断位于i=1.6%的纵坡上，视野良好，现状路基挖填高度为0～3.7m，对高速公路桥墩的影响小[7]。

支龙大桥左右两幅的中墩（2 号墩）均位于东侨路中央绿化带中，右线桥2 号桥墩距离两侧机动车道边缘分别为3.05～3.69m 和7.68～8.00m；左线桥2 号桥墩距离两侧机动车道边缘分别为4.81～5.67m 和7.68～8.00m。西侧人行道与左线桥1 号桥墩近距为3.70m，东侧人行道与左线桥3 号桥墩近距为1.84m。路面结构层总厚度为74cm，采用4cm 厚SMA-13 细粒式沥青玛蹄脂（SBS 改性）+6cm 厚AC-16C 中粒式沥青混凝土+8cm AC-25C 粗粒式沥青混凝土+1cm 厚乳化沥青封层+20cm 厚5%水泥稳定碎石+20cm 厚3%水泥稳定碎石+15cm 厚级配碎石[8]。下穿支龙大桥平面图如图1所示，下穿支龙大桥横截面图如图2所示。

图1 下穿支龙大桥平面图

图2 下穿支龙大桥横断面图（单位：cm）

4 比选方案

比选方案为桥梁方案，单幅桥梁宽度19.25m=2.5m（人行道）+3.5m（非机动车道）+0.75m（绿化带）+0.5m（防撞护栏）+0.5m（安全带）+10.5m（机动车道）+0.5m（安全带）+0.5m（防撞护栏）。桥台采用直立式桥台接桩径1.2m 的桩基础。采用分离式桥梁下穿支龙大桥，中线线形与路基方案一致。小桩号左线桥台左侧距离支龙大桥桥墩13.34m，桥台右侧距离支龙大桥桥墩9.6m，左线大桩号桥台左侧距离支龙大桥桥墩8.0～8.35m，桥台右侧距离支龙大桥桥墩5.72～7.53m；右线小桩号桥台左侧距离支龙大桥桥墩11.93m，桥台右侧距离支龙大桥桥墩10.68m，右线大桩号桥台左侧距离支龙大桥桥墩8.34～9.86m，桥台右侧距离支龙大桥桥墩4.27～5.64m。纵断面设计同路基方案。通信管（12 孔DN110）、中水管（预留管位）布置在左线桥梁西侧人行道盖板下；给水管（DN200）、电力管（9 孔DN150）布置在东侧人行道盖板下[9]。方案对比见表1。

表1 方案对比表

结论：综合上述分析，推荐采用工期短，造价低，施工简单的路基方案。

5 其他设计要点

其一，道路左右两侧填平至现状桥台锥坡或现状边坡处，采用合格土回填，使桥墩左右两侧堆载平衡，避免偏载过大，长期作用下可能导致桥墩偏移或断桩。路基填筑时，应以桥墩为中心两侧对称填筑，填料分层压实，在路床80cm 范围内填料最大粒径应小于100mm。路床顶面横坡应与路拱横坡一致。在路基填料碾压过程中，距高速公路桥墩面板两侧2m 范围内，应采用小型机具碾压，严禁采用大型机具。路基施工工艺流程：测量放样—清表—场地整平—路基施工—路床施工—路面施工。清除地表土、耕植土、不适宜性土必须在高速公路影响区以外集中堆放[10]。

其二，该项目路基排水通过设置排水沟的方式就近接入排洪沟渠。施工尽量避开雨期。施工期做好场地的临时排水。

其三，雨水管（DN600）双侧布置在辅道下；通信管（12 孔DN110）、中水管（预留管位）布置在西侧非机动车道下；给水管（DN200）布置在东侧非机动车道下，电力管（9 孔DN150）布置在东侧人行道下。路基方案的管线沟槽开挖均对现有桥墩无影响[11]。管道施工沟槽开挖边坡按1∶0.75 放坡，并用砂袋固定，以防坍塌。给水管根据相关规划确定的给水管网系统进行敷设，东侨路给水管设置在东侧非机动车道下，距离支龙大桥③号墩最小距离5.35m，管径为DN200，设计水压为0.2MPa，过支龙大桥段采用水泥混凝土包封[12]。

其四，甬莞高速公路防抛网施工需临时占用少量高速公路桥面空间，可通过设置警示、诱导设施，提醒注意。保持桥面交通，尽量减少影响，工期1 周。

其五，东侨路在下穿支龙大桥前50～60m 处设置限高标志，限高5.5m；在支龙大桥各桥墩前后30m处，布置SS 级加强型防撞护栏进行防护；在施工桥墩处粘贴红白反光警示膜，在通行区域摆设施工慢行等警示标志牌；在桥墩通行区域临边等位置，拉挂三角彩带进行安全辅助警示。在施工过程中，应对高速公路桥台进行位移的实时监测，如发生位移，立即停止施工，卸去桥台侧向填土，通知设计方制定处理方案[13]。

其六，施工前应编制详细的施工组织方案和安全应急方案，报送高速公路管理部门批准。