(中交二公局第三工程有限公司,陜西 西安 710000)
高速公路在地區(qū)溝通和經(jīng)濟(jì)發(fā)展實踐中發(fā)揮的作用顯著,但是隨著經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展和地區(qū)開發(fā)的持續(xù)性進(jìn)行,既有高速公路成了阻礙沿線地塊開發(fā)利用的主要障礙之一,為了實現(xiàn)既有高速公路兩側(cè)區(qū)域的溝通,勢必要新建道路實現(xiàn)對既有高速公路的穿越。新建道路在穿越既有高速公路的時候需要基于高速公路兩側(cè)的地形條件以及高速公路的基本類型做不同的穿越形式選擇。在目前的實踐中,可供選擇的主要有上跨和下穿兩種方式。研究表明,不管是上跨還是下穿,新建道路均會與既有高速公路發(fā)生橋梁交叉的情況,而交叉強(qiáng)調(diào)是影響道路溝通的重要保障,所以需要對交叉強(qiáng)調(diào)做設(shè)計與分析。
某新建道路作為該地區(qū)非常重要的南北向快速通道,對優(yōu)化該地區(qū)的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)有非常重要的作用,對于以區(qū)域經(jīng)濟(jì)帶動周邊聯(lián)系性加強(qiáng)也有顯著的意義。該新建道路在建設(shè)的過程中和某既有高速公路交叉,交叉角度為5 。就新建道路的具體分析來看,其為雙向四車道的一級公路,設(shè)計時速是80km/h。該道路的路基寬度為25.5m,橋涵設(shè)計汽車荷載等級為公路Ⅰ級。與該新建道路交叉的既有高速公路等級為雙向四車道,后來經(jīng)過改建后成為了雙向八車道。道路的設(shè)計時速為120km/h。起初,路基的寬度為28m,在經(jīng)過改建后達(dá)到了42m,橋涵設(shè)計的汽車荷載等級為Ⅰ級。
新建道路和既有高速公路存在著交叉?;谛陆ǖ缆返木唧w走向,同時結(jié)合既有高速公路兩側(cè)的實際情況可以對交叉點的位置范圍進(jìn)行確定[1]。基于確定的具體位置范圍對相應(yīng)的情況進(jìn)行總結(jié),這對于交叉方案的擬定有突出的指導(dǎo)意義。就交叉范圍而言,范圍內(nèi)的高速公路為填方路段,平均填土高度為3m,且不存在水位限制的情況。基于實際資料分析,在交叉方案選用的時候,上跨和下穿都是可行的,不過具體要使用哪種方案還需要做論證。
假設(shè)選用上跨這種交叉方案,那么根據(jù)交叉點范圍區(qū)域的地形情況,需要在高速縱面最低點處設(shè)置分離立交橋上跨高速。如果是采用這個方案,需要對橋梁的跨徑標(biāo)準(zhǔn)做界定,交叉的角度為5。在該方案的具體利用上,上部需要采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,下部需要采用柱式墩、樁基礎(chǔ)。
假設(shè)選用下穿這種交叉方案,那么根據(jù)交叉點范圍區(qū)的平縱情況和地形情況,同時結(jié)合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等因素,需要在新建道路和既有高速正交區(qū)域內(nèi)進(jìn)行小規(guī)模拆遷,同時要在高速處進(jìn)行一座立交橋的增設(shè)。為了保證增設(shè)立交橋的應(yīng)用效果,要做好橋梁的跨徑布設(shè)。在此種方案的具體實施中,橋梁上部需要采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,下部需要采用柱式墩和樁基礎(chǔ)。就具體方案的實施來看,新建道路利用增設(shè)的立交實現(xiàn)下穿高速。
兩種方案在具體實施中都具有可操作性,不過兩種方案在實施的過程中工程量、施工難度等會有不同,所以具體要使用何種方案還需要進(jìn)行更加細(xì)致的對比。就兩種方案的對比來看,需要確定基本的對比指標(biāo),一般來講,主要的指標(biāo)內(nèi)容為:1)公路用地。對比兩種方案的公路用地,上跨方案的用地面積相對比較少。2)填方和挖方的對比。就填方而言,下穿方案要明顯的小于上跨方案,但是就挖方來講,下穿方面明顯的大于上跨方案。3)分離立交。按照原定計劃和設(shè)計,下穿方案的分離立交應(yīng)用量要少于上跨方案。4)工程造價。對比兩種方案的工程造價,從最終的造價分析來看,下穿方案在造價節(jié)約方面效果明顯優(yōu)于上跨方案?;诰C合對比,下穿方案的優(yōu)越性更加突出,經(jīng)濟(jì)性效果也比較突出,所以在橋梁交叉設(shè)計中采用下穿的方案。
在交叉方案得到確定之后,接下來的重要工作便是在方案基礎(chǔ)上做更為詳細(xì)的設(shè)計,從而為施工打好基礎(chǔ)。
因為此次橋梁交叉采用的是下穿方案,所以需要基于交叉下穿的具體特點等做橋梁的詳細(xì)設(shè)計。實踐表明,下穿橋梁孔徑布置和橋梁會受到交叉道路路基斷面寬度和凈空要求的影響,所以需要結(jié)合橋梁架設(shè)位置的地形、地質(zhì)以及場地具體條件對工程的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及施工可能性做分析[2]。在綜合分析的基礎(chǔ)上設(shè)計更加詳細(xì)的工程方案,工程本身的質(zhì)量建設(shè)效果會更加地突出?;诰C合考慮,新增分離立交橋梁跨可以執(zhí)行三段式布置,每一段距離保持相同。基于交叉角度的考慮,墩臺軸線和法線交角可以確定為5。至于橋?qū)?,需要基于雙向四車道的標(biāo)準(zhǔn)做確定。上文提到過,在下穿方案的具體利用中,橋梁的上部可以采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,至于下部結(jié)構(gòu)則采用柱式墩和樁基礎(chǔ)?;趯嶋H需要,橋下凈空高度需要不小于5.5m。
在交叉橋梁設(shè)計實踐中,為了盡可能地減小新增分離立交對既有高速正常運(yùn)行的影響,需要對新增分離立交施工組織進(jìn)行設(shè)計,具體的設(shè)計內(nèi)容如下:1)對既有高速進(jìn)行改造,即實現(xiàn)四道改八道,并且在兩側(cè)路基進(jìn)行拼寬的時候,利用單側(cè)路基拼寬的方式完成對增設(shè)分離立交段的拼寬。2)在拼寬工作完成之后進(jìn)行交通轉(zhuǎn)移,強(qiáng)調(diào)高速半幅雙向四車道通行。在施工的過程中,需要新增分離立交右幅橋梁。3)待新增分離立交橋右幅施工完畢后再次進(jìn)行交通轉(zhuǎn)移,利用新增分離立交右幅橋梁保證既有高速雙向四車道通行,進(jìn)行左幅路基開挖及橋梁施工。4)待左右幅橋梁施工完成后,完善交通標(biāo)志標(biāo)牌等交通安全設(shè)施及中央分隔帶管線改造,全斷面開放八車道通行。
就交叉橋梁設(shè)計實踐來看,影響設(shè)計質(zhì)量的因素是比較多的,所以為了保證橋梁設(shè)計的具體效果,需要對橋梁設(shè)計質(zhì)量進(jìn)行強(qiáng)化。結(jié)合此次交叉橋梁設(shè)計實踐工作,要提升設(shè)計效果,需要從如下方面進(jìn)行措施的采取。
在交叉橋梁設(shè)計的過程中,設(shè)計要求的明確對設(shè)計工作的具體開展有非常顯著的價值,因此在實踐中必須要明確設(shè)計要求[3]。就此次的交叉橋梁設(shè)計來看,其具體的要求需要從如下幾個方面強(qiáng)調(diào):1)橋梁安全性。橋梁安全性是橋梁設(shè)計需要考慮的第一要素,因為安全性影響橋梁的穩(wěn)定使用,也會影響橋梁的經(jīng)濟(jì)價值發(fā)揮,所以在實踐中必須要基于安全性對相應(yīng)內(nèi)容做設(shè)計強(qiáng)調(diào)。就實踐研究來看,在橋梁安全性設(shè)計實踐中,一方面需要對橋梁的各方面參數(shù)進(jìn)行明確,比如荷載參數(shù)、橋梁穩(wěn)定系數(shù)等,另一方面需要對橋梁的組成構(gòu)件進(jìn)行明確,因為構(gòu)件的完整和銜接的可靠會影響到橋梁安全性。2)強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前我國積極發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì),目的是要解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展實踐中資源、能源浪費(fèi)問題?;诰G色經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo),在強(qiáng)調(diào)設(shè)計的過程中需要本著高質(zhì)量、低消耗的原則對橋梁施工材料性質(zhì)、用量等做明確,同時要對施工技術(shù)做分析,這樣,設(shè)計實踐中的材料利用、技術(shù)應(yīng)用才會更具經(jīng)濟(jì)效益。
設(shè)計考察在橋梁設(shè)計實踐中的影響是顯著的,所以在實踐中必須要關(guān)注設(shè)計考察工作。就現(xiàn)階段研究來看,所謂的設(shè)計考察指的是橋梁設(shè)計資料的總結(jié)與實地調(diào)查[4]。橋梁的運(yùn)行穩(wěn)定和使用安全與區(qū)域環(huán)境有顯著的關(guān)系,比如區(qū)域地形地貌和水文情況等會影響橋梁的穩(wěn)定性,道路車流量的調(diào)查會為橋梁標(biāo)準(zhǔn)和等級設(shè)計提供參考,因此在交叉橋梁的設(shè)計實踐中,為了保證設(shè)計的科學(xué)性與針對性,需要做好交叉橋梁的施工區(qū)域調(diào)查。一方面,要明確區(qū)域地質(zhì)情況,分析地質(zhì)情況對橋梁運(yùn)行的影響,然后做針對性措施的利用。另一方面,要分析施工中可能對橋梁產(chǎn)生的不利影響,并通過設(shè)計工作進(jìn)行積極的預(yù)防。簡單來講,設(shè)計考察工作是設(shè)計工作針對性、有效性提升的有效參考,所以在設(shè)計考察實踐中,需要基于橋梁設(shè)計的相關(guān)要求對考察的項目進(jìn)行明確,同時要對考察項目的具體評價指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)做明確,這樣,設(shè)計考察的全面性、專業(yè)性和有效性會更加的突出。
設(shè)計檢驗可以對橋梁設(shè)計的應(yīng)用情況做分析,這對于設(shè)計缺陷的改善有積極意義[5]。在目前的環(huán)境下,各種先進(jìn)技術(shù)的利用越來越頻繁,尤其是BIM技術(shù)、CAD 等技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用,利用這些先進(jìn)的技術(shù)對橋梁設(shè)計方案進(jìn)行建模,然后在模型基礎(chǔ)上做橋梁的實際利用模擬,這樣可以更加真實地判斷橋梁在未來使用中的具體情況。在實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上結(jié)合交叉橋梁的實際應(yīng)用要求能夠?qū)崿F(xiàn)對橋梁的缺陷改善,這樣,橋梁的最終利用效果會更加的突出。在橋梁設(shè)計實踐中,受設(shè)計人員專業(yè)素養(yǎng)以及設(shè)計過程中材料分析情況的影響,橋梁設(shè)計可能會出現(xiàn)細(xì)節(jié)性問題。為了規(guī)避此類問題,通過先進(jìn)技術(shù)利用進(jìn)行設(shè)計建模,并在建模基礎(chǔ)上對設(shè)計方案的具體實施效果做論證性分析,這樣,設(shè)計是否合理,存在哪些問題,具體需要優(yōu)化哪些內(nèi)容會一目了然??傊?,關(guān)注橋梁的設(shè)計檢驗工作,通過檢驗實現(xiàn)問題的改善和優(yōu)化,強(qiáng)調(diào)設(shè)計實踐效果明顯提升。
在交叉橋梁設(shè)計實踐中,設(shè)計人員本身的素養(yǎng)對設(shè)計效果的影響是顯著的,因此強(qiáng)調(diào)人員素質(zhì)水平意義顯著?;趯嵺`做總結(jié),人員素質(zhì)水平強(qiáng)調(diào)主要包括兩方面:1)專業(yè)設(shè)計理論強(qiáng)調(diào)。在設(shè)計實踐中,理論是指導(dǎo)實踐工作的重要因素,強(qiáng)調(diào)人員理論專業(yè)性,其工作實踐的專業(yè)效果會更加突出。2)設(shè)計實操強(qiáng)調(diào)。設(shè)計實操指的是設(shè)計操作實踐水平。一般來講,水平比較高的人員在設(shè)計中能夠通過靈活設(shè)計解決設(shè)計中的難題,所以為了盡可能地規(guī)避設(shè)計實踐中的瑕疵,強(qiáng)調(diào)人員實際操作水平意義重大。在強(qiáng)調(diào)設(shè)計實踐中,人員的專業(yè)理論認(rèn)知和規(guī)范性操作是實現(xiàn)橋梁設(shè)計整體效果優(yōu)化的重要影響因素,通過專業(yè)的訓(xùn)練實現(xiàn)人員兩方面素養(yǎng)的顯著提升,這樣一來,人員本身專業(yè)性表現(xiàn)突出,因為人員問題引發(fā)的設(shè)計細(xì)節(jié)問題自然會得到規(guī)避,所以最終的橋梁設(shè)計實踐效果會有明顯的加強(qiáng)。
綜上所述,在高速公路兩側(cè)區(qū)域的連接和利用過程中,新建道路是非常普遍的一種方式,不過新建道路會與既有高速公路發(fā)生交叉,因此需要對交叉橋梁的設(shè)計和施工進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。文章基于具體工程總結(jié)了交叉橋梁的設(shè)計相關(guān)問題,最終的目的是要指導(dǎo)實踐工作,從而促進(jìn)交叉橋梁設(shè)計的整體效果提升。