周環(huán)宇

（中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，上海200000）

0 引言

目前，在我國城市化高速發(fā)展的影響下，城市交通問題越發(fā)嚴(yán)重，為了緩解這一問題，城市快速路開始被廣泛使用。為了能夠在不影響正常交通運(yùn)行的情況下增添快速路，一般采用高架橋、隧道等形式。兩者的作用雖然相同，但考慮到資金成本、施工成本等因素，高架橋要優(yōu)于隧道，所以高架橋成為城市建設(shè)快速路的主要形式。

1 快速路改造的重要性

在建造城市快速路時，主要涉及這幾項(xiàng)技術(shù)，即高架立交、導(dǎo)流島、轉(zhuǎn)盤等。在公路和公路之間形成立體交叉建設(shè)時，還可以分為分離式交叉、互通式交叉以及半互通式交叉三種方式。立交技術(shù)在建造快速路時非常重要，既提升了快速路的美觀效果，又使空間利用率實(shí)現(xiàn)最大化。轉(zhuǎn)盤技術(shù)一般用在環(huán)形交叉路口，導(dǎo)流島技術(shù)是為了減輕平面交叉路口的交通流，使車輛能夠在固定的位置運(yùn)行。目前在建造快速路時使用的都是上跨式的立體交叉形式，也就是最常見的高架橋。

2 快速路突出的優(yōu)點(diǎn)

快速路的建造主要是為了緩解城市的交通壓力，讓市民的生活能夠有序進(jìn)行，也能加速城市建設(shè)發(fā)展，從而擴(kuò)大城市規(guī)模?？焖俾范嘁愿呒軜虻男问酱嬖?，還能自主控制出入城市的車輛，這也為交通管制提供了便利[1]?？焖俾纷鳛槌鞘心芊竦玫礁咚侔l(fā)展的重要因素，其核心功能主要有以下幾點(diǎn)：

首先，通過添加交通干道緩解城市交通壓力，降低人們出行的耗時，提高效率。

其次，對城市交通路線進(jìn)行分解，通過不同的路線改造，增加城市內(nèi)的空間利用率，將城市各級路網(wǎng)功能充分發(fā)揮出來。

再次，加強(qiáng)城市各區(qū)域之間的往來，快速路能夠?qū)⒊鞘袃?nèi)的各大區(qū)域建立有效聯(lián)系網(wǎng)，讓區(qū)域間的交通變得更加順暢，既加強(qiáng)了區(qū)域合作，又提高了城市發(fā)展效率。

最后，加強(qiáng)了城市內(nèi)外的交通往來，通過建造城市內(nèi)部和外部之間的交通樞紐，加強(qiáng)城市間的交流合作，共促城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展[2]。

3 總體布置

在設(shè)計(jì)和建造快速高架橋時，因?yàn)橐ㄔ谥鞲傻赖纳戏?，所以要先對建造快速路時所跨越的交通道路情況和需要跨越的交通干道進(jìn)行全面的了解分析。而且在進(jìn)行快速路設(shè)計(jì)時，還要提前將相關(guān)資料收集齊全，比如地下管線、將被跨越的交通規(guī)劃資料以及交通干道的現(xiàn)狀等等。

除此之外，還有在施工過程中可能遇到的情況，比如地下光纜和管道埋置過深等情況，要將以上信息和資料都準(zhǔn)備充分，為建造施工打好基礎(chǔ)[3]。通過查閱資料和實(shí)際了解，在建造過程中需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)。

3.1 橋梁高度

很多高架橋在建造過程中因未考慮高度問題，使得高架橋建完后高度過低，給下面道路上的車和人帶來了嚴(yán)重的壓抑感，從而影響下面的車輛正常行駛。因此，為了避免這種情況，在建設(shè)時應(yīng)當(dāng)將高架橋的高度設(shè)置在7m 以上，以緩解下方壓力。

3.2 橋墩搭建

在建設(shè)高架橋時，首先要先將橋墩的位置找好，即橋墩位置的合理性布局，以備后期在橋墩上方進(jìn)行道路建設(shè)工作，如圖1所示。布設(shè)橋墩位置時也要進(jìn)行多方面考慮，在上面公路建設(shè)受力運(yùn)行的情況下，要盡量考慮下方主干道車輛和行人的正常需求，還有主干道未來發(fā)展規(guī)劃和路面承載力，通過綜合考慮這些因素，將橋墩位置進(jìn)行合理布設(shè)，為地面的交通車輛和人們創(chuàng)造良好的交通環(huán)境。

圖1 城市快速路橋墩

3.3 收集資料

在建設(shè)高架橋時，會出現(xiàn)在原本已經(jīng)建設(shè)好的高架橋上方再搭建一層，進(jìn)一步緩解交通壓力的情況[4]。因此，首先要做的是先對下方高架橋的建設(shè)資料收集齊全，作為再次改造的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖。除了這些資料外，還要注意在搭建過程中要避開老橋的承臺位置和樁基位置，避免與其發(fā)生沖突。

3.4 地鐵因素

目前我國很多城市都建有地鐵或準(zhǔn)備建造地鐵，地鐵大多位于城市地面的下方，而且占據(jù)著非常大的空間，這對高架橋的建設(shè)具有一定影響，很容易和高架橋的基礎(chǔ)位置相重合，所以在考慮橋梁布跨時，應(yīng)事先調(diào)查好地鐵和橋梁的位置是否發(fā)生沖突，即橋梁布局與地鐵位置分布示意圖，如圖2所示。不僅要考慮已經(jīng)存在的地鐵，還要考慮已經(jīng)規(guī)劃好的[5]。同時在設(shè)計(jì)時，應(yīng)將高架橋的建設(shè)和地鐵的建設(shè)影響進(jìn)行綜合考量，以便兩項(xiàng)工程都能夠順利完成。

圖2 橋梁布局與地鐵位置分布

3.5 管線影響

在建造高架橋時，還要考慮地下管線的分布。設(shè)計(jì)前要先將施工區(qū)域的地下管線相關(guān)資料收集全面，并派專業(yè)工作人員到現(xiàn)場勘察。在實(shí)際工作中，管線一般埋在距地表很深的區(qū)域，是提前建好且并不是同一家單位搭建而成的[6]。所以通過實(shí)際考慮，想要在建設(shè)橋梁基礎(chǔ)時完全避開管線區(qū)域是基本不可能的，為盡量避免這一情況，在進(jìn)行鉆孔工作時，把同一基礎(chǔ)樁基都挖得深一些，否則很容易導(dǎo)致某一個承臺布下幾根樁后，就沒有其他空間布置其他樁了，還要重新返工。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在考慮高架橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，要結(jié)合以下幾項(xiàng)特點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮。

高架橋一般是雙向六車道，部分主要路段還有設(shè)計(jì)成雙向十車道的情況。詳解結(jié)構(gòu)如圖3所示，即箱梁橫斷面細(xì)節(jié)圖?？鐚挶纫话憬咏?∶1，橋梁的跨徑為30m 左右，這些都是常規(guī)數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)橋梁時，要綜合考慮橋?qū)挼氖芰μ攸c(diǎn)，以跨徑30m，橋?qū)?5.5m為例，先對在活載作用下的箱梁的偏載效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，通過計(jì)算得出來的偏載系數(shù)大約為1.25。標(biāo)準(zhǔn)參考資料上的現(xiàn)實(shí)數(shù)值為1.15，所計(jì)算的數(shù)值要比標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值高出10%左右。

圖3 高架橋箱梁

5 景觀和細(xì)節(jié)處理

城市的高架橋首要任務(wù)是緩解城市交通壓力，除此之外，還肩負(fù)著美化城市的重任，一座美觀的高架橋能夠有效改善城市面貌，具有極大的美學(xué)價值。高架橋不僅要具備良好的使用價值，同時還要具備欣賞價值，給人以視覺享受。在建造橋梁時，要在美觀前提下，做好其他細(xì)節(jié)處理，比如箱梁橫斷面型式、橋墩的視覺效果、路燈和防撞墻的布置形式以及整體橋面的建造形狀等等。在處理高架橋建設(shè)細(xì)節(jié)時，要特別注意以下這幾點(diǎn)。

第一，在細(xì)節(jié)處理時，要著重檢查防撞墻的縫隙位置，觀察其是否存在漏水隱患，比如可以將橋梁的伸縮縫進(jìn)行延伸，能夠在冬天下雪時，避免因防撞墻漏水形成冰流下墜后砸壞下方車輛及行人。

第二，要將防震擋塊和橋墩進(jìn)行有效結(jié)合，如果將防震擋塊放置在橋底部，會影響美觀，所以在設(shè)計(jì)防震擋塊位置時，應(yīng)將其和橋墩進(jìn)行融合，盡量讓橋墩擋住防震擋塊，增添隱蔽性。

第三，在布置橋下方路燈時，可以將路燈設(shè)置在高架橋的底端，這樣能夠增添下方路面的美觀度，不僅能夠節(jié)約建設(shè)燈桿所投入的資金，還具有很好的隱蔽功能。

第四，為有效防止橋墩外側(cè)和橋梁側(cè)面布滿排水管，可以將排水管埋設(shè)在橋體內(nèi)，但在鋪設(shè)排水管時要注意箱梁內(nèi)橫向排水管的傾斜率不能低于5%，此外還要用軟管連接埋置橋墩內(nèi)的排水管和埋置梁體的排水管。

第五，惡劣天氣或環(huán)境會對混凝土和鋼筋造成非常不利的影響，會腐蝕混凝土和鋼筋，從而對使用高架橋的車輛造成安全隱患，為提高高架橋的安全性，應(yīng)采用提高混凝土保護(hù)層厚度和質(zhì)量、在混凝土表面涂抹保護(hù)層、使用耐腐蝕的鋼筋等一系列措施降低混凝土和鋼筋被腐蝕的危險(xiǎn)。此外，還要考慮橋梁的防水性，為提高橋梁的防水能力，需要在橋板和路面層之間設(shè)置一個可靠的防水層，進(jìn)而防止因水滲透進(jìn)橋梁，從而破壞橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低橋梁穩(wěn)定性。

6 快速路改造升級

6.1 互通方案設(shè)計(jì)

想要構(gòu)建一個合理的互通形式快速路，需要從以下幾個方面進(jìn)行分析，第一，全線立交的整體布局要滿足路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的功能需求，根據(jù)被交道路的功能，可以為三個等級：一級互通具有多方面功能，而且還可能實(shí)現(xiàn)快速路相交設(shè)置的互通；二級互通是與單一功能的道路相交設(shè)置的互通；三級互通是指一般主干道所設(shè)置的互通。第二，根據(jù)所要選擇立交的形式去選擇立交等級，之后再通過分析適用形式，根據(jù)互通程度在完全、部分和簡單三種互通方式下進(jìn)行分析。第三，根據(jù)分析所要交到道路的適應(yīng)能力以及立交形式，考慮其被交道路的容量及其適應(yīng)能力，同時還要考慮匝道同行能力和交叉道路的匹配性問題。在構(gòu)建立交道路時，還需要仔細(xì)考慮立交引導(dǎo)交通流向的同時與旁邊道路的承受能力。第四，立交匝道不能夠設(shè)置過高的標(biāo)準(zhǔn)，需要充分考慮與其相近道路的運(yùn)行情況，需做到與其運(yùn)行水平的協(xié)調(diào)性，立交匝道的服務(wù)水平與立交道路的服務(wù)水平要有一個相對平順的過渡階段。

6.2 出入口設(shè)計(jì)

出入口是城市快速路的主要建造部分，能夠直接影響城市快速在運(yùn)行過程中的使用效果。出入口設(shè)置得較多，會吸引大量短途行進(jìn)的交通流，這樣會使城市交通運(yùn)行壓力加重，嚴(yán)重時還會使交通量分配失衡。出入口設(shè)置得較少，會因?yàn)槌鋈肟诘木嚯x過大，從而降低城市交通運(yùn)輸效率。所以合理的設(shè)置高速路出入口是建設(shè)企業(yè)需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容，也是保證城市快速路正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

出入口設(shè)置除了要滿足相關(guān)建設(shè)規(guī)范要求之外，還需要盡量滿足以下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)要求：第一，出入口盡量布設(shè)在凹型豎曲線的底部，這樣可以增加視距。第二，相鄰的出入口之間要滿足最小間距要求，同時還需要滿足上下匝道的要求，從而保證主線直行交通順暢。

7 結(jié)語

隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，高架橋的利用率也會越來越高，國內(nèi)的橋梁工程師可以通過學(xué)習(xí)和交流，不斷對高架橋的設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新，緊跟時代的發(fā)展，并通過與國內(nèi)外優(yōu)秀專家進(jìn)行探討，學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識，以確保應(yīng)對城市多樣性發(fā)展背景下需求復(fù)雜的橋梁設(shè)計(jì)工作，為國內(nèi)城市化發(fā)展貢獻(xiàn)出更多力量。