柳磊
山東省交通規劃設計院集團有限公司
摘 要：高速公路改擴建工程中經常會遇到平面調整的情況，橋梁平面調整的設計不僅與平面調整的大小有關，還與橋梁的技術狀況、工程造價、施工保通等因素密切相關。結合實際工程，對橋梁平面調整的設計及施工開展研究，取得了良好的應用效果。
關鍵詞：高速公路;改擴建工程;平面調整;橋梁設計與施工;
作者簡介：柳磊（1984—），男，山東夏津人，碩士研究所學生，進階工程師，研究方向為混凝土橋梁。;
引言
目前，大陸高速公路建設已由大規模建立過渡為建立與改擴建并存，且改擴建工程比例呈逐年加大的趨勢。利用既有公路資源進行改擴建，具有節約土地、保護環境、降低造價等優點，是符合科學發展觀要求的公路工程建設形式[1]。
在高速公路改擴建工程中，經常會遇到平面調整的情況。引起平面調整的主要原因：（1）老路的平面線形名額較低，不滿足現行規範要求；（2）受道路兩側的電力、鐵路、建築物等設施影響，無法進行正常拼寬，征拆工作量較大；（3）現狀高速公路路段為深挖路塹，岩面較陡，正常拼寬時開挖量較大，工程造價高；（4）跨鐵路橋梁若采用兩側拼寬，不滿足鐵路淨高要求且拼寬施工對鐵路營運影響大，需采用分離建立方案；（5）為滿足城市發展規劃，市區周邊局部高速公路調整為城市快速路。是以，需要對道路設計線進行調整[2]。
位于道路設計線調整段的橋梁設計不僅與平面調整的大小有關，還與橋梁的技術狀況、工程造價、施工保通等因素密切相關。高速公路改擴建工程中的橋梁平面調整不僅是設計的難點，也是施工的難點[3]。
1 工程概況
京滬高速公路萊蕪至臨沂（魯蘇界）段改擴建工程采用雙向八車道高速公路标準，設計速度120 km/h，路基寬度42 m，橋涵設計汽車荷載等級為公路-Ⅰ級。既有京滬高速公路在K544+000—K546+000區間，路線名額較低，為連續下坡與連續彎道組合形式，其中東儒萊河大橋位于連續下坡的底部凹形豎曲線上，平面處于左轉半徑為1 787 m的圓曲線，屬于本工程的事故多發路段。營運期間為提升該路段的行車安全，管養部門采取了增設限速标志、避險車道、減速減震帶、安全警示标志、加強型護欄等多項措施，亟需在本次改擴建工程中對該路段進行安全提升[4]。
高速公路改擴建工程對東儒萊河大橋路段采用了平面線右偏的設計方案，新平面設計線相比原設計線向右偏移8.1～22.0 m，縱斷擡高0.27～0.40 m，橫坡由原來的單向4%調整為雙向2%。平面調整後東儒萊河大橋平面位于直線段，縱斷面位于2.5%的路段，線形組合得到明顯改善。見圖1。
圖1 橋梁平面調整 下載下傳原圖
現狀東儒萊大橋跨徑布置為4×30 m，橋梁全寬28.0 m，上部結構采用預應力混凝土I型組合梁，下部結構為柱式墩、樁基礎，0号台為U台、擴大基礎，5号台為肋闆台、樁基礎。根據橋梁檢測報告，本橋主要病害：（1)I型梁腹闆底部、橫隔闆上部出現露筋及鏽脹病害；（2）橋台背牆、側牆出現多處豎向裂縫；伸縮縫錨固區混凝土破損；（3）護欄立柱破損、混凝土剝落。
2 橋梁設計
以往高速公路改擴建工程中遇到道路設計線平面調整的情況，通常采用舊橋整體拆除建立的設計方案。原設計方案不僅造成了資源的浪費、環境的污染和投資的增加，還對施工保通産生嚴重影響[5]。為避免這些問題，對東儒萊河大橋的平面調整開展了精細化設計。
首先對本橋平面調整情況詳細分析，平面線位調整後新橋左幅4跨與舊橋重疊，需待舊橋拆除後方可施工；新橋右幅第1-2跨局部與舊橋重疊，第3-4跨不受舊橋影響，不受舊橋影響的新橋右幅2-4号墩台可正常施工。此外，建立橋梁的施工還受高速公路的保通影響。
舊橋上部結構為預應力混凝土組合I型梁，新橋施工需要将舊橋上部全部拆除，拆除期間不可避免會對舊梁造成損壞，且該結構形式的整體性較差，舊梁承載力不滿足規範要求。結合橋梁上部病害檢測情況，對舊橋上部結構采用拆除的方案。下部結構病害較輕，經局部修複後可繼續利用。
經綜合考慮後，對東儒萊河大橋采用“上部結構拆除建立，下部結構維修利用”方案。為最大程度利用舊橋下部墩柱與基礎，新橋分孔線仍舊按照舊橋分孔線進行布置。建立上部梁在布梁設計時，需根據舊橋實測分孔線适當調整。根據新舊橋的相對關系，對舊橋的橋墩蓋梁拆除，舊墩柱繼續利用。由于縱斷擡高需對舊墩柱進行局部接高，然後新做整體式蓋梁，建立的上部結構采用預應力混凝土小箱梁形式。
由于道路設計線向右偏移，舊橋墩柱主要為新橋左幅橋墩利用，新橋右幅均采用建立樁柱式墩；左幅0号U台拆除舊台帽和側牆帽，右幅0号台進行拼接，左右幅均整體新做側牆帽和台帽；左幅4号台利用舊橋肋闆，建立橋台蓋梁及耳背牆；右幅4号台建立肋闆台。通過對本橋的精細化設計，可以最大程度利用舊橋下部墩柱，節約了資源，降低了造價。見圖2、圖3。
圖2 橋墩改造利用設計/cm 下載下傳原圖
圖3 肋闆台改造利用設計/cm 下載下傳原圖
3 施工保通
由于東儒萊河大橋位于道路設計線平面調整路段，屬于施工保通的關鍵節點，施工保通存在新舊橋重疊區域大、施工幹擾因素多等難點。總體施工順序為先施工右幅，後施工左幅。
3.1 第一階段
舊橋維持現狀保持通行，施工不受舊橋影響的新橋右幅0号拼寬U台，1号橋墩1～2号樁基及外側蓋梁，吊裝第1～2孔外側保通預制梁；施工2～4号墩台，吊裝第3～4孔全部預制箱梁。見圖4。
圖4 第一階段保通設計 下載下傳原圖
3.2 第二階段
右側9 m寬保通範圍内的橋梁施工完成後，舊橋右幅車輛轉移至新橋右幅的保通橋梁内，舊橋左幅車輛維持不變。拆除舊橋右幅上部結構；改造舊橋右幅0号U台，施工右幅1号橋墩3～4号樁基及内側蓋梁，吊裝第1～2孔内側剩餘預制箱梁。見圖5。
圖5 第二階段保通設計 下載下傳原圖
3.3 第三階段
開放施工完的新橋右幅，用于雙向保通；拆除舊橋的左幅上部組合I型梁、蓋梁、台帽等，将舊墩柱接高後新做整體蓋梁。見圖6。
圖6 第三階段保通設計 下載下傳原圖
3.4 第四階段
施工新橋左幅下部結構、吊裝上部預制梁，完成橋面系及其它附屬工程施工。見圖7。
圖7 第四階段保通設計 下載下傳原圖
3.5 第五階段
新橋左幅開放通行，全橋雙向八車道同行，施工完畢。
4 結語
高速公路改擴建工程橋梁施工建設期間，必須嚴格按照設計要求，現場施工組織有序，高速車輛保通順暢，節約工程造價。通過對京滬高速公路萊蕪至臨沂（魯蘇界）段改擴建工程中東儒萊河大橋的平面調整開展精細設計，并對施工保通開展專項設計，取得了良好的工程應用效果。
參考文獻
[1] 雷劍.高速公路改擴建工程精細化管理關鍵問題研究D.西安:長安大學, 2011.
[2] 曹新玲.高速公路加寬改擴建關鍵技術研究D.廣州:華南理工大學, 2012.
[3] 張帆.高速公路改擴建交通組織方案研究D.西安:長安大學, 2012.
[4] 李德慧,孫小端,劉小明,等.高速公路改擴建道路設計的安全問題J.北京工業大學學報, 2006, 32(10):6.
[5] 柳磊,于坤,王同衛.改擴建高速公路空心闆橋現狀及承載力研究J.山東交通科技, 2019(6):5.
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