高速公路枢纽式互通匝道桥梁的设计关键点

高速公路枢纽式互通匝道桥梁的设计关键点

叶大伟

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230061

摘要：随着我国经济社会的不断发展，高速路网日益密集，各高速间的交通转换需求愈加强烈，枢纽式互通立交桥梁设施也越来越多。由于互通式立交桥梁存在相互交叉的特点，因此在设计过程中，要在确保安全耐用的基础上，根据当地实际情况，采取灵活的设计方法，以确保进行科学合理的设计，让互通立交桥梁发挥出应有的作用，实现交通节点拥堵问题的缓解。显然，对高速公路枢纽互通立交桥梁设计进行研究具有重要的现实意义。

关键词：高速公路；匝道桥；互通立交设计

1互通立交桥梁的基本设计原则

1.1实用性原则

随着我国高速公路的飞速发展，枢纽式互通立交发挥着交通转换的作用，在高速公路系统中的重要性日益凸显。匝道桥作为互通的重要组成部分，在高速公路领域得到广泛应用。首先，互通立交桥梁的设计必须基于实际的通行需求进行合理设计，确保安全便捷，以推动区域交通的发展；其次，要综合考虑当地的地形环境，在确保质量的基础上，合理控制施工成本；最后，还需要考虑自然环境的影响，避免因自然灾害影响互通立交桥梁的正常使用，降低使用安全性。

1.2结构类型的选择原则

为确保互通立交桥梁设计的合理性，桥梁结构选型至关重要。互通式立交匝道半径较大时宜采用预制结构；针对小半径匝道桥，平曲线半径R≥80m时一般采用PC现浇箱梁结构；平曲线半径R＜80m时，一般采用跨径L≤20.0mRC现浇箱梁结构；跨越通车高速的匝道桥宜采用能够快速施工的结构形式，如预制箱梁或钢箱梁。结合地质条件和上部结构形式需要提出不同的下部设计方案，如在高速主线两侧的桥墩，当位于软土路段，或主线填土高速较高时，基础形式宜采用群桩。

2影响互通立交桥梁设计的主要因素

2.1道路交叉

互通式立体交叉可分为一般互通式立体交叉和枢纽互通式立体交叉。一般互通式立体交叉主要用于高速公路等干线公路与地方公路的交叉，主要服务于地方交通流的接入与集散。枢纽互通式立体交叉主要用于高速公路等干线公路之间的交叉，担负干线公路之间交通流转换的重要功能。互通立交桥梁的建设区域中通常涉及既有高速公路和地方高等级道路，因此，在设计过程中，要从宏观角度对区域内的交通通行情况进行综合考虑，对混合交通流进行有效分类，确保各个类型的机动车都能高效通行。通常，对于慢行交通多采用地面承载的方式，避免互通立交桥梁的建设影响周边的交通。

2.2洪评批复、航评批复

互通匝道桥跨越的河流、沟渠，需查询防洪评价报告和各级水利部门的批复，如水利部门不允许水中落墩将影响桥梁跨径布置和下部结构形式，有无防洪补偿措施要求。互通匝道桥跨越航道，需核查航评报告和批复中提出的航道净空、航道整治、助航、防撞等措施要求，尤其是航道净空要求影响上部结构选型。

2.3管线设置

转弯方向数与匝道数相等，各转弯方向都有专用匝道，无冲突点，行车安全，通行能力大，但立交占地面积大、造价高，适用于高速公路之间及高等级公路与其他较高等级公路相交。布设时应考虑相交道路等级、使用任务和性质、结合交通量和地形条件，在满足交通功能的条件下，合理选择立交的形式和布置立交的匝道，尽量减少占地、降低造价。在互通立交桥梁的建设区域中，如存在大量管线，如排污管道、排水管道、输电线路和光缆等，这些管线对于桥梁工程的设计和施工都造成明显的影响，一般来说，为了确保基础设施的正常运行，通常不能直接将这些管道进行移位，而是需要根据管线的布置情况，对桥梁设计进行适当的优化调整。

3枢纽互通匝道桥梁设计关键点

3.1桥梁上部结构设计

本项目主线桥和半径≥350m的匝道桥采用了25m、30m的装配式预应力混凝土简支箱梁。预制小箱梁根据耐久性设计要求，考虑到沿海环境，增加了小箱梁顶、底板和腹板厚度。对于匝道半径较小的，结合互通平面和跨越被交路的要求，采用了20m～35m的等截面支架现浇箱梁。

3.2桥梁下部结构设计

3.2.1桥墩设计

a.一般路段互通匝道桥，原则上均采用双柱式桥墩。主线桥采用外扩式方形墩；条件受限时，采用门架墩。

b.柱式墩的桩柱结合部设置桩间系梁，水中系梁底面可设在常水位处；岸上系梁顶面宜置于地面以下30cm～50cm处，以方便施工。

3.2.2桥台设计

桥台设计应结合地形和地质情况，一般采用桩柱式台、肋式台，一般情况下：桥台填土高H≤5m，采用柱式台；桥台填土高H>5m，采用肋式台；对于软土地基路段桥台，软土层厚度大于3m，宜采用座板式台。

3.3结构抗震设计

互通式立体交叉是指设跨线构造物使相交道路空间分离，且上、下道路间通过匝道连接，以供转弯车辆行驶的交叉方式。这种立交车辆可以转弯行驶，全部或部分消灭了冲突点，各方向行车相互干扰小，但立交结构复杂，占地多，造价高。互通式立体交叉适用于高速公路与其他各类道路相交处。由于该区域不属于地震带，因此其抗震等级设置为7度，抗震设计相对较为常规，具体来看，设计人员采用在连续梁的中间或两端布置抗震销的方式，避免梁体因各种原因引起的震动而导致坠落。同时，为了提高结构抗震能力，简支梁两端与墩柱和墩台边缘之间保持了80cm的安全距离。

3.4桥面排水设计

竖向泄水孔在桥面靠近防撞栏处设置，间距根据桥面宽度、纵坡、横坡及降雨强度综合考虑，一般取4m～5m。凹曲线前后10m内、合成坡度不超过0.5%的路段需要加密至3m。

桥面排水是公路排水系统的一部分，设计时需与路基路面排水、桥面结构层内部排水总体考虑。泄水孔对应处需设置桥下排水沟，桥下设置油水分离池或沉淀池，并接入市政管网。

3.5关键性安全设计

桥梁设计根据桥外危险程度及交通组成等确定防撞栏杆，并根据预测运行速度结合桥梁纵、横坡、气候条件等确定桥面铺装抗滑能力，同时注意桥墩设置位置、形式、工程措施等对行车安全性的影响。考虑跨江货物交通运输，桥梁设计时适当增加结构物的安全储备。桥梁护栏的形式已与交通工程设计人进行沟通，考虑了衔接方式。

3.6桥梁景观设计

桥梁景观设计既要保持对功能、构造技术、形态美学、材料肌理的研究，又要对社会发展产生的新景观问题及时代风尚流行保持紧密的跟踪，应对桥梁造型方案从政治、经济、技术、环保、历史文化等上进行多方面考虑，从景观高度提出造型设想。

为了确保桥梁的整体设计效果，通常要对立交坡面进行修饰。在修饰工作中，要结合具体的情况，根据坡度、横断面、匝道、地形和人工成本等因素进行设计，其具体的修饰则采取灵活的策略，并非一定是规则设计。通过这种设计方式，能够营造一种自然气息，避免驾驶人员长期行车的视觉疲劳。另外，通过在桥侧种植高、中、低高度各异的乔木，增加对桥墩的遮挡，同时美化桥侧的绿化效果，营造多维度、多层次的景观空间，给人以生态自然的景观感受。桥下空间采用开花和色叶植物进行组团式种植，露出草坪，同时对桥墩和门架进行覆绿，营造多层次多维度的景观空间，丰富行车视线。

4结语

总而言之，做好桥梁工程中的互通立交桥梁设计工作，是互通立交桥梁工程施工的重要基础和关键前提，其设计工作水平直接关系着行车安全。因此，设计人员在工作中，要以相关标准要求和实际环境为基础，严格遵循相关的标准规范，进行规范化设计，同时根据设计等级和当地的交通通行情况，注重细节，设计出完善的方案。

参考文献：

[1]沈冰.城市互通立交匝道桥梁结构设计研究[J].工程技术研究,2019,4(23):180-181.

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