道路工程運營高速公路立體交叉問題

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關(guān)鍵詞：新建道路；高速公路；分離式立體交叉；保通輔道

引言

由于高速公路的封閉性，加之在高速公路前期建設(shè)時未能充分為后期道路穿（跨）越預留條件，造成高速公路完全隔斷兩邊區(qū)域的交通通行，成為制約城市發(fā)展的新因素。城市道路和普通公路穿（跨）越高速公路時必須采取分離式立交或互通式立交的形式。本文針對各種分離式立交的形式進行分析，總結(jié)關(guān)鍵技術(shù)問題，針對分離式立交工程的各種情況提出合理的方案，并結(jié)合實際項目進行分析。

1分離式立交工程方案形式

城市道路、普通公路與高速公路分離式立體交叉的形式有下穿和上跨兩種。

1.1下穿

（1）利用高速公路預留的既有構(gòu)筑物道路下穿高速公路時應盡量利用高速預留的橋梁和涵洞等既有構(gòu)筑物，以降低對高速公路的影響。但往往因前期修建高速公路時未充分考慮后期道路的建設(shè)情況，導致預留的構(gòu)筑物無法滿足道路下穿的要求，需要對預留的構(gòu)筑物進行改造、加固，甚至拆除重建。（2）高速公路路基改橋高速公路路基改橋是道路與高速公路立體交叉常用的一種方案，具體形式是將高速公路路基改為橋梁，橋下道路從橋跨間穿越。此方案道路橫斷面布置靈活，工藝成熟；但在橋梁施工時，會臨時中斷高速公路通行，需要新建高速保通輔道。（3）新建箱涵箱涵覆土較小或零覆土，因底板剛度較大，抗變形能力強，當?shù)鼗^差或不具備條件新建橋梁時，可采用將高速公路路基改為箱涵，橋下道路從箱涵內(nèi)穿越的方案。此方案造價較高，并且也會臨時中斷高速公路。（4）新建隧道當下穿道路受縱坡、需避開構(gòu)筑物、高速公路填方路基較高等因素限制時，下穿道路埋深較深，此時可采用隧道方案下穿高速公路。當下穿隧道埋深較小時，優(yōu)先采用明挖法施工，也可采用管幕法、頂管法等施工方法；當隧道埋深較大時，可采用礦山法、管幕法、頂管法、盾構(gòu)法等施工方法。采用明挖法施工時，造價較低，施工風險較小，但是會挖斷高速公路，對高速公路影響較大。采用非開挖工法施工時，不需要中斷高速公路，但是造價較高，并且在施工期間需要做好高速公路的沉降監(jiān)測，保證高速公路運營安全，考慮到頂管法和盾構(gòu)法的機械設(shè)備費用較高，采用此類方法時應充分進行工程經(jīng)濟性分析。

1.2上跨

（1）預應力混凝土箱梁預應力混凝土箱梁是上跨高速公路橋梁最常用的結(jié)構(gòu)形式，具有造價低、后期養(yǎng)護費用低、施工方法成熟等優(yōu)點；但是梁體高度較高導致對橋下凈空要求高，美觀性一般，當采用變形面時，能在一定程度上緩解梁高較大的問題。預應力混凝土箱梁主要采用全封閉掛籃法施工，也可采用轉(zhuǎn)體、頂推施工。（2）鋼箱梁鋼箱梁是另外一種上跨高速公路橋梁的常用結(jié)構(gòu)形式，鋼箱梁具有梁體高度較小、拼裝靈活、造型美觀等優(yōu)點；但是造價高，后期養(yǎng)護費用高。鋼箱梁主要采用頂推或吊裝拼接法施工，當半徑較小時，無法頂推施工。采用頂推施工時，如果跨度較大，需要在中間設(shè)臨時墩；吊裝拼裝需要設(shè)置臨時支架，然后分段吊裝就位并焊接成橋。（3）系桿拱橋系桿拱橋造型美觀，跨越能力較大，結(jié)構(gòu)高度較小，造價較低，但對基礎(chǔ)承載力要求較高。系桿拱橋主要采用吊裝拼裝施工。

2分離式立交工程技術(shù)要點

2.1高速公路保通方式

（1）設(shè)置臨時保通輔道采用路基改橋、新建箱涵或明挖隧道時，會把高速公路臨時挖斷，為保證高速公路正常通車，需設(shè)置臨時保通輔道。根據(jù)河南省交通運輸廳印發(fā)的《河南省交通運輸廳關(guān)于印發(fā)新建工程項目與運營高速公路交叉工程建設(shè)管理指導意見的通知》（豫交文〔2018〕223號）文件規(guī)定，設(shè)置臨時保通輔道后，通行車道數(shù)應與運營高速公路車道數(shù)一致。高速保通輔道可以采用全幅保通或半幅保通的形式，全幅保通即新建的保通輔道為雙向通行、車道數(shù)與運營高速公路一致；半幅保通即新建的保通輔道為單向通行、車道數(shù)為運營高速公路的一半，同時利用半幅既有高速公路車道交替通行，保證總通行車道數(shù)不變。保通輔道方案形式的選擇需要根據(jù)周邊場地條件、平縱線形、經(jīng)濟性、交通量及交通組成等因素綜合確定，最大限度地保證高速公路運營安全和行車暢通。（2）其他保通方式采用橋梁上跨高速公路時，不會挖斷高速公路，通常情況下不需要單獨設(shè)置保通輔道，但是臨時墩、臨時支架等構(gòu)件以及吊裝施工設(shè)備仍會臨時占用高速公路路面，此時根據(jù)施工工藝需要、交通量大小等因素，經(jīng)高速公路管理部門和交警部門同意后，一般采用臨時封閉部分車道、占用緊急停車帶并減速限行等保通方式。

2.2橋下凈空的確定

（1）上跨當城市道路和普通公路上跨高速公路時，因高速公路建筑限界高度為5.0m，考慮上部橋梁施工誤差、后期高速公路路面加鋪等因素，要求上跨橋梁橋下凈空不低于5.5m。（2）下穿城市道路和二級及以下等級公路的建筑限界高度為4.5m，但此類道路和高速公路交叉處多為城市邊緣區(qū)，大型車輛較多，根據(jù)調(diào)研顯示，河南省城市郊區(qū)通行的車輛高度很多已達4.92m，此類大型車輛從高速橋梁下方通行時，嚴重威脅高速橋梁安全，因此，建議道路下穿高速公路橋梁時，高速公路橋下凈高也按不小于5.5m控制，既滿足大型車輛通行需要，也保證高速公路橋梁安全。當確保通行車輛均為小客車時，橋下部凈空可降低至5.0m。

2.3對高速公路的保護措施

道路上跨高速公路時，應設(shè)置SS級防撞護欄，并設(shè)置防拋網(wǎng)，以減小對下方高速公路的影響。道路從高速橋梁橋孔間穿越時，應采取有效措施防止對橋墩的碰撞。當下穿道路以路基形式從橋孔間穿越時，根據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范》（JTGD81—2017）規(guī)定，路側(cè)或中央分隔帶護欄面距其防護的障礙物距離，應大于護欄最大橫向動態(tài)位移外延值或車輛最大動態(tài)外傾當量值，同時根據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細則》（JTG/TD81—2017）規(guī)定的參考值，建議路面距離橋墩的最小距離為2.5m。當無法滿足此距離要求時，應設(shè)置U形槽或擋墻等剛性結(jié)構(gòu)物，以加強對高速公路橋墩的保護。

2.4穿（跨）越高速公路的道路等級要求

為滿足城市發(fā)展和交通通行需要，同時避免隨意改造高速公路，根據(jù)道路路網(wǎng)密度分布和交通量分析，結(jié)合河南省內(nèi)各地市調(diào)研結(jié)果，建議城市次干路及以上等級城市道路和二級公路及以上等級普通公路可采用上跨橋梁、路基改橋、新建箱涵或隧道的形式穿（跨）越高速公路，而其他等級道路應利用高速公路既有構(gòu)筑物或提前并到其他高等級道路上共同穿（跨）越高速公路，以降低對高速公路的影響。

3設(shè)計案例分析

3.1工程概況

河南省新鄉(xiāng)市高新區(qū)海河路、德源路、南二環(huán)位于新鄉(xiāng)市高新區(qū)東部，均為東西向城市主干路，海河路和德源路為雙向六車道，設(shè)計速度50km/h，紅線寬度60m；南二環(huán)為雙向八車道，設(shè)計速度60km/h，紅線寬度100m；三條道路南北向間距分別為895m、1285m。三條道路均自西向東從京廣高鐵和鄭濟高鐵橋孔中下穿后，繼續(xù)向東穿越京港澳高速公路，與高速公路交角分別為87°、92.4°、82.3°，見圖1。三處交叉位置的京港澳高速公路均為路基，路基高度約5m，新鄉(xiāng)段京港澳高速現(xiàn)狀為雙向六車道，設(shè)計速度120km/h。

3.2交叉工程方案

鄭濟高鐵距離京港澳高速公路較近，道路從高鐵橋孔下穿后，若采用上跨方案，無足夠距離起坡，導致無法滿足京港澳高速公路上方凈空要求，因此本項目的立體交叉采用下穿的形式，同時因路基高度較低，無條件采用隧道下穿方案。綜合考慮周邊條件及經(jīng)濟合理性，采用路基改橋的方案，城市道路從新建高速橋梁橋孔間穿越，橋下道路采用U形槽，并在三處下穿位置各設(shè)置一座雨水泵站，見圖2。橋梁施工時會挖斷高速公路，在京港澳高速公路東側(cè)修建一條臨時保通輔道跨越三處交叉節(jié)點。保通輔道長3467.591m，因長度較長，同時受起點處跨新豐公路立交橋、終點處跨新荷鐵路立交橋及南二環(huán)附近莊巖村拆遷量限制，采用半幅保通方案，并采用100km/h的設(shè)計速度，即保通輔道采用單向三車道布置，同時利用既有半幅高速公路交替通行，保證高速公路雙向六車道的通行能力。采用半幅保通時，既有高速公路半幅通行、半幅開挖施工，為減小對高速公路路基的開挖高度，降低仍通行的半幅高速公路的風險，三座橋梁均采用樁接蓋梁的形式，并在左右幅橋梁均完工并通過驗收后，再開挖橋下道路部分，同時對高速公路仍通行的半幅路基采取鋼板樁保護措施，最大限度地保證高速公路安全。在土中澆筑橋墩混凝土的質(zhì)量較差、外表面不光滑，為保證橋墩的美觀性，對外露橋墩設(shè)置攀爬綠植進行美化，也可外包鋼板并涂漆防銹。

4結(jié)語

通過對城市道路和普通公路與高速公路分離式立體交叉問題的各種方案適用性及優(yōu)缺點進行分析，為此類項目提供參考借鑒。道路穿（跨）越高速公路需要綜合考慮周邊環(huán)境、工程及水文地質(zhì)、施工條件等因素，最終確定合理方案。當高速公路未預留穿（跨）越條件時，為降低對高速公路的影響，應優(yōu)先采用上跨橋梁或暗挖隧道的方案，當受平縱線形、施工工藝、交通組織等因素限制時，可選擇其他穿（跨）越方案，并充分與高速公路管理部門、交警部門溝通，確保高速公路的安全、暢通。

參考文獻：

[1]交通運輸部公路科學研究院.公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范：JTGD81—2017[S].北京：人民交通出版社，2017.

[2]交通運輸部公路科學研究院.公路交通安全設(shè)施設(shè)計細則：JTG/TD81—2017[S].北京：人民交通出版社，2017.

[3]河南省交通運輸廳.河南省交通運輸廳關(guān)于印發(fā)新建工程項目與運營高速公路交叉工程建設(shè)管理指導意見的通知：豫交文〔2018〕223號[EB/OL].

作者：趙修旺 單位：河南鄭州