高杰
擴(kuò)建工程的重點(diǎn)和難點(diǎn).筆者結(jié)合國內(nèi)多個高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目的工程經(jīng)驗(yàn),對改擴(kuò)建工程中路線設(shè)計的主要技術(shù)問題進(jìn)行探討和商榷,為國內(nèi)同類工程設(shè)計提供借鑒和參考.
關(guān)鍵詞:高速公路;改擴(kuò)建工程; 路線;設(shè)計; 探討
一、路線平面設(shè)計的主要內(nèi)容
(一)路線平面擬合設(shè)計
(1)擬合原則:根據(jù)老路左右幅實(shí)測資料,以明式構(gòu)造物和隧道等為主要控制要素進(jìn)行擬合設(shè)計,并進(jìn)行誤差分析。對于兩側(cè)拼接路段應(yīng)通過擬合設(shè)計,基本保持原路設(shè)計的平面線形; 對于長度較大的圓 曲線,設(shè)計中宜采用“多圓復(fù)曲線擬合法”減少擬合誤差; 擬擬合后的平面線形應(yīng)滿足規(guī)范要求。
(2)擬合精度評定:明式構(gòu)造物的擬合誤差需結(jié)合需應(yīng)力儲備,宜控制在-3~3㎝,并滿足結(jié)構(gòu)安全需要。誤差指標(biāo)可結(jié)合老路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)調(diào)整。
(3)優(yōu)化調(diào)整縱面線形的設(shè)計條件:現(xiàn)有縱面不能滿足現(xiàn)行規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及安全性評價建議縱面調(diào)整的路段。
(4)為進(jìn)一步提高路面施工控制精度和行車舒適性,在路面施工前一般需要對老路縱坡進(jìn)行二次分幅坡設(shè)計。調(diào)坡設(shè)計主要以路面施工技術(shù)方案和構(gòu)造特的橋面加輔層厚度為控制指標(biāo); 為解決橋頭跳軍,橋頭路段需設(shè)置過渡橋。
(二)路線縱面擬合設(shè)計
(1)縱面擬合設(shè)計應(yīng)考慮與橋梁、路線交叉、路面設(shè)計、軟基處理、沿線設(shè)施改造方案等協(xié)調(diào)性,保證工程方案經(jīng)濟(jì)、合理; 軟基路段要盡可能維持現(xiàn)有路基高程 ;特殊困難路段應(yīng)進(jìn)行多方案分析論證。
(2)擬合原則:應(yīng)結(jié)合路面護(hù)建方案,以現(xiàn) 有明式構(gòu)選和隧道為控制點(diǎn),進(jìn)行分幅、分段擬合設(shè)計,并進(jìn)行誤差分析。(與平面擬合誤差分析方法相似)。
(三)線形設(shè)計
(1)根據(jù)安全性評價建議,結(jié)合老路的平縱組合情況(如危險的曲線半徑、曲線線形銜接情況等),對原路的線形指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。對于原路線形組合不良或事故多發(fā)路段等重點(diǎn)或危險路段,應(yīng)提出補(bǔ)救措施。
對于凹形豎曲線底部排水不暢路段,應(yīng)對其縱斷面和橫坡設(shè)計進(jìn)行綜合調(diào)整,減少排水不暢路段長度;S形曲線以及同向曲線(含C形和卵形),宜增加設(shè)置線形誘導(dǎo)標(biāo)志; 長直線的下坡路段,宜增加設(shè)置警告和限速標(biāo)志;長直線的轉(zhuǎn)彎路段,宜增加設(shè)置線形誘導(dǎo)標(biāo)志和警告標(biāo)志等。
二、安全性評價及建議
(一)安全性評價主要內(nèi)容
安全性評價主要包括:老路線形設(shè)計指標(biāo)的符合性評價、事故多發(fā)路段分析評價、運(yùn)行速度檢驗(yàn)評價等。符合性評價重點(diǎn)檢驗(yàn)其平面半徑、超高設(shè)置、縱坡、豎曲線、視距設(shè)置、平縱組合等技術(shù)指標(biāo)是否滿足擴(kuò)建后的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);事故多發(fā)路段的分析評價主要是通過數(shù)理統(tǒng)計方法,評價老路的運(yùn)營安全,分析事故多發(fā)原因,提出對策措施;運(yùn)行速度檢驗(yàn)評價則主要檢驗(yàn)設(shè)計速度與采用的技術(shù)指標(biāo)的協(xié)調(diào)性和適應(yīng)性。
(二)安全性評價建議
對于影響路線行車安全的線形不良路段(包括平、縱面以及平縱線形組合等),應(yīng)嚴(yán)格控制,徹底改善,并采用貨車停車視距對特殊困難路段進(jìn)行檢驗(yàn)。
對于有連續(xù)長、大坡的路段,改擴(kuò)建時應(yīng)進(jìn)行運(yùn)行速度檢驗(yàn),盡量提高其運(yùn)營安全性。方案設(shè)計時可考慮利用原有公路作為上行線,另新建半幅作為下行線,并對爬坡車道、應(yīng)急辟險車道的設(shè)置進(jìn)行研究,并進(jìn)行多方案比選。
三、工程案例
(一)局部壓縮中央分隔帶寬度
安徽合寧高速鐵路設(shè)計期間,依據(jù)當(dāng)時(2002年)的高速公路建設(shè)規(guī)劃,按合寧高速公路擴(kuò)建為六車道的凈空要求進(jìn)行了店。但由于近年來交通經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,合寧高 速公路大隴段需按八車道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)建。
(二)貴遵公路改擴(kuò)建工程核挑箐路段設(shè)計方案
貴陽至遵義公路九佐至南白段為山區(qū)二級汽車專用公路改擴(kuò)建高速公路,具有交能量大、地形條件復(fù)雜、新老公路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)跨度大的特點(diǎn)。
核桃箐路段(K81-K86)老路平曲線半徑為300、310、372、340m平面線形較順適、協(xié)調(diào)性較好;但老路縱面為連續(xù)2.3Km平均5.5%的長大縱坡。
四、平縱組合設(shè)計要點(diǎn)有:
①平曲線與豎曲線應(yīng)相重合,且平曲線應(yīng)稍長于豎曲線,即所謂的“平包縱”;②平縱曲線的關(guān)徑大小應(yīng)保持平衡。平縱曲線的均是指平曲線半徑大時,豎曲線半徑也許相應(yīng)的增長。③合成縱坡應(yīng)控制在0.5%-8.0之間,應(yīng)注意避免急坡和陡坡組合的線形。④凸形豎曲線頂部和凹形豎曲線底部,不得插入小半徑平曲線;⑤一個平曲線的縱面線表不應(yīng)反復(fù)凹凸,避免出現(xiàn)使駕駛員視沉中斷的線形,如駝峰、暗凹、跳躍等;⑥小半徑豎曲線不宜與緩和曲線相互得疊,以免駕駛員既要換檔又要轉(zhuǎn)動方向盤,造成操作緊張而引起事故;⑦避免長直線上插入凹形豎曲線;⑧平縱配合離不開橫斷面設(shè)計。
五、路線平面設(shè)計主要按以下原則進(jìn)行設(shè)計;
①通過實(shí)測道路中心線,初步擬合出老路中心線的平面現(xiàn)狀;②平面線形技術(shù)指標(biāo)必須與選用的計算行車速度標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng);③一般路段路中心線不變;④受上跨主線分離式立交橋凈寬限制路段,路中心線不變;⑤互通路段主線向匝道改建工程量最小的一段偏移;⑥受房屋、鐵路、河流或其它大型構(gòu)造物限制的路段,主線向不受限制或受限制的一段加寬;⑦在不大量增加工程量的情況下,盡可能采用較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
六、詳細(xì)調(diào)查舊路的建設(shè)年代,舊路結(jié)構(gòu)組成,舊路養(yǎng)護(hù)和維修檔案,路面排水情況,地下水位情況,水毀情況,養(yǎng)護(hù)部門的意見和沿線居民的建議;現(xiàn)狀舊路的彎沉值,舊路的表面狀況; 在路線縱斷圖上分段標(biāo)出哪些是新建地段,哪些是補(bǔ)強(qiáng)地段,標(biāo)出控制點(diǎn)高程;路線拉坡時還應(yīng)考慮舊路的橫坡度和超高。
結(jié)語
高速公路改擴(kuò)建工程是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,路線設(shè)計方案則是改擴(kuò)建工程的靈魂。筆者在總結(jié)國內(nèi)多條高速公路改擴(kuò)建工程的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,深入分析了改擴(kuò)建工程路線設(shè)計原則、設(shè)計內(nèi)容以及設(shè)計要點(diǎn),提出了“多圓復(fù)曲線擬合法”來減小平面擬合誤差,同時結(jié)合工程實(shí)例對局部特殊困難路段的靈活設(shè)計時行分析探討,具有良好的工程實(shí)際意義。
參考文獻(xiàn)
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