道路工程运营高速公路立体交叉问题

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关键词：新建道路；高速公路；分离式立体交叉；保通辅道

引言

由于高速公路的封闭性，加之在高速公路前期建设时未能充分为后期道路穿（跨）越预留条件，造成高速公路完全隔断两边区域的交通通行，成为制约城市发展的新因素。城市道路和普通公路穿（跨）越高速公路时必须采取分离式立交或互通式立交的形式。本文针对各种分离式立交的形式进行分析，总结关键技术问题，针对分离式立交工程的各种情况提出合理的方案，并结合实际项目进行分析。

1分离式立交工程方案形式

城市道路、普通公路与高速公路分离式立体交叉的形式有下穿和上跨两种。

1.1下穿

（1）利用高速公路预留的既有构筑物道路下穿高速公路时应尽量利用高速预留的桥梁和涵洞等既有构筑物，以降低对高速公路的影响。但往往因前期修建高速公路时未充分考虑后期道路的建设情况，导致预留的构筑物无法满足道路下穿的要求，需要对预留的构筑物进行改造、加固，甚至拆除重建。（2）高速公路路基改桥高速公路路基改桥是道路与高速公路立体交叉常用的一种方案，具体形式是将高速公路路基改为桥梁，桥下道路从桥跨间穿越。此方案道路横断面布置灵活，工艺成熟；但在桥梁施工时，会临时中断高速公路通行，需要新建高速保通辅道。（3）新建箱涵箱涵覆土较小或零覆土，因底板刚度较大，抗变形能力强，当地基较差或不具备条件新建桥梁时，可采用将高速公路路基改为箱涵，桥下道路从箱涵内穿越的方案。此方案造价较高，并且也会临时中断高速公路。（4）新建隧道当下穿道路受纵坡、需避开构筑物、高速公路填方路基较高等因素限制时，下穿道路埋深较深，此时可采用隧道方案下穿高速公路。当下穿隧道埋深较小时，优先采用明挖法施工，也可采用管幕法、顶管法等施工方法；当隧道埋深较大时，可采用矿山法、管幕法、顶管法、盾构法等施工方法。采用明挖法施工时，造价较低，施工风险较小，但是会挖断高速公路，对高速公路影响较大。采用非开挖工法施工时，不需要中断高速公路，但是造价较高，并且在施工期间需要做好高速公路的沉降监测，保证高速公路运营安全，考虑到顶管法和盾构法的机械设备费用较高，采用此类方法时应充分进行工程经济性分析。

1.2上跨

（1）预应力混凝土箱梁预应力混凝土箱梁是上跨高速公路桥梁最常用的结构形式，具有造价低、后期养护费用低、施工方法成熟等优点；但是梁体高度较高导致对桥下净空要求高，美观性一般，当采用变形面时，能在一定程度上缓解梁高较大的问题。预应力混凝土箱梁主要采用全封闭挂篮法施工，也可采用转体、顶推施工。（2）钢箱梁钢箱梁是另外一种上跨高速公路桥梁的常用结构形式，钢箱梁具有梁体高度较小、拼装灵活、造型美观等优点；但是造价高，后期养护费用高。钢箱梁主要采用顶推或吊装拼接法施工，当半径较小时，无法顶推施工。采用顶推施工时，如果跨度较大，需要在中间设临时墩；吊装拼装需要设置临时支架，然后分段吊装就位并焊接成桥。（3）系杆拱桥系杆拱桥造型美观，跨越能力较大，结构高度较小，造价较低，但对基础承载力要求较高。系杆拱桥主要采用吊装拼装施工。

2分离式立交工程技术要点

2.1高速公路保通方式

（1）设置临时保通辅道采用路基改桥、新建箱涵或明挖隧道时，会把高速公路临时挖断，为保证高速公路正常通车，需设置临时保通辅道。根据河南省交通运输厅印发的《河南省交通运输厅关于印发新建工程项目与运营高速公路交叉工程建设管理指导意见的通知》（豫交文〔2018〕223号）文件规定，设置临时保通辅道后，通行车道数应与运营高速公路车道数一致。高速保通辅道可以采用全幅保通或半幅保通的形式，全幅保通即新建的保通辅道为双向通行、车道数与运营高速公路一致；半幅保通即新建的保通辅道为单向通行、车道数为运营高速公路的一半，同时利用半幅既有高速公路车道交替通行，保证总通行车道数不变。保通辅道方案形式的选择需要根据周边场地条件、平纵线形、经济性、交通量及交通组成等因素综合确定，最大限度地保证高速公路运营安全和行车畅通。（2）其他保通方式采用桥梁上跨高速公路时，不会挖断高速公路，通常情况下不需要单独设置保通辅道，但是临时墩、临时支架等构件以及吊装施工设备仍会临时占用高速公路路面，此时根据施工工艺需要、交通量大小等因素，经高速公路管理部门和交警部门同意后，一般采用临时封闭部分车道、占用紧急停车带并减速限行等保通方式。

2.2桥下净空的确定

（1）上跨当城市道路和普通公路上跨高速公路时，因高速公路建筑限界高度为5.0m，考虑上部桥梁施工误差、后期高速公路路面加铺等因素，要求上跨桥梁桥下净空不低于5.5m。（2）下穿城市道路和二级及以下等级公路的建筑限界高度为4.5m，但此类道路和高速公路交叉处多为城市边缘区，大型车辆较多，根据调研显示，河南省城市郊区通行的车辆高度很多已达4.92m，此类大型车辆从高速桥梁下方通行时，严重威胁高速桥梁安全，因此，建议道路下穿高速公路桥梁时，高速公路桥下净高也按不小于5.5m控制，既满足大型车辆通行需要，也保证高速公路桥梁安全。当确保通行车辆均为小客车时，桥下部净空可降低至5.0m。

2.3对高速公路的保护措施

道路上跨高速公路时，应设置SS级防撞护栏，并设置防抛网，以减小对下方高速公路的影响。道路从高速桥梁桥孔间穿越时，应采取有效措施防止对桥墩的碰撞。当下穿道路以路基形式从桥孔间穿越时，根据《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81—2017）规定，路侧或中央分隔带护栏面距其防护的障碍物距离，应大于护栏最大横向动态位移外延值或车辆最大动态外倾当量值，同时根据《公路交通安全设施设计细则》（JTG/TD81—2017）规定的参考值，建议路面距离桥墩的最小距离为2.5m。当无法满足此距离要求时，应设置U形槽或挡墙等刚性结构物，以加强对高速公路桥墩的保护。

2.4穿（跨）越高速公路的道路等级要求

为满足城市发展和交通通行需要，同时避免随意改造高速公路，根据道路路网密度分布和交通量分析，结合河南省内各地市调研结果，建议城市次干路及以上等级城市道路和二级公路及以上等级普通公路可采用上跨桥梁、路基改桥、新建箱涵或隧道的形式穿（跨）越高速公路，而其他等级道路应利用高速公路既有构筑物或提前并到其他高等级道路上共同穿（跨）越高速公路，以降低对高速公路的影响。

3设计案例分析

3.1工程概况

河南省新乡市高新区海河路、德源路、南二环位于新乡市高新区东部，均为东西向城市主干路，海河路和德源路为双向六车道，设计速度50km/h，红线宽度60m；南二环为双向八车道，设计速度60km/h，红线宽度100m；三条道路南北向间距分别为895m、1285m。三条道路均自西向东从京广高铁和郑济高铁桥孔中下穿后，继续向东穿越京港澳高速公路，与高速公路交角分别为87°、92.4°、82.3°，见图1。三处交叉位置的京港澳高速公路均为路基，路基高度约5m，新乡段京港澳高速现状为双向六车道，设计速度120km/h。

3.2交叉工程方案

郑济高铁距离京港澳高速公路较近，道路从高铁桥孔下穿后，若采用上跨方案，无足够距离起坡，导致无法满足京港澳高速公路上方净空要求，因此本项目的立体交叉采用下穿的形式，同时因路基高度较低，无条件采用隧道下穿方案。综合考虑周边条件及经济合理性，采用路基改桥的方案，城市道路从新建高速桥梁桥孔间穿越，桥下道路采用U形槽，并在三处下穿位置各设置一座雨水泵站，见图2。桥梁施工时会挖断高速公路，在京港澳高速公路东侧修建一条临时保通辅道跨越三处交叉节点。保通辅道长3467.591m，因长度较长，同时受起点处跨新丰公路立交桥、终点处跨新荷铁路立交桥及南二环附近庄岩村拆迁量限制，采用半幅保通方案，并采用100km/h的设计速度，即保通辅道采用单向三车道布置，同时利用既有半幅高速公路交替通行，保证高速公路双向六车道的通行能力。采用半幅保通时，既有高速公路半幅通行、半幅开挖施工，为减小对高速公路路基的开挖高度，降低仍通行的半幅高速公路的风险，三座桥梁均采用桩接盖梁的形式，并在左右幅桥梁均完工并通过验收后，再开挖桥下道路部分，同时对高速公路仍通行的半幅路基采取钢板桩保护措施，最大限度地保证高速公路安全。在土中浇筑桥墩混凝土的质量较差、外表面不光滑，为保证桥墩的美观性，对外露桥墩设置攀爬绿植进行美化，也可外包钢板并涂漆防锈。

4结语

通过对城市道路和普通公路与高速公路分离式立体交叉问题的各种方案适用性及优缺点进行分析，为此类项目提供参考借鉴。道路穿（跨）越高速公路需要综合考虑周边环境、工程及水文地质、施工条件等因素，最终确定合理方案。当高速公路未预留穿（跨）越条件时，为降低对高速公路的影响，应优先采用上跨桥梁或暗挖隧道的方案，当受平纵线形、施工工艺、交通组织等因素限制时，可选择其他穿（跨）越方案，并充分与高速公路管理部门、交警部门沟通，确保高速公路的安全、畅通。

参考文献：

[1]交通运输部公路科学研究院.公路交通安全设施设计规范：JTGD81—2017[S].北京：人民交通出版社，2017.

[2]交通运输部公路科学研究院.公路交通安全设施设计细则：JTG/TD81—2017[S].北京：人民交通出版社，2017.

[3]河南省交通运输厅.河南省交通运输厅关于印发新建工程项目与运营高速公路交叉工程建设管理指导意见的通知：豫交文〔2018〕223号[EB/OL].

作者：赵修旺 单位：河南郑州