跨高速公路廊道桥方案的研究与设计

摘要：经过对项目区域地形地貌的深入调研，结合“三区三线”规划，充分考虑到高速公路的当前状况与未来扩建需求，对廊道进行了精心的规划与功能定位。在满足国家及安徽省现行标准的前提下，根据廊道所承担的运输荷载、功能需求以及实际建设条件，进行了细致的设计工作，旨在确保廊道建设的科学性、合理性与可行性，为项目区域的可持续发展提供有力支撑。

关键词：建设条件功能定位远期规划特殊荷载高速公路

中图分类号：TU753

ResearchandDesignofCorridorBridgeSchemeAcrossFreeways

JIHailongYUyang

AnhuiProvincialTransportationPlanningandDesignResearchInstituteCo.，Ltd.，Hefei，AnhuiProvince，230088China

Abstract：Afterin-depthresearchontheterrainandlandformsoftheprojectarea，combinedwiththe"threezonesandthreelines"planning，andfullyconsideringthecurrentsituationandfutureexpansionneedsoftheexpressway，thecorridorhasbeencarefullyplannedandfunctionallypositioned.OnthepremiseofmeetingthecurrentnationalandAnhuiprovincestandards，detaileddesignworkhasbeencarriedoutbasedonthetransportationload，functionalrequirements，andactualconstructionconditionsundertakenby thecorridor，aimingtoensurethescientific，rational，andfeasibleconstructionofthecorridor，andprovidestrongsupportforthesustainabledevelopmentoftheprojectarea.

KeyWords：Constructionconditions;Functionalpositioning;Longtermplanning;Specialloads;Expressway

1项目概况

1.1项目位置

本项目位于安徽省池州市，区域矿产资源丰富，主要集中于南部山区，尤其以齐石公路沿线的棠溪、梅街、里山3个镇街道居多。为改变齐石公路沿线矿产品外运方式，促进沿线矿山生产规模释放，解决环境污染、道路破损和交通安全等问题，本项目的建设已迫在眉睫。

1.2交叉高速公路现状

交叉道路为沪渝高速公路，现状为双向四车道，路基宽度26m，平面位于R=2000m圆曲线上，纵面位于R=16000m凹型竖曲线上。总体评价交叉点现状高速线形平顺、视线及建设条件良好。

1.3建设条件

1.3.1地形地貌

桥址区处于项目所在区域属沿江丘陵平原，地形较平坦。

1.3.2水文

桥位区地下水类型主要为上层滞水和承压水。

1.3.3工程地质评价

桥址区地层结构简单，层位稳定，较适宜进行本工程建设。

2桥梁方案

2.1平、纵、横布置

与沪渝高速交叉处廊道平面处于曲线段，半径为3000m，纵断面竖曲线半径为798.4m，沪渝高速位于左偏圆曲线与直线之间的缓和曲线上，纵面位于半径为16000m的竖曲线上，交叉处沪渝高速公路路基26m。

2.2主要控制要素

桥梁案在满足使用要求情况下，重点需考虑如下要素。

2.2.1预留高速公路远期四改八条件

（1）考虑远期改扩建需求，预留高速公路拓宽空间。

（2）桥墩位置落在高速公路排水沟外侧（远期改建边沟），满足道路正常排水要求。

2.2.2通行净空

（1）纵断面设计时，桥下净空近期、远期均按≥5.5m控制。

（2）本桥采用挂篮施工，纵面设计除满足运营期间外，必须满足施工期间净空不小于5.5m条件。

2.2.3交叉角度

根据《涉路工程安全评价规范》（DB34/T2395—2015）要求，经核查本项目路线与沪渝高速交叉角度为41°，鉴于三区三线已预留廊带，交叉位置高速公路线形平顺，前后均无上跨或下穿构造物或大型标志影响，视距条件优，本次设计通过适当加大桥跨，为远期改建预留施工操作空间，同时也提高行驶视距条件。

2.2.4排水

跨越高速公路采取集中排水方式。

2.2.5安全标志及设施

（1）桥梁两侧采用砼墙式护栏。

（2）桥梁两侧设置防抛网。

（3）施工场地设置警示警告标志，危险地点悬挂安全标志，大幅安全宣传标语，严禁施工机械及车辆碰撞高速桥墩或梁体。

2.2.6施工组织

（1）施工前，施工方案须上报监理单位，经审查合格后方可施工。

（2）本桥需采用全封闭式挂篮施工。

2.3总体布置

本桥上跨沪渝高速及G236，沪渝高速现状为双向四车道，路基宽26m。桥跨布置为65m+110m+65m变截面连续箱梁，桥宽9.5m（包含廊道两侧各1m检修通道）。

2.4桥梁阶段划分

箱梁在满足结构受力的前提下，尽量减少阶段划分，降低对高速公路的影响。全桥共划分为0～17#个节段，其中0#块4m，其余块长3～4m，合龙段长2m，边跨现浇段长8.9m。

2.5构造尺寸

主梁为单箱单室结构，箱梁墩顶梁高6.5m，跨中梁高3.2m，两侧悬臂长度为1.5m。顶板宽9.5m，顶板厚0.28m，底板宽6.5m，底板厚由0.32m变为0.80m，腹板厚由0.5m变为0.65～0.8m，箱梁高度按2次抛物线变化。

3结构计算

3.1参数设置

（1）永久作用：一期恒载和二期恒载。

一期恒载：包括箱梁、横梁等材料重量，混凝土容重取26kN/m3。

二期恒载：仅作为恒载施加，不参与结构受力。

（2）可变作用：封闭罩活载+皮带运输机21kN/m；风荷载3.6kN/m；检修人群3.0kN/m。

（3）温度作用：均匀温度和梯度温度。

（4）梯度温度：箱梁竖向日照正温差按照根据JTGD60—2015中4.3.10条规定执行。

同时，也结合类似项目[1]开展本桥承载能力验算[2]以及结构设计。

3.2计算结果

3.2.1持久状况承载能力极限状态

（1）正截面抗弯验算。

从表1计算数据可知，持久状况正截面抗弯验算满足规范要求。

（2）斜截面抗剪验算。

从表2计算数据可知，持久状况斜截面抗剪验算满足规范要求。

结论：综上所述，持久状况承载能力、抗剪、抗扭等均满足规范要求[5]。

3.2.2持久状况正常使用极限状态

（1）正截面抗裂验算。

从表3、表4计算数据可知，持久状况正常使用极限状态正截面顶、底板抗裂验算均满足规范要求。

（2）顶底、腹板斜截面抗裂验算。由表5数据可知，持久状况正常使用极限状态正截面顶板、底板、腹板及斜截面抗裂验算均满足规范要求。

3.2.3持久状况应力验算

经计算，持久状况正常使用极限状态下，正截面压应力、斜截面主压应力均满足规范要求。

3.2.4挠度验算

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362—2018）[6]第6.5.3条规定，预应力混凝土受弯构件在使用阶段应考虑长期效应的影响，频遇组合在梁式桥主梁产生的最大挠度不应超过计算跨径的1/600，即110/600=18.3cm。

经计算，主梁最大挠度为2.4cm×1.4125=3.39cm<18.3cm，满足规范要求。

4结语

根据本项目功能定位、运输荷载、建设条件、区域规划等，结合沪渝高速公路现状及远期扩建，在满足高速公路主管部门要求情况下，通过计算，本桥拟定桥梁跨径、宽度及结构尺寸满足现行规范及地方标准要求，为同类型项目的设计提供一定的参考价值。

参考文献

[1]张劲泉，宋紫薇，韩冰，等.车辆荷载作用下公路混凝土桥梁疲劳问题研究进展[J].土木工程学报，2022，55（12）：65-79.

[2]章妮.钢筋混凝土预应力公路桥梁工程的设计探讨[J].城市建筑，2021，18（3）：184-186.

[3]李阳，张妍.基于实际检测数据公路钢筋混凝土预应力梁桥承载能力检算分析[J].安徽建筑，2023，30（3）：142-145.

[4]刘经伟，代攀，陈军刚，等.公路混凝土桥梁正常使用极限状态可靠度研究综述[J].公路交通科技（应用技术版），2020，16（8）：117-124.

[5]昝思明.公路桥梁桥墩加固设计及加固维修技术研究[J].城市建筑，2020，17（3）：156-157.

[6]胡兴旺.简述跨越式涉路工程安全评价技术规范要点[J].江西建材，2014（10）：108.