高速公路分离立交桥改扩建技术研究

摘 要：高速公路改扩建工程已经成为我国基础设施建设的重要组成部分，其中分离立交桥的改扩建是重点也是难点。本文以济南绕城高速公路小许家至港沟段改扩建工程为背景，介绍了该项目中分离立交桥梁的拼宽、扩孔和抬升，并结合具体案例展示了分离立交桥梁的两种改扩建方案。

关键词：分离立交桥；高速公路；改扩建工程；交通组织文章编号：2095-4085（2024）08-0245-04

0 引言

近年来我国的交通运输业发展迅速，部分地区路网日趋完善。然而，修建较早的高速公路虽然基本满足现状交通的需求，但从长远发展的角度看来，这些高速公路技术标准偏低，服务水平已很难满足当下高速发展的经济形式。既有高速的改扩建工程已逐渐成为了我国基础设施建设的重要组成部分。其中，穿越城区的高速公路，由于其分离立交桥的改建不仅影响原高速公路的交通，还会影响相交城市道路的交通，其改扩建期有着更高的施工要求和保通要求。此类分离立交桥的施工方案和交通组织方案也具有较高的研究价值。

1 工程概况

济南绕城高速公路小许家至港沟段起点位于小许家枢纽互通，与济广高速交叉；终点位于港沟枢纽互通，与京沪高速交叉。路线全长16.782km，全部位于济南市历城区境内。既有高速公路均为双向四车道，其中小许家枢纽互通至经十路路段设计速度120km/h，路基宽度28.0m，1999年建成通车；经十路至港沟枢纽互通路段设计速度100km/h，路基宽度26.0m，2002年建成通车。

本项目改扩建方式为“利用既有公路两侧拼宽为主、局部单侧分离和两侧分离为辅”。改建按双向八车道高速公路标准建设，设计速度120km/h，路基宽度42m。桥梁的改扩建主要分为原桥拆除新建和原桥改建两种方式，其中原桥改建主要包含扩孔、抬升和加宽。

2 分离立交改扩建施工方案

2.1 拼宽施工

本项目上部结构拼宽采用与原桥类型相同的结构形式。为了满足改建过程中的保通需求，拼宽部梁板与原桥梁板的连接方式分为临时接缝和永久接缝两种形式，其中临时接缝又包括梁板与梁板临时接缝和梁板与路基临时接缝两种（见图1、 图2）。

梁与梁的临时接缝新旧梁板并不做连接，梁板悬臂间留有1cm缝，梁板上做临时整体现浇层和铺装层。

梁与路基的临时接缝是开挖一部分老路路基，并做临时小挡墙保证保通宽度范围的路基可以正常使用，挡墙与拼宽梁板之间留1cm缝，并在挡墙与梁板上做临时整体现浇层和铺装层。

由于原桥边板在护栏拆除和悬臂拆除过程中容易受损，且边板病害相比中板严重，因此本项目在做永久接缝时替换了原桥边板。替换梁板预埋现浇湿接缝所需要的钢筋，同时凿除拼宽梁板的临时悬臂并保留悬臂钢筋，利用上述钢筋做梁板间现浇连接即为永久接缝。

2.2 扩孔方案

扩孔即通过增加原桥的孔跨来增加桥梁长度以满足相交城市道路的远期规划。本项目分离立交扩孔施工的难点在于原桥桥台的改造，为了降低改建成本，在满足设计要求的前提下，应尽可能利用原桥桥台结构。本项目桥台改造方式根据原桥桥台类型分为桩柱式桥台改造和肋板式桥台改造。

桩柱式桥台由于桥台桩基中线与分孔线距离较远，直接利用偏心距对较大桩基受力不利。因此无法利用原桥台帽，采用在原桥台背增设桩基，新旧桩基顶做承台，在承台上新做墩柱与盖梁。

肋板式桥台在老桥桩基满足设计承载力要求的情况下，可以直接利用原桥承台，在原桥承台顶通过植筋的方式新做墩柱与盖梁。

2.3 抬升方案

本项目分离立交桥纵断抬升采用PLC液压同步顶升技术，是一种力和位移综合控制的顶升方法。由液压千斤顶，精确地按照桥梁的实际荷重，平稳地顶举桥梁，使顶升过程中桥梁受到的附加应力下降至最低。同时，液压千斤顶根据分布位置分组，与相应的位移传感器组成位置闭环，以便控制桥梁顶升的位移和姿态，这样就可以很好地保证顶升过程的同步性，确保顶升时梁体结构受力安全。

需根据顶升高度的不同，针对性采用不同的设计方案。抬高高度不大于10cm，采用桥面加铺方案；抬高高度不大于50cm，采用加高垫石的方案；抬高高度不大于100cm，采用加高盖梁的方案；抬高高度大于100cm，采用墩柱接高的方案。

3 分离立交桥改扩建施工及交通组织方案

3.1 纵断抬升段改扩建方案

扩孔、拼宽施工是本项目桥梁改扩建的主要方式，拟改建原桥全长66.04m，全宽26m。该桥上部结构型式为3*20m空心板，下部结构为肋板台、桩基础。

本桥平纵线形及横向超高均与旧桥保持一致，两侧等宽拼宽7.75m，大、小桩号侧各增加1孔。改造后桥梁跨径为5*20m， 宽度41.5m。具体施工和交通组织方案可分为三个阶段。

第一阶段：原桥道路双幅保通，新建右幅拼宽部分的墩台及上部梁板，含扩孔加宽部分。临时封闭原桥硬路肩部分，拆除原桥右幅外侧护栏，施工右幅拼宽部分和原桥、路基的临时接缝，并做临时铺装（见图3）。

第二阶段：封闭左幅道路，采用拼宽后的右幅实现双向四车道保通。施工左幅下部及上部结构，上部梁板接缝均直接采用永久接缝。凿除老桥桥面铺装层和部分整体化层，与拼宽桥面整体铺装（见图4）。

第三阶段：封闭右幅道路，采用拼宽后的左幅实现双向四车道保通。拆除一阶段新旧桥面临时铺装和临时接缝，改为永久接缝。凿除老桥桥面铺装层和部分整体化层，与拼宽桥面整体铺装（见图5）。

上述施工和交通组织方案是本项目拼宽、扩孔施工的一般性方案。该方案以改建施工过程中双向四车道保通为设计目标，以交通流和施工区域安全分离为设计原则，在此基础上尽可能减少废弃工程，尽可能避免冗余结构，尽可能降低施工难度。

3.2 纵断抬升段改建方案

扩孔、拼宽和纵断抬升分离立交桥也是本项目桥梁改扩建遇到的特别案例，该桥在拼宽、扩孔的基础上，还需将老桥整体顶升90cm左右。拟改建原桥全长53.44m，全宽28m。该桥上部结构型式为3*16m空心板，下部结构为柱式台、桩基础。

本桥平面线型与旧桥保持一致，纵曲线抬升约90cm，抬高采用加高老桥盖梁的施工方案；两侧等宽拼宽10.5m；小桩号侧增加1孔。改造后桥梁跨径为4*16m，宽度49m。具体施工和交通组织方案可分为两个阶段。

第一阶段：原桥道路双幅保通，按抬升后的设计标高新建左、右幅拼宽部分的墩台及上部梁板（含扩孔加宽部分），施工拼宽桥面的整体化层和铺装层。在拼宽桥幅的内侧为临时护栏，外侧为永久护栏（见图6）。

第二阶段：封闭原桥左、右幅，用两幅拼宽部分实现双向四车道保通。采用PLC液压同步顶升技术抬升老桥上部结构至设计标高，之后完成老桥小桩号侧的桥台改造以及其余墩台的盖梁加高施工。封闭拼宽部分的内侧临时护栏部分，拆除临时护栏，凿除老桥桥面铺装层和部分整体化层，拼宽桥临时护栏部分的桥面和老桥桥面做整体现浇层和铺装层（见图7）。

采用前文所述的“三阶段”施工方案施工纵断抬升的桥梁，不可避免的要将拼宽部分的桥墩做二次抬升，以此实现与原桥抬升前后的两次连接。为避免由此产生的废弃工程，降低施工难度，控制工程成本，针对纵断抬升段桥梁各自的特点，量身定制了更高效的施工和交通组织方案。上述“两阶段”施工方案即为本项目分离立交改扩建的特殊案列。由于该桥位于互通区域内，其桥宽相比与标准宽度的主线桥梁宽出7.5m，利用这一特点，因地制宜的采用了拼宽桥幅双向四车道保通，以此避免了拼宽桥幅为了满足保通需求而产生的废弃工程和重复施工问题。在满足改建原则的前提下，极大地提高了施工效率，降低了施工难度。

4 结语

高速公路改扩建工程已经逐渐成为我国基础设施建设的重要组成部分，而分离立交桥梁改扩建施工又是其中的重点和难点。如何保证交通流和施工区域安全分离、减少废弃工程、避免冗余结构、保证改建后结构安全可靠是桥梁改扩建研究的热点内容。本文介绍了依托项目中使用的桥梁拼宽、扩孔和抬升方案，展示了依托项目施工和交通组织方案的一般案列和特殊案列，为同类型改扩建项目提供了可借鉴的工程实践。

参考文献：

［1］中华人民共和国交通运输部.《高速公路改扩建设计细则》（JTG/T L11-2014）［S］.

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