高速公路設(shè)計(jì)

摘要：106國(guó)道是北京經(jīng)開(kāi)封通往廣州的國(guó)道干線公路，其北京段又稱京開(kāi)路，位于北京市南部。本文介紹了該高速公路的設(shè)計(jì)依據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)模及采取的工程措施，具有重要的借鑒作用。關(guān)鍵詞：道路橋梁高速公路

106國(guó)道是北京經(jīng)開(kāi)封通往廣州的國(guó)道干線公路，其北京段又稱京開(kāi)路，位于北京市南部。路線北南走向，經(jīng)過(guò)北京市豐臺(tái)區(qū)和大興縣，起點(diǎn)為北京市南三環(huán)玉泉營(yíng)立交，終點(diǎn)為京冀界固安大橋。全長(zhǎng)42～149公里,其中我院承擔(dān)K18+000～K42+149.74段設(shè)計(jì)?，F(xiàn)況舊路為1985年改建，玉泉營(yíng)立交～黃村為四幅路，黃村以南為單幅路，交通量已達(dá)15000輛/日以上，交通擁堵嚴(yán)重?，F(xiàn)況路線線形基本滿足高速公路要求，改建舊路可少占地、少拆遷，總體上比另辟新線有效、經(jīng)濟(jì)。將舊路改建為高速公路需在主路兩側(cè)設(shè)輔路，供地方交通和非機(jī)動(dòng)車使用。公路所經(jīng)地區(qū)為平原，處在永定河沖積扇的中部，屬暖濕帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，四季分明，春季少雨多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽，冬季干燥寒冷，夏季最高溫度42℃，冬季最低溫度－20℃，冰凍深度60～85厘米，地下水位較深。K18+000～K42+14974段土質(zhì)以低液限粉土為主，局部分布粉土質(zhì)砂。106國(guó)道是國(guó)家規(guī)劃的干線公路，與北京市的三環(huán)、四環(huán)、公路一環(huán)、公路二環(huán)相交，是北京市規(guī)劃路網(wǎng)的一部分，已納入首都地區(qū)總體規(guī)劃之中。106國(guó)道（北京段）高速公路的建成，對(duì)于促進(jìn)北京市南部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，進(jìn)一步提高北京市的輻射能力和對(duì)外開(kāi)放水平，徹底解決沿線交通擁堵?tīng)顩r，都將具有重要的意義和深遠(yuǎn)的社會(huì)影響。106國(guó)道（北京段）高速公路設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：1、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采用適當(dāng)。2、在滿足交通功能的前提下，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，立交及結(jié)構(gòu)選型合理，既適用又經(jīng)濟(jì)。3、利用鋼渣做原材料有利于環(huán)保。4、輔路外移，保留綠化帶，美化環(huán)境。一、設(shè)計(jì)依據(jù)1、根據(jù)交通部關(guān)于《106國(guó)道線玉泉營(yíng)至固安大橋公路初步設(shè)計(jì)的批復(fù)》及其附件《106國(guó)道線玉泉營(yíng)至固安大橋公路初步設(shè)計(jì)審核意見(jiàn)》。2、首都規(guī)劃建設(shè)委員會(huì)辦公室關(guān)于《106國(guó)道（北京段）改建工程初步設(shè)計(jì)審查會(huì)會(huì)議紀(jì)要》。3、北京市首都高速公路發(fā)展有限責(zé)任公司關(guān)于《京開(kāi)高速公路施工圖設(shè)計(jì)階段進(jìn)一步優(yōu)化的意見(jiàn)》、《106國(guó)道（北京段）改建工程施工圖設(shè)計(jì)方案討論會(huì)議紀(jì)要》。二、項(xiàng)目簡(jiǎn)介1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(1)計(jì)算行車速度：高速公路120公里/小時(shí)，一級(jí)公路100公里/小時(shí)，輔路60公里/小時(shí)。(2)路基寬度：高速公路主路寬28米，一級(jí)公路主路寬17米。兩側(cè)均設(shè)輔路，輔路路基寬8.5(7)米。路基邊坡坡度1∶1.5。路拱橫坡度：主路路面2%，土路肩3%。輔路路面1.5%，土路肩2.5%。(3)路面：主輔路均為瀝青路面，收費(fèi)站廣場(chǎng)為鋼筋水泥混凝土路面。設(shè)計(jì)軸載：BZZ-100。(4)橋梁車輛荷載：主路汽車-超20級(jí)，掛-120級(jí)；相交道路及輔路汽車-20級(jí)，掛-100級(jí)。地震烈度8級(jí)，洪水頻率1/100。2、工程規(guī)模(1)道路和橋梁工程全線路基土方數(shù)量填方148.668萬(wàn)方，瀝青路面高速公路445100平方米，一級(jí)公路110300平方米，輔路316100平方米?？绾訕?0米/1座。主線上跨立交5座，橋梁236米/5座。支線上跨立交7座，橋梁680米/7座。通道9道，主涵16道。(2)交通工程高速公路段沿主路兩側(cè)及中央分隔帶設(shè)置單柱單面波形鋼板護(hù)欄，在高速公路段主輔路之間設(shè)置冷拔絲焊網(wǎng)隔離柵。同時(shí)本設(shè)計(jì)段按照國(guó)標(biāo)和規(guī)范設(shè)置了完善的交通標(biāo)志、標(biāo)線及其它設(shè)施。本段設(shè)主路收費(fèi)站1處，出入口匝道收費(fèi)站6組。重現(xiàn)環(huán)境保護(hù)工程，充分利用現(xiàn)有綠地，保持原有林帶，通過(guò)綠化美化工程使道路與周圍環(huán)境及自然景觀相協(xié)調(diào)，并盡可能降低道路交通產(chǎn)生的噪音及廢氣污染對(duì)周圍環(huán)境的影響。3、設(shè)計(jì)概預(yù)算設(shè)計(jì)概、預(yù)算編制原則執(zhí)行交通部公路工程概、預(yù)算編制辦法及概算定額。設(shè)計(jì)概算直接工程費(fèi)金額為52億元，預(yù)算直接工程費(fèi)為4.01億元。預(yù)算直接工程費(fèi)低于概算直接工程費(fèi)12000萬(wàn)元（不包括收費(fèi)、監(jiān)控、通信系統(tǒng)），相差較大的部分在路基、路面及排水工程上，這主要是降低路基高度、立交進(jìn)一步優(yōu)化及有效利用舊路的結(jié)果。三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)是綜合考慮建設(shè)規(guī)模、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題，并在征求地方政府、環(huán)保及水利等部門(mén)意見(jiàn)的前提下作出的。(1)交通量。依據(jù)“工可報(bào)告”所做交通量預(yù)測(cè)，2000年年平均日交通量25592輛/日，根據(jù)北京市已建成的高速公路的經(jīng)驗(yàn)，主路占70%，輔路占30%。坡3米，然后采用漿砌片石擋墻收縮坡腳，以達(dá)到減少拆遷的目的。3米放坡地段采用六棱花飾防護(hù)加植草皮。由于龐各莊北分離式立交范圍內(nèi)受拆遷占地所限，路基兩側(cè)均采用扶臂擋墻防護(hù)。(4)路面設(shè)計(jì)①設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高速公路路面設(shè)計(jì)年限為15年，輔路路面按二級(jí)公路路面設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)年限12年。一級(jí)公路為與河北交接地段，因河北段近期沒(méi)有建設(shè)計(jì)劃，路面暫按設(shè)計(jì)年限10年考慮。②累計(jì)作用軸次設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次：主路19751057次，輔路6205160次。設(shè)計(jì)彎沉值：主路20.8(1/100mm),輔路28.9(1/100mm)。③路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)高速公路路面結(jié)構(gòu)如下：面層：表面層為4厘米瀝青瑪蹄脂碎石混合料，SMA-164.5%SBS改性。中面層5厘米粗粒式瀝青混凝土，AC-25I。底面層7厘米粗粒式瀝青混凝土，AC-30II?；鶎樱?8厘米二灰砂礫，七天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.8MPa。底基層：40厘米天然砂礫?？偤瘢?4厘米。收費(fèi)站路面結(jié)構(gòu)如下：面層：25厘米鋼筋混凝土?；鶎樱?0厘米二灰鋼渣，七天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.8MPa?？偤瘢?5厘米。輔路路面結(jié)構(gòu)如下：面層：上層3厘米細(xì)粒式瀝青混凝土，AC-10I；下層5厘米中粒式瀝青混凝土，AC-20I。基層：34厘米二灰鋼渣，七天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.8MPa。底基層：30厘米天然砂礫?？偤瘢?2厘米。一級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)如下：面層：表面層4厘米中粒式瀝青混凝土，AC-16I。底面層8厘米粗粒式瀝青混凝土，AC-25I?；鶎樱?8厘米二灰砂礫，七天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.8MPa。底基層：32厘米天然砂礫?？偤瘢?2厘米。分離式立交及匝道路面結(jié)構(gòu)如下：面層：上層2厘米瀝青石屑，下層4厘米中粒式瀝青混凝土，AC-20I?；鶎樱?2厘米二灰鋼渣，七天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.8MPa。底基層：20厘米天然砂礫?？偤瘢?8厘米。4、橋梁在滿足使用功能的前提下，因地制宜地選擇橋梁結(jié)構(gòu)形式，做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，輕巧美觀，施工方便。(1)簡(jiǎn)潔明快的跨線、跨河橋-簡(jiǎn)支梁、板橋橋梁設(shè)計(jì)本著技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、美觀適用的原則，盡可能做到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，和利于工廠化施工。結(jié)合平原區(qū)地形特點(diǎn)和水文地質(zhì)條件，橋梁結(jié)構(gòu)多采用預(yù)應(yīng)力混凝土T梁、預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋。橋梁下部結(jié)構(gòu)多采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。①預(yù)制安裝預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁該種結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，工廠化預(yù)制，工期短，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于分離式立交支線上跨橋中。本設(shè)計(jì)根據(jù)所跨越的106國(guó)道主、輔道路寬度的要求，跨徑布置選擇為4×25米。也可選擇不等跨布置，兩邊孔可適當(dāng)減小，避免梁高差異過(guò)大、線條不連續(xù)、各部尺寸比例不協(xié)調(diào)。下部結(jié)構(gòu)橋墩采用直徑14米圓型獨(dú)柱墩加預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁，基礎(chǔ)采用雙排鉆孔灌注樁。②預(yù)制安裝預(yù)應(yīng)力混凝土空心板板式結(jié)構(gòu)與相同跨徑梁式結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)高度可以降低30厘米，比較適用于支路下穿的中小跨徑的橋梁工程，其可以減少路基高度，改善縱段線形，降低造價(jià)，因此在主線上跨橋中得以廣泛應(yīng)用。根據(jù)支路的性質(zhì)及規(guī)劃等級(jí)，分別選擇了標(biāo)準(zhǔn)跨徑16米、20米兩種跨徑。下部結(jié)構(gòu)橋墩為蓋梁雙柱墩，橋臺(tái)為薄壁式橋臺(tái)，基礎(chǔ)均為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。(2)輕巧優(yōu)美的人行天橋人行天橋上部結(jié)構(gòu)采用鋼箱連續(xù)梁，有效降低了結(jié)構(gòu)高度，增大了跨越能力（主橋跨徑38米+34米），外形美觀，結(jié)構(gòu)輕巧。下部采用獨(dú)柱和鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，與上部結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)。整座橋梁顯得輕盈利落，造型優(yōu)美。(3)結(jié)構(gòu)形式合理、施工簡(jiǎn)便的通道本段共設(shè)置9座通道，為施工簡(jiǎn)便，通道采用了相同的結(jié)構(gòu)形式，上部結(jié)構(gòu)均為8米的鋼筋混凝土實(shí)心板，下部均為薄壁橋臺(tái)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)大興縣境內(nèi)地質(zhì)條件較差，若采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，還需對(duì)地基進(jìn)行處理，鑒于以往的經(jīng)驗(yàn)這樣做既不十分經(jīng)濟(jì)也不方便施工。經(jīng)比較，最后采用了鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。實(shí)踐證明，此舉大大方便了施工，縮短了工期。5、路線交叉立交選型嚴(yán)格遵照立交性質(zhì)決定立交形式的原則。具體是依據(jù)相交道路的等級(jí)及交通量確定立交的等級(jí)和性質(zhì)，同時(shí)也要結(jié)合具體的地形、地物選擇立交的形式和確定各種技術(shù)指標(biāo)，使立交既少拆遷、少占地、降低工程量，又能較大的發(fā)揮其功能。設(shè)計(jì)路段有大莊路、魏永路、西莊路、龐南路、安定路、黑垡路、大禮路7條相交的規(guī)劃二級(jí)公路，同時(shí)由于106國(guó)道穿越天宮院、中堡、龐各莊、東黃垡等村鎮(zhèn)，為滿足地方交通出行方便，在不降低主線標(biāo)準(zhǔn)以及少拆遷、少占地的前提下，決定取舍主線上跨或支線上跨，并使主線兩側(cè)輔路相通。如魏永路立交，主路兩側(cè)房屋較多，拆遷比較困難，因此采用主線上跨魏永路