交叉口立体交通工程设计要点分析

凌 晨

（广州市市政工程设计研究总院有限公司,广东 广州 510000）

0 概述

黄果树大街—市府路交叉口立体交通工程位于贵州省安顺市，随着安顺市旅游等产业的不断发展，汽车保有量逐步增加，城市内交通拥堵现象逐步加剧，尤其是在市内的主干道的交叉路口区域，更是交通堵塞的高发地点[1]。交通堵塞给安顺市居民的日常出行造成了诸多不便，为此安顺市政府开始加大交通改造的投入。黄果树大街为安顺市东西向主要交通要道，道路通达性要求高；市府路规划为城市主干路，将穿越贵昆铁路与铁路以南出口高速收费站衔接，当前黄果树大街与市府路交叉口交通拥堵情况严重，高峰期车辆行人等待时间更是达到令人难以忍受的地步。因此需要对黄果树大街和市府路大街的交叉口进行立体交通设计。设计内容包含道路、桥梁、交通、排水、照明、绿化等。工程总投资2.66亿元，其中工程费用约1.52亿元。

1 项目技术标准及总体方案

1.1 项目技术标准

该项目设计的道路中黄果树大街是城市主干路，双向六车道，设计车速为60 km/h，市府路是城市主干路，设计车速为40 km/h。桥梁设计载荷为城—A级，行车净空不少于5.0 m，人行净空不少于2.5 m。抗震等级按照地震烈度6级设防。路面设计载荷为BZZ-100。桥面防水等级为Ⅰ级。

1.2 工程总体方案

黄果树大街—市府路交叉口目前为十字平面交叉口，现状为平交口，人车混行过街，通行效率低，存在安全隐患。黄果树大街现状双向六车道，东端连接贵黄公路，连接贵安新区及贵阳市，西端连接绕城高速，承担了东西部交通连接骨干通道功能。市府路南起黄果树大街，连接龙宫大道，北至安顺市人民政府，为主要的高速入城通道，负担着城内交通及出入城交通。

综合考虑黄果树大街—市府路交叉口现状情况，该项目总体方案设计如下：沿黄果树大街方向设置跨线桥上跨市府路，分离南北向与东西向直行交通，缓解通行压力，并在跨线桥两侧设置地面辅助，以满足地面交通转向需求。

2 交叉口立体交通桥梁设计要点

2.1 桥梁分跨、分联布置

桥梁分跨除考虑桥梁结构的受力合理性、施工可行性、经济适用性外，还应该考虑以下因素：1）地面交通组织；2）避免与既有构筑物、地下管线、地上杆线、既有道路、铁路等冲突；3）桥台台后填土高度以3～4 m控制；4）为方便施工，跨度、分联类型宜尽量减少。

考虑到以上因素，并结合以往经验，引桥标准路段采用30 m左右的跨径组合较为合适；跨越路口段根据地面道路横向宽度及交叉口设计加大跨径，邻跨则考虑合理比例，在市府路路口处，考虑路口宽度约20 m，同时考虑桥下净空、视距等因素，主跨跨径采用50 m，两侧边跨下均设有调头车道，考虑施工期间交通组织需求以及边中跨合理比例，边跨跨径采用35 m。为避免设置过长的引道以及过高的引道挡墙，同时考虑经济性，两侧桥台高度尽量控制在3～4 m。

综上，桥梁全长共分3联，具体布置如下：（引桥3×30 m）+（主桥 35+50+35 m）+（引桥3×30 m），总长300 m。

2.2 桥梁断面选型

该项目的跨线桥断面选型主要是双幅分离式断面，由于项目主桥上跨市府路，设计断面采用双向六车道，若采用整幅式断面，桥梁宽度太大，达到27.5 m，不利于结构受力，且后期维修、保养，比如更换支座等，需全封闭交通，影响较大，综合相关因素之后，选择双幅分离式断面，单幅断面宽度13.5 m。

2.3 桥梁结构选型

该项目建设旨在缓解交通拥堵现状，工期要求较为紧张，同时需要兼顾一定的景观效果。因此结构选型时优先考虑施工工艺成熟、工期较短，且有一定外观造型的结构形式。对此，该项目主桥优先选择变高度连续钢箱梁或者变高度现浇预应力混凝土连续箱梁，两者的比较情况如表1所示。

表1 主桥结构方案比较

综合两种桥梁的特点，并且结合项目的实际情况，由于该项目地处城市交通主干道，因此为了最大限度地减少施工期间对交通的影响，同时缩短施工工期，所以主桥采用了变高度连续钢箱梁[2]。

2.4 桥梁结构设计

2.4.1 总体布置

结合前文的相关选型分析，可以得出当前项目桥梁结构的设计，总体上当前项目的桥梁结构布置为：（3×30）m现浇预应力混凝土连续箱梁+（35+50+35）m变高度连续钢箱梁+（3×30）m现浇预应力混凝土连续箱梁，桥梁部分的长度为300 m[3]。

2.4.2 横断面布置

横断面布置是桥梁设计的重点之一，结合黄果树大街的实际情况以及交通现状的调查，该项目横断面在设计中采用的是双幅分离式布置，单幅桥面宽度为13.5 m，为三车道设计，两桥之间有0.5 m的镂空带，在该镂空带中可以设置一些绿植隔断，横断面布置图见图1所示。

图1 主桥变高度连续钢箱梁横断面图

2.4.3 上部结构

该项目桥梁的上部结构中主桥设计方案为变高度连续钢箱梁，支点梁高2.7 m，跨中及两端梁高1.7 m，考虑钢箱梁的制作、运输条件，钢箱梁横断面设置两片预制箱室，顶板宽度3.2 m，底板宽度2.525～2.775 m，两片预制箱室之间为现场拼接箱室，宽度2 m，两侧悬臂宽度2.5 m，纵向每隔2 m设置一道横隔板；端横梁宽度1.9 m，中横梁宽度2.8 m。引桥设计方案为梁高1.8 m，采用单箱双室截面，悬臂长2.5 m，箱室宽度4.131 m，腹板厚度由45 cm变化到60 cm，腹板斜率1∶4，顶板厚度25 cm，底板厚度22 cm，端横梁宽1.2 m，中横梁宽2 m[4]。

2.4.4 下部结构

随着近两年桥梁问题的不断产生，社会各界对于桥梁的设计提出了新的要求，因此在这种背景下，主桥桥墩的设计显得至关重要。该工程主桥及引桥桥墩均采用花瓶墩，桥墩底部尺寸为2.8（横向）×1.2（纵向）m，顶部尺寸为4.9（横向）×1.2（纵向）m，基础采用直径1.5 m钻孔灌注桩。过渡墩桥墩采用花瓶墩，桥墩底部尺寸为2.8（横向）×1.2（纵向）m，顶部尺寸为4.9×2 m，基础采用直径1.5 m钻孔灌注桩，桥台采用薄壁式桥台，台背厚度0.8 m，台身厚度1 m，基础采用直径1.2 m钻孔灌注桩[5]。

3 耐久性设计要点

耐久性设计是立体交通工程设计的另一个重点，主要可以从以下几个方面来分析。

3.1 混凝土结构耐久性设计

在桥梁设计项目技术标准中该桥梁的设计基准期为100年，使用环境为一般环境，因此混凝土的强度等级以及水胶比必须满足Ⅰ类环境条件的基本要求，具体见表2所示。

表2 混凝土等级及水胶比

除了混凝土强度以及水胶比之外，钢筋方面需要考虑钢筋的最小保护层厚度必须满足设计要求，这样才能确保桥梁的耐久性。在前期对工厂地区进行考察的时候发现，该地区的地下水具有微腐蚀性，因此桩基混凝土在设计中需要注意以下几点，第一，煤灰水泥质量不宜大于25%，粉煤灰的质量应满足Ⅱ级以上粉煤灰的要求。第二，要使用高效的减水剂。第三，混凝土抗氯离子渗透性不大于2 000。第四，提高混凝土标号为C35。第五，适当增加桩基保护层厚度。

3.2 钢结构耐久性设计

主体钢结构的耐久性设计主要是防腐，防腐配套方案的保质期为25年，桥梁外部空气区腐蚀环境为C3，防腐配套方案如表3所示。

表3 防腐配套方案

除此之外的支座钢材、桥梁栏杆以及预埋件等构件的防腐配套方案保质期为15年。

4 桥梁桩基施工要点

该项目桥梁桩基施工的要点主要是对于岩溶区域的桩基施工的特别注意事项。安顺市的地质结构特点是岩溶区域较多，虽然该工程距离较短，但是在设计中依然需要考虑岩溶地区的桩基施工处理，岩溶地区桥梁桩基施工处理主要采用钢护筒护壁+小溶洞充填封闭法、溶洞预注浆处理+钢护筒护壁法进行处理。对于中大溶洞或较复杂的溶洞，应采用溶洞预注浆处理+钢护筒的组合方案，以溶洞预注浆处理为主，以钢护筒护壁为辅。施工单位应做好应急预案，充分准备好岩溶处理所需的材料和设备，如钢护筒、砂包、土袋、注浆材料和注浆设备等。在项目施工之前，需要对地质进行准确的勘探，开展动态设计，分批提供各墩各桩的设计确定值标高和桩长[6]。

5 结语

随着我国经济的不断发展，汽车保有量持续增加，很多地区已经出现了较为严重的交通拥堵情况，立体交通改造是缓解交通拥堵的重要方式。该文以贵州省安顺市黄果树大街—市府路交叉口立体交通工程为案例，分析了交叉口立体交通工程的设计要点，通过要点分析可以为类似工程提供一定的参考，同时也能丰富我国交通设计的理论研究。