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(天津市市政工程設計研究院第一分院，天津 300051)

0 引 言

隨著城市交通的迅猛發(fā)展，有些城市互通式立交都出現(xiàn)了無法滿足城市的發(fā)展和交通需求增長的需求，影響了城市路網(wǎng)的服務水平，交通環(huán)境日益惡化，如何理順區(qū)域對外交通的集散和區(qū)域內交通的疏導問題成為設計中關注的交點，該文以集灌路提升改造工程為實例，通過對既有立交現(xiàn)狀交通分析，提出了合理的立交改造方案并解決了一系列設計難點。

集灌路提升改造工程東段工程西起園博苑正門西側250m，東至廈門大橋集美互通立交，終點接現(xiàn)狀銀江路，全長約2.47km。工程設計內容主要涉及現(xiàn)狀路面提升改造、集美互通立交提升改造兩部分，其中集美互通立交提升改造部分為該工程的重點和難點，該項目總體效果如圖1所示。

圖1 集美互通立交提升改造后效果圖

1 立交改造方案的確定

1.1 現(xiàn)狀立交功能分析

目前，既有廈門大橋集美互通立交的交通組織如圖2所示：

圖2 既有集美互通立交衛(wèi)星圖

1)銀江路-集灌路方向，現(xiàn)狀有立交匝道連接，匝道標準為單向單車道，匝道中間分出駛往廈門大橋方向的環(huán)圈匝道，匝道標準較低，主線輔道車流交織嚴重，不滿足快速通行的要求。集灌路～銀江路方向，現(xiàn)狀通過立交輔道環(huán)島系統(tǒng)通行，經(jīng)過地面輔道跨越排洪渠橋梁(雙向二車道)，駛往銀江路方向，由于地面環(huán)島系統(tǒng)采用信號燈控制通行，因此該方向通行能力較低。對該方向的提升改造非常迫切。

2)泉廈高速-廈門大橋方向，泉廈高速為雙向六車道標準，廈門大橋為雙向四車道標準，目前泉廈高速至廈門大橋雙向均有匝道快速連通。該方向不在該工程改造范圍內，且改造工程對該方向行車通行沒有影響。

3)集灌路-廈門大橋方向，除現(xiàn)狀匝道橋梁外，立交東南方向(輕軌集美學村站)有匝道橋梁連接廈門大橋，該工程施工期間，可通過該匝道進行交通導行。

4)泉廈高速-集灌路方向同樣有快速匝道連接，該改造工程對該匝道沒有影響。

1.2 立交改造方案

對于既有立交改造工程，普遍存在以下問題，即對既有立交如何利用，能否滿足遠期交通量的需求。根據(jù)既有立交的交通分析，通過綜合比較，確定立交改造方案如下：

1)拆除銀江路至集灌路單車道匝道橋及輔道橋，利用原匝道橋線位，分幅設置雙向四車道主線橋梁，與集美立交原環(huán)圈匝道和廈門大橋右轉銀江路方向右轉匝道重新接線。

2)C、D、G匝道重新接線。

3)新建輔道橋梁H線。

4)銀江路西側輔道采取地道方式下穿主線，新建F線地道。

輔道環(huán)島系統(tǒng)保持現(xiàn)狀不變，環(huán)島采用信號燈控制各個方向流向，完善交通組織，改造示意圖如圖3所示。

圖3 集美互通立交提升改造示意圖

2 橋梁工程設計要點[1]

2.1 設計原則

遵照“安全可靠、耐久適用、技術先進、經(jīng)濟合理”的總體設計原則，兼顧美觀和環(huán)保要求，根據(jù)橋位實際情況，盡量滿足因地制宜、就地取材、便于施工和養(yǎng)護的要求。

1)尊重自然、注重橋梁景觀與環(huán)境的協(xié)調，優(yōu)先選用與既有立交橋梁相一致的結構，確保新舊橋梁景觀造型協(xié)調統(tǒng)一。

2)節(jié)約資源、保護環(huán)境，體現(xiàn)城市發(fā)展的可持續(xù)性。既有跨河橋梁的拼寬改造，在滿足河道排瀝或行洪要求的基礎上，新建部分應優(yōu)先選擇與既有橋梁一樣的布置方式及結構型式，保護既有景觀特色，力求較好的景觀效果。

3)橋梁結構合理、安全可靠、降低工程造價，橋跨布置應盡量避開既有橋梁的下部結構及基礎，減少施工難度，節(jié)約工程造價。

2.2 橋梁方案設計

根據(jù)調研資料，早期集美立交橋梁由交通部公路規(guī)劃設計院于1987年6月開始設計，1991年4月竣工，1995年12月，由中國市政工程西北設計研究院設計集美立交改建工程。既有廈門大橋集美互通立交橋梁上部結構為現(xiàn)澆板梁，下部結構為擴大基礎及鉆孔灌注樁，其標準斷面布置形式如圖4：

圖4 標準斷面布置圖

依據(jù)設計原則，考慮到橋梁結構需在北引大池內施工的客觀條件，該工程上下部結構除應有足夠的強度和穩(wěn)定性外，還應經(jīng)濟合理、方便施工，避免對池內水源造成污染。同時，所選的結構形式必須與上部結構的選型保持外觀上的協(xié)調一致，做到結構形式美觀輕巧，與周邊環(huán)境和諧勻稱，保證良好的通視條件，使橋下行人舒適。

根據(jù)現(xiàn)場查勘及調研情況，該工程為保證與既有橋梁景觀協(xié)調統(tǒng)一，擬采用如圖5示橋梁斷面形式：

圖5 橋梁斷面圖

即上部結構采用外形美觀，結構整體受力性能好、抗彎抗扭剛度大，跨越能力強，適用范圍廣的整體砼箱梁，根據(jù)跨徑不同梁高分別取1.5m、1.8m和2m不等，箱梁外形輪廓及墩柱與既有橋梁一致，基礎采用鉆孔灌注樁，地勘資料顯示橋位有填石，需要采用沖擊鉆，根據(jù)基巖的深度，該設計按端承摩擦樁考慮，持力層為中風化花崗巖。

2.3 新舊橋梁結構的連接

該工程C線8號墩、D線0號墩及G線9號墩位置為新建橋梁和既有橋梁結構的連接墩，新建橋梁需放置在舊橋墩柱上，為確保結構安全可靠，設計中做如下考慮：

1)橋梁結構布跨時確保新建橋梁作用在舊橋墩柱上的支座反力不大于老橋的原支反力，保證不對舊橋墩柱增加荷載。

2)施工前對舊橋墩柱進行承載能力檢測，確保能滿足新舊橋梁結構的荷載要求，如不能滿足應及時采取必要的加固措施。

3)由于新舊橋梁上部結構存在梁高差(舊橋梁高較低)，新建橋梁結構采用牛腿方式與舊橋墩柱搭接。

4)舊橋墩柱作為連接墩，需更換新建橋梁側的支座，新舊橋梁橋面相接位置伸縮縫及橋面鋪裝注意接順。

3 施工難點

橋梁結構的施工方案應根據(jù)橋位處的現(xiàn)場客觀情況需要確定，該工程根據(jù)現(xiàn)場情況，在確?，F(xiàn)狀交通不斷交的情況下，可把橋梁結構分成兩部分，即陸地部分和水中部分，如圖6所示：

圖6 施工平面圖

3.1 陸地部分施工

1)首先施工樁基礎及承臺，根據(jù)地勘資料，該工程場地有拋石，部分樁位需采用沖擊鉆施工。

2)上部結構采用滿堂支架現(xiàn)澆施工，在有通行要求的孔跨，通過支架利用工字鋼形成順橋向臨時通道，保證車輛、行人通行要求。

3.2 水中部分施工

水中橋梁結構的施工，分圍堰施工和棧橋施工兩種方案。

1)圍堰施工部分

由于新建橋梁部分結構在北引大池內，考慮對廈門源水的保護及防洪渠的功能要求，推薦在枯水期進行圍堰施工。

圍堰施工順序： 在橋位兩側修筑土堤圍堰，作為舊橋拆除以及新建橋梁施工的通道，圍堰面積約2000平米，同時考慮北引大池加蓋工程需同時增設臨時圍堰約2600平米。圍堰內抽水清淤后，橋梁結構施工工序同陸地施工。

2)棧橋施工部分

跨域防洪渠部分包括既有橋梁的拆除。根據(jù)防洪部門的審批意見，采用棧橋施工，在新建橋梁一側沿線架設施工棧橋，并作為施工期間的車輛通道及老橋拆除運輸通道。

棧橋施工順序

(1)在橋位一側打鋼管樁修筑棧橋及施工平臺，利用平臺拆除既有橋梁。

(2)在新建橋梁墩位處利用鋼護筒施工水中樁基礎，套箱施工系梁。

(3)最后在鋼管樁平臺上搭設支架，實現(xiàn)滿堂支架上現(xiàn)澆箱梁。

4 結 論

從現(xiàn)狀立交的功能缺陷著手，從改造方案的構思、橋梁方案設計的要點和施工方案的難點幾個方面，對既有立交改造項目的設計要點進行了簡單的梳理，總結設計要點如下：

1)邊界條件復雜

城市立交改擴建項目除了遵循一般新建項目的設計原則，還要考慮既有結構的條件控制，設計中要和老橋保持足夠的安全距離，施工中要對現(xiàn)狀橋墩進行施工保護。

2)改建與保留

改擴建項目改造與保留應并存，充分挖掘既有結構的特征元素并予以保留和繼承，使改建后的結構與原結構相得益彰，景觀協(xié)調統(tǒng)一。

3)“上連下不連”，充分利用既有結構

為節(jié)約工程造價，利用既有結構提高立交的通行能力和服務水平是改造項目的重中之重。該工程采用“上連下不連”的處理方式，既滿足了上部結構的連續(xù)，又避免的新舊基礎的互相影響。對于此類問題可以優(yōu)先選用此種方式處理。

4)“保通設計”

改造項目一般是在繁華的城市建成區(qū)，為減少對現(xiàn)有交通的影響，“保通”就成了施工組織的關鍵。因此該工程充分要考慮現(xiàn)狀交通狀況，交通組織方案避免了封閉施工，減少對現(xiàn)狀交通的影響。

立交改造項目比新建項目更能體現(xiàn)設計者的設計水平，通過巧妙的設計構思最終達到“化腐朽為神奇”的效果，該文以實際工程為依托，提綱挈領的介紹了立交改造的設計要點，為今后同類項目的設計和施工提供了經(jīng)驗參考。