互通立交桥梁设计关键点分析

发表时间:2021/7/26   来源:《科学与技术》2021年3月9期   作者:王婷婷
[导读] 自从改革开放以来,我国社会经济繁荣发展,
        王婷婷
        北京世纪千府国际工程设计有限公司江苏分公司 江苏 南京 210000

        摘要:自从改革开放以来,我国社会经济繁荣发展,经济水平的空前提高使得城市化化发展的进程被推动。想要让一座城市拥有着现代的景观和良好的形象以及让生活在这座城市的居民有着更好的生产和生活方式,就一定要极其重视路桥的建设,正如老话说的想要富,先修路,全面的对交通规划设计进行优化和发展,充分保证道路桥梁建设的合理性。路桥建设是城市现代化的重要组成部分,互通立交桥梁设计也成了城市交通规划的重要组成部分。据此,本文对互通立交桥梁的设计问题进行了探讨。
        关键词:互通立交桥梁;设计;结构

前言:
        时代始终在不断的向前发展,各方面的理念也需要根据时代发展的更新,只有在先进理念的带领下,才能够更好的进行实践活动。在桥梁设计上,更是如此,要不断确立新的理念,为城市交通规划设计实践发展提供理论支撑。为交通工程中的一种重要表现形式,互通立交桥梁在交通领域中正在得到更为广泛的应用,因此其设计工作也广为关注。

1、互通立交桥梁设计概述
        随着我国经济社会的不断发展,我国交通路网日益密集,互通式立交桥梁设施也越来越多。但是在路桥设计过程当中,最明显的问题就是设计的理念相对落后,跟不上城市化的步伐。作为确保互通立交桥梁的设计符合要求,就要坚持规范性原则,满足规范性要求。一方面,在互通立交桥梁的设计中,各个参数都要满足国家的强制性标准;另一方面,互通立交桥梁要与周边的环境相适应,以确保其长期稳定使用。随着我国城市化建设的不断推进,早期城市规划中存在的问题也逐渐凸显,在一些老旧城区的互通立交桥梁建设中,因为这些地区基础设施脆弱,导致互通立交桥梁的设计难度较大,因此,对于这些区域的互通立交桥梁设计和建设,必须多方面考虑其作用,充分论证其可行性。桥梁设计的工作始终和城市建设有着密切的关联,并且要与城市建设的各项工作互相协调发展。因此,互通立交桥梁设计的方案和理念就显得尤为重要,要总结经验教训,根据实践不断的来完善和规划方案,并且不断的跟随情况的变化而更新理念,从而促进城市向着更好的方向发展。
2、互通立交桥梁设计关键点
2.1前期设计分析
        在桥梁设计当中,立足于全局,将方方面面都只是都考虑到,尽量做到合理,此外,在当前以人为本的宏大背景之下,设计必须基于以人为本的理念来进行,让最终的建设成果能够让人民共享。在设计工作开始前,有关工作人员到现场进行了资料收集,对于区域内的总体交通情况、地质条件和市政管线分布等内容进行了详细了解。通过地质状况勘察得知,某地区地形较为平坦,有一条较浅的河流穿过,桩基土层以粉质黏土为主,塑性指数较高,因此桩基承载力也相对较高,不会对桥梁工程的施工建设带来过多影响。在互通立交桥梁的设计过程中,设计人员注意到区域内土地资源紧张的情况,并在设计中遵循尽量不过多占用其他区域的原则来进行结构选取和设计。同时,还需要充分考虑了可持续发展的要求,从保护生态环境出发,为城市的长远发展提供了良好的基础。
2.2桥梁整体结构设计
        2.2.1桥梁梁部结构设计
        桥梁梁部结构设计主要包括预应力箱梁、钢筋混凝土箱梁和空心板梁三部分。其中,预应力箱梁设计中,采用半径较小的曲线梁进行设计,以确保整体结构的连续性,同时,考虑到匝道属于双车道,因此,对曲线进行了适当加宽,此外,为确保曲线梁能够承担较大的横向扭矩和弯矩,因此通过基于有限元法的设计和计算方式进行计算,并采用现浇法进行施工;在钢筋混凝土箱梁设计中,主要采用曲线梁和异形梁,并采用单箱多室截面进行处理,以确保外关的整洁性,同时,为了避免基础沉降造成横向位移,还需要在顶板处设置构造缝;对于空心板梁的设计,需要考虑到该工程跨越河流的需要,采用简支梁结构进行设计,标准强度不低于750Mpa。
        除此之外,在互通立交桥梁的设计中,设计人员也充分考虑了行人通行的需要,增设了钢筋梁结构的过街天桥,该天桥采用单箱单式的截面形式,桥面采用拼装法进行施工。
        2.2.2桥梁基础设计
        为确保互通立交桥梁达到应有的受力效果,设计人员采用打入桩的方式进行基础设计,由钢筋混凝土浇筑而成,并在打入桩两端增设钢筋网。

而对于连续梁结构的设计,则考虑到沉降问题,适当增加了桩长,全部桩基均进入粉质黏土层,因为该土层属于持力层。
        2.2.3桥面结构设计
        由于该区域的产业园区和居民区规模较大,因此在互通立交桥梁建成后的车流量也必然较大,因此,设计人员采用不低于C30的桥面强度等级进行设计,混凝土垫层厚度则为8cm,同时,考虑到该区域夏秋季节多雨的自然环境,还增设了防水垫层,在预应力连续梁的负弯矩位置也涂抹了防水涂料和沥青混凝土。除此之外,为了确保车辆通行安全,在车道边缘设置了复合式防撞墙结构,并在机动车道和非机动车道的边界以栏杆分隔,确保各种车辆各行其道,有序通行。
        2.2.4桥面排水设计
        一般夏秋季节多雨,如不及时排水,可能因路面积水而影响车辆正常通行。为此,设计人员根据线路的坡度,布设了若干个等间距的双侧排水口,桥面上的雨水能够通过排水口进入到排水管道,最终汇入到市政排水设施当中,以避免桥面积水导致的车辆通行受阻的问题。
2.3桥梁匝道的合理设计
        在互通立交桥梁的匝道设计中,纵坡设计和平曲线半径等参数的变化,会对互通式立交桥梁的安全通行能力造成直接影响,因此在设计过程中,设计人员采用相应的工作予以配合,由于匝道的技术指标与主路相比,相对较低,因此如果匝道和主路的坡度相同就会导致车辆不得不降低行车速度[5],这对于驾驶感受、通行效率和通行安全都有着明显的影响。考虑到这一问题,设计人员适当增加了平曲线半径,使得主路段的平曲线半径超过600m,转向匝道的平曲线半径也达到了65m,同时,纵坡的坡度保持在4%左右,外侧的变速车道则以向外横坡的方式进行设计,确保不同车道具有不同的过渡方式。
2.4处理好变速车道和其他车道之间的关系
        在互通式立交桥梁中,为确保主路车辆能够快速平稳离开道路,需要在主线外侧行车道中心线设置减速车道的出口起点,并尽量降低出口角度。在本工程设计中,由于采用直接式车道分流点,因此设计人员对曲率半径和回旋参数进行了重新的优化调整,并考虑到立交桥梁的坡度,在设计中使得下坡路段的减速车道、上坡路段的加速车道、渐变段的最小长度和渐变率等均能满足实际需要。为解决这些问题,必须满足各种车辆的通行需求,并对变速车道的长度进行适当延伸,以充分满足车身长和加速度低的重型车辆的通行需要。
2.5关键性安全设计
        根据相关研究表明,互通立交桥梁的左侧出口有着更高的识别效果,因此,根据这一理论,设计人员在出口前,采用高平纵面的线形指导方式,确保驾驶人员能够明确路况信息,同时,在左侧入口设置较长的加速车道,满足各种车型的驾驶人员等待、观察和判断的需要,并选择最合适的时机来汇入主路车流。设计人员在前后出入口之间也预留了较长的距离,防止入口和出口之间因车辆过于密集而造成交通混乱,降低车辆通行压力。
3、景观设计
        3.1坡面修饰
        为了确保互通立交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。
        3.2绿化栽植
        设计人员在绿化景观设计过程中,为了考虑该路段的驾驶视野,采用矮小的灌木植被和草皮进行互通立交桥梁周边的绿化设计,以确保行车安全。除此之外,这些矮小的灌木植被和草皮对于互通式立交桥梁的景观美化作用亦不能忽略,在一定程度上增加了互通立交桥梁的附加价值。
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,相关人员要不断的提高个人的素质和水平,坚持从实际出发和以人为本的原则,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]穆俊伟.关于路桥设计中的安全性和耐久性研究[J].山西建筑,2014(7):174-175.
[2]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(23):180-181.
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