目前,我国高速公路建设已由大规模新建过渡为新建与改扩建并存,且改扩建工程比例呈逐年加大的趋势。利用既有公路资源进行改扩建,具有节约土地、保护环境、降低造价等优点,是符合科学发展观要求的公路工程建设形式 [1]。在高速公路改扩建工程中,经常会遇到平面调整的情况。引起平面调整的主要原因:(1)老路的平面线形指标较低,不满足现行规范要求;(2)受道路两侧的电力、铁路、建筑物等设施影响,无法进行正常拼宽,征拆工作量较大;(3)现状高速公路路段为深挖路堑,岩面较陡,正常拼宽时开挖量较大,工程造价高;(4)跨铁路桥梁若采用两侧拼宽,不满足铁路净高要求且拼宽施工对铁路运营影响大,需采用分离新建方案;(5)为满足城市发展规划,市区周边局部高速公路调整为城市快速路。因此,需要对道路设计线进行调整 [2]。位于道路设计线调整段的桥梁设计不仅与平面调整的大小有关,还与桥梁的技术状况、工程造价、施工保通等因素密切相关。高速公路改扩建工程中的桥梁平面调整不仅是设计的难点,也是施工的难点 [3]。
1 工程概况
京沪高速公路莱芜至临沂(鲁苏界)段改扩建工程采用双向八车道高速公路标准,设计速度 120 km/h,路基宽度 42 m,桥涵设计汽车荷载等级为公路 - Ⅰ级。既有京沪高速公路在 K544+000— K546+000 区间,路线指标较低,为连续下坡与连续弯道组合形式,其中东儒莱河大桥位于连续下坡的底部凹形竖曲线上,平面处于左转半径为 1 787 m 的圆曲线,属于本工程的事故多发路段。运营期间为提升该路段的行车安全,管养部门采取了增设限速标志、避险车道、减速减震带、安全警示标志、加强型护栏等多项措施,亟需在本次改扩建工程中对该路段进行安全提升 [4]。
2 桥梁设计
以往高速公路改扩建工程中遇到道路设计线平面调整的情况,通常采用旧桥整体拆除新建的设计方案。原设计方案不仅造成了资源的浪费、环境的污染和投资的增加,还对施工保通产生严重影响 [5]。为避免这些问题,对东儒莱河大桥的平面调整开展了精细化设计。首先对本桥平面调整情况详细分析,平面线位调整后新桥左幅 4 跨与旧桥重叠,需待旧桥拆除后方可施工;新桥右幅第 1-2 跨局部与旧桥重叠,第 3-4 跨不受旧桥影响,不受旧桥影响的新桥右幅 2-4 号墩台可正常施工。此外,新建桥梁的施工还受高速公路的保通影响。旧桥上部结构为预应力混凝土组合 I 型梁,新桥施工需要将旧桥上部全部拆除,拆除期间不可避免会对旧梁造成损坏,且该结构形式的整体性较差,旧梁承载力不满足规范要求。结合桥梁上部病害检测情况,对旧桥上部结构采用拆除的方案。下部结构病害较轻,经局部修复后可继续利用。
3 施工保通
由于东儒莱河大桥位于道路设计线平面调整路段,属于施工保通的关键节点,施工保通存在新旧桥重叠区域大、施工干扰因素多等难点。总体施工顺序为先施工右幅,后施工左幅。
3.1 第一阶段旧桥维持现状保持通行,施工不受旧桥影响的新桥右幅 0 号拼宽 U 台,1 号桥墩 1 ~ 2 号桩基及外侧盖梁,吊装第 1 ~ 2 孔外侧保通预制梁;施工 2 ~ 4 号墩台,吊装第 3 ~ 4 孔全部预制箱梁。见图 4。
3.2 第二阶段右侧 9 m 宽保通范围内的桥梁施工完成后,旧桥右幅车辆转移至新桥右幅的保通桥梁内,旧桥左幅车辆维持不变。拆除旧桥右幅上部结构;改造旧桥右幅 0 号 U 台,施工右幅 1 号桥墩 3 ~ 4 号桩基及内侧盖梁,吊装第 1 ~ 2 孔内侧剩余预制箱梁。见图 5。
3.3 第三阶段开放施工完的新桥右幅,用于双向保通;拆除旧桥的左幅上部组合 I 型梁、盖梁、台帽等,将旧墩柱接高后新做整体盖梁。见图 6。
3.4 第四阶段施工新桥左幅下部结构、吊装上部预制梁,完成桥面系及其它附属工程施工。见图 7。
3.5 第五阶段新桥左幅开放通行,全桥双向八车道同行,施工完毕。
4 结语
高速公路改扩建工程桥梁施工建设期间,必须严格按照设计要求,现场施工组织有序,高速车辆保通顺畅,节约工程造价。通过对京沪高速公路莱芜至临沂(鲁苏界)段改扩建工程中东儒莱河大桥的平面调整开展精细设计,并对施工保通开展专项设计,取得了良好的工程应用效果。
参考文献:
1 雷剑 . 高速公路改扩建工程精细化管理关键问题研究 D . 西安 : 长安大学 , 2011.
2 曹新玲 . 高速公路加宽改扩建关键技术研究 D . 广州 : 华南理工大学 , 2012.
《高速公路改扩建工程中桥梁平面调整的设计与施工》来源:《山东交通科技》,作者:柳 磊