城市互通立交設(shè)計要點分析

城市互通立交設(shè)計要點分析

橋梁建設(shè)在緩解城市交通擁堵方面發(fā)揮著重要作用。然而，橋梁的設(shè)計相對困難，需要考慮的因素很多，技術(shù)的水平也必須為必須了解該領(lǐng)域所需的知識和知識。橋梁結(jié)構(gòu)作為互通立交的支撐結(jié)構(gòu)，其設(shè)計的好壞至關(guān)重要，直接決定了行車安全及通行效率。針對互通立交匝道，它的典型特點就是明顯的平面曲率及縱向坡度，這兩個特點直接影響了行車的穩(wěn)定性。由此可見，加強城市立交匝道橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計有著深遠的意義。1城市立交橋梁經(jīng)分析，造成交通擁擠的主要原因有以下幾點：城鎮(zhèn)人口日益增長，但是在城市交通的用地面積卻越來越少；在規(guī)劃的前期，道路建設(shè)用地面積較少，使得城市交通系統(tǒng)落后；行車管理欠妥，道路設(shè)計不合理，加劇了城市交通問題的產(chǎn)生。城市立交充分利用了城市中的空間，有效解決了城市交通擁擠的問題。立交匝道作為立交橋梁的重要組成部分，能夠有效緩解車輛匯入與使出問題。城市立交橋梁的設(shè)計特點可以概括為以下幾個方面：（1）跨越已經(jīng)建好的城市主干道，不會對城市交通的運行產(chǎn)生影響。目前，鋼箱梁結(jié)構(gòu)的應用增多，它具有強度高、整體性好、工期短的特點。（2）為了與城市現(xiàn)代化相適應，立交橋自身線性流暢、造型優(yōu)美，能夠起到一定的景觀效應，較大懸臂及獨柱式的橋墩等受到了廣泛的應用。（3）城市立交的施工往往會受到工期的限制，因而在設(shè)計的過程中會較多地采用等跨徑的橋梁布置，來進一步縮短工期。橋梁位置的選擇也是立交橋設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。立交橋位置的選擇需要考慮的因素是方方面面的，立交橋的位置不會對原有的交通線路產(chǎn)生較大的影響，且在一定的范圍內(nèi)產(chǎn)生較大的價值。高速公路主線與已有的道路采用何種跨越形式，不能簡單地只考慮主線的工程量，而應該采用主線下穿，已有道路上跨的方案。在實際的工程中發(fā)現(xiàn)，一味地壓低路基上跨方案并非經(jīng)濟，同時還會加大施工的難度，不利于當?shù)氐慕煌ㄒ?guī)劃和經(jīng)濟發(fā)展。目前，對線形要求較高的立交橋大跨徑橋梁，在設(shè)計的過程中一般采用橫向式的結(jié)構(gòu)。對于不設(shè)支座的橋梁，此時上下部結(jié)構(gòu)相交處內(nèi)緣的水平凈距較大，可以選擇橫向式的結(jié)構(gòu)，這樣不僅可以節(jié)省供料，而且能很大程度上提高安全性能。2立交匝道邊坡防護城市立交匝道橋結(jié)構(gòu)有諸多特點，其中最為主要的特點如圖1所示。(1）豎面坡度大。受到空間的限制，立交匝道需要在較小的范圍內(nèi)連接不同方向的道路，導致其縱坡較大。經(jīng)統(tǒng)計，縱坡影響了車輛運營的安全性，縱坡的大小與發(fā)生交通事故的概率呈正相關(guān)的關(guān)系，當縱坡的坡度大于6%時，交通事故的發(fā)生概率就會大幅增加。較大的縱坡還會對車輛的通行效率及道路的使用壽命和性能產(chǎn)生較大的影響。這主要是因較大的坡度會使車輛在上坡或者下坡的過程中產(chǎn)生較大的制動力，會使路面很容易就受到剪切破壞，路面的磨損也加劇。尤其是在下坡的過程中，過大的縱坡坡度，需要車輛連續(xù)制動剎車，加劇了發(fā)生交通事故的概率，同時耗損了車輛與路面。(2）平面曲線半徑小。由于立交匝道需要將若干個正交或者角度較大角方向的道路在較小的距離范圍內(nèi)進行匯交，因此立交匝道的平面半徑比較小。平面半徑主要影響行車的速度，在平面內(nèi)，車輛在行駛的過程中是進行的離心運動，從力學的角度分析，車輛在行駛的過程中需要有足夠的橫向摩擦力才能夠維持車輛的行駛速度。(3）下部用地緊張。在城鎮(zhèn)化的進程中，城市的用地相對來說較為緊張，一方面要保證城市居民的住房、辦公環(huán)境、公共生活區(qū)域，另一方面還需要進行一定的綠化，尤其是在道路的兩旁，綠化是必不可少的。在城市立交的下方，一般多為其他的道路結(jié)構(gòu)，為了節(jié)省用地協(xié)調(diào)發(fā)展，應當盡量減少下部結(jié)構(gòu)用地，在保證安全的前提下盡量使橋梁變得纖細，同時在必要的情況下要進行一定的隔音除噪。(4）設(shè)置超高。車輛在轉(zhuǎn)彎的過程中會受到離心力，為了行車安全，需要設(shè)置超高來抵消車輛在拐彎時產(chǎn)生的離心力。但是超高也需要一定的限度，超高過大過小都不合理，超高過大不利于車輛的操作也會影響行車安全，但超高過小就會使得不足以抵消離心力，加大了交通事故的發(fā)生概率。3橋橋結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)以上描述的相關(guān)特點，需要在滿足城市立交相關(guān)要求的情況下對其進行設(shè)計，針對不同的上部結(jié)構(gòu)需要提出不同的設(shè)計方案，在提高道路運營安全的基礎(chǔ)上提升其美觀效果。不同的上部結(jié)構(gòu)對應的不同的下部設(shè)計方案，其上部結(jié)構(gòu)主要包括多肋式梁橋和整體式箱梁。(1）多肋式梁橋。多肋式梁橋的特點就是橫向梁段較多，且不同的梁段受到的荷載大小不相同。在這種情況下，為了使不同梁段之間受力均勻，大多數(shù)情況下都采用雙柱式橋梁墩結(jié)構(gòu)。橋墩可以采用圓形實心構(gòu)造，在橋墩的下面設(shè)置低承臺。根據(jù)立交匝道在地區(qū)的結(jié)構(gòu)特點，需要在墩間設(shè)置橫隔板，以此來提供較大的抗扭性能，進而均勻荷載，使各個部位受力均勻。多肋式梁橋如圖2所示。(2）整體式箱梁橋。與多肋式梁橋相比，整體式箱梁的抗扭性能良好。針對其特點，其下部結(jié)構(gòu)多采用獨柱式的橋墩。獨柱式的橋墩是一種較為典型的橋墩，它有著諸多的優(yōu)勢，能夠合理分配受力情況，同時還可以有效地節(jié)省下部的空間，對已有的道路產(chǎn)生較小的影響，而且在美觀方面其效果也較好。但是，對獨墩式大的橋梁最為重要的就是驗證它的橫向穩(wěn)定性。據(jù)統(tǒng)計，對獨墩式的橋梁出現(xiàn)問題大多數(shù)都是橋梁在外部荷載的影響下發(fā)生了整體傾覆的事故，在穩(wěn)定性驗算的緩解必須加強重視。整體式箱梁如圖3所示。(3）橋墩景觀設(shè)計。隨著建筑工程業(yè)的發(fā)展，在城市的建設(shè)中越來越注重環(huán)保性和美觀性，在橋墩的設(shè)計方面，會考慮橋墩和整體橋梁之間的協(xié)調(diào)性，也會考慮立交橋和周圍建筑之間的協(xié)調(diào)性。在保證橋墩工程性能的基礎(chǔ)之上都會考慮到其美觀特性。4大速率橋梁抗扭性能有限問題據(jù)統(tǒng)計，立交橋出現(xiàn)的交通事故，大多都是因橫向的傾覆失穩(wěn)，且橋梁的傾覆基本上都是圍繞著最外側(cè)的轉(zhuǎn)動軸進行的。為了加強橋梁的橫向穩(wěn)定性，最為關(guān)鍵的就是增大橋梁的抗扭性能：首先，要減少使用大曲率的橋梁，較大的曲率導致其抗扭性能有限，增加了橋梁傾覆的概率。其次，要優(yōu)化獨墩橫向支座之間的間距。在混凝土的選取方面，應當選用強度較高的混凝土或者水泥砂漿，需要能夠很大程度上提高橋梁的整體承載力。在進行養(yǎng)護時應當清除已經(jīng)松動的混凝土，對于補強的混凝土或水泥砂漿應當具備較低的收縮性及良好的彈性，盡可能保證混凝土不會開裂，滿足整體的抗拉強度。對于破壞比較嚴重的混凝土，應當在原有的基礎(chǔ)上適當?shù)臄U大結(jié)構(gòu)尺寸，通過這樣的方法來降低混凝土表面的腐蝕性。一些處于腐蝕性水中的路橋，需要適當使用添加劑來防水，防止水通過裂縫進入混凝土的內(nèi)部。5立交橋發(fā)揮的作用立交橋能夠優(yōu)化道路交通，解決交通擁堵的問題，它提高了城市交通集散性能及車輛出行的質(zhì)量，特別是在目前城