探讨城市快速路改造工程与桥梁设计
摘要：近些年，随着我国经济的快速发展，国民生活水平的不断提高，城市化发展的规模逐渐增大。很多城市都存在着严峻的交通问题，这些问题严重影响着居民的正常生活，影响着城市的发展,增加交通的压力。为此，很多城市都进行了建设快速路或者在其主干道的基础上改造成快速路来缓解城市的交通压力。快速路常采用的形式为高架桥，高架桥相对普通的桥梁结构来说具有其特殊性，而且建设工期要求较短并且对桥梁景观等方面要求较高。因此，本文着重对这种特殊桥梁的有关设计问题进行总结和探讨。
关键字：城市快速路；改造工程；桥梁设计
Abstract: in recent years, along with the rapid economic development of our country, the continuous improvement of people’s living standard, the scale of the urbanization development is on the increase. Many cities there are serious traffic problems, which greatly influenced people’s normal life, and affects the development of the city, increase traffic pressure. For this reason, many cities are the main road in the construction of expressway or on the basis of expressway to ease transform into the city traffic pressure. Expressway is often used to form for viaduct, relatively common viaduct bridge structure is its particularity, and time limit for construction of bridge landscape is short and higher requirements, etc. Therefore, this paper focuses on the special bridge of the design to summarize and discuss problems.
Keyword: urban expressway; Reconstruction project; Bridge design 一．快速路改造的重要性
我国的城市化建设虽然有着蓬勃的发展势头，但是不可避免的很多城市都面临着较为严重的交通问题，成为了城市发展的瓶颈。为此，在很多城市都实施了快速路的改造，快速路能够在城市中形成骨架路网，从而缓解地面道路的交通压力。快速路大多采用隧道或者是高架桥的形式来避免对地面道路的正常交通造成影响，由于高架桥具有建设周期短、投资运营成本低等优点，使得高架桥成为快速路建设的首选，在各大城市中蓬勃发展。
二．快速路的突出优点
快速路的出现是为了缓解城市的交通压力，使得城市功能不断加强和完善，扩大城市建设的规模。快速路在各大城市一般以高架桥的形式存在，能够部分控制出入城市的车辆。快速路作为城市机动车辆的快速通道和城市道路网的骨架，其核心功能有以下几点：（1）从整体上提高交通可达性，降低出行时耗总量（2）对交通需求进行分解，创造长短距离出行的空间分流条件，有利于城市各级路网的功能发挥（3）形成城市大容量快速交通走廊，为城市各交通片区提供高效交通服务的同时，也为各交通片区起到屏障和交通疏导的作用。（4）快速疏导城市对外交通，完善城市内部交通和对外交通的衔接，提高城市辐射力和吸引力。
三．快速路改造的条件
根据国家对快速路规划的要求，对于人口200万以上的大城市以及长度超过30Km的带形城市，为了缓解城市的交通压力，应该设置快速路，使得快速路能够和其他的干路构成系统，与城市对外公路有边界的联系。快速路的大多由城市非中心区的主干道改造而来，一般是将部分主干道进行改建，采用全立交、全封闭、机非车辆严格分离、出入控制或者部分控制的办法达到消灭红绿灯，减少出入口，形成连续交通流，从而大大提高道路的通行能力和行车速度，缓解交通压力的目的。另外，高速公路进入城市，也就成为了城市快速路。所以城市快速路的形成主要就是由城市部分主干道提级以及高速公路进城发展而来。快速路建有高速公路和城市干道的双重特点。很多城市都开展了快速路的改造工程，通常情况下都采用高架桥形式来建设城市快速路。
四．快速路改造工程的主要技术
在快速路改造工程中常涉及到的技术有：高架立交、导流岛、转盘、左转变右转等技术。公路与公路的立体交叉，可以分为分离式立交、互通式立交和半互通式立交。立交在快速路中起着非常重要的作用。转盘一般意义上是指环形交叉路口，导流岛是为了渠化或者导流而设计的岛，为了减轻平面交叉路口的交通流的交错，使得车辆的运行位置固定。现在，大部分城市采用的是上跨式的立体交叉形式，也就是跨线桥式的快速路—高架桥。在高架桥的桥梁设计不同于普通的桥梁设计。其中需要注意的问题主要有以下几个方面。
1.总体布置
做好总体布置的工作能够使得高架桥梁工程的施工顺利的进行。在设计快速路高架桥之前，要对所涉及到的道路的整体交通情况进行全面考察，收集好相关的资料，比如：高架桥所要跨越的道路的交通压力状况、地下管线、被交路的规划资料以及现状等。还要考虑到施工过程中可能遇到的其它情况，如地下光缆、管道埋置过深等，为施工提前做好预留。
根据实践中的经验总结了城市桥梁布跨时应该重点关注的内容：（1）很多高架桥梁在设计时没有考虑到高度过低对地面行人和车辆的压抑感，为了避免这种情况，原则上高架桥净空不能低于7m。（2）布设高架桥梁桥墩时，在允许的结构受力前提下，要尽量的考虑地面交通的需要，要结合当前地面道路的承载力和未来的道路规划情况，为地面的行人和车辆尽量创造良好的道路交通环境。（3）如果需要跨越已有的桥梁来修建高架桥，应该认真的收集已有桥梁的基础资料。除了要避让桥梁的可见结构体，还应该保证新建桥梁不与老桥的承台位置和桩基发生冲突。（4）一些城市可能会建有地铁或者将要修建地铁，地铁大多位于地面下方，需要占据较大的空间，很容易与高架桥梁的基础位置相重合。在考虑桥梁的布跨时，必须调查好地铁与桥位的位置是否发生冲突，包括已经建好的地铁和未来的地铁规划。同时，进行基础设计阶段，要把地铁施工对桥梁基础的影响考虑进去。（5）城市中有很多的地下管线，设计之前就要收集到相关的基础管线资
料，并进行实地的现场勘察。在实际工作中，很多的地下管线都埋置的很深，属于不同的产权单位，而且都是很久以前建好的。要想完全的在设计中避免管线与桥梁基础发生冲突比较困难。所以在施工时，就需要注意在钻孔之前，把同一基础的桩基都开挖的深一些，否则很容易导致某个承台布下几根桩以后，最后剩下桩位没有空间布置，造成需要把施工好的桩再重新返工布置。（6）如果匝道桥梁与主线平行，在布置桥墩时，尽量保证对齐主线的桥墩，保证桥墩的整齐和规范。
2.结构设计
高架桥的桥梁结构设计一定要结合高架桥的自身特点。高架桥的特点主要有以下几个方面：首先，所要建设的高架桥车道一般来讲都是双向六车道，但是一些重要的路段可能需要双向十车道。高架桥的跨宽比接近1:0.9，桥梁的跨径一般都是30m左右，都是比较典型的宽桥。设计桥梁时，要结合宽桥具有的受力特点。如以跨径30m、全宽25.5m双向六车道的高架桥为例，利用空间程序Midas对在活载作用下箱梁的偏载效应进行计算，可以算出偏载系数大约是1.25，与教科书上提到的1.15桥梁偏载系数，大约提高了10%左右；同时，要考虑到桥梁施工场地的特殊性，因为高架桥梁要跨越正常的道路布置，势必会对正常的道路交通产生较大的影响，所以一般都要在很短的时间内完成城市高架桥梁的施工，要求建设周期比较短。因此，设计阶段就要考虑到如何的缩短施工周期，采用哪些有效的方法提高施工速度。设计时，要尽量的考虑多联施工的情况，在设计预应力混凝土连续梁时，在箱梁顶面锚固腹板钢束，底板的钢束必须通过支点，消除梁端应力盲区的存在。由于钢箱梁施工周期短，自重轻，适合那些只能少量或者不能搭建支架的跨线桥。很多高架桥梁跨越高速公路、快速路、铁路等，很适合采用钢箱梁。如果高架桥跨越的是普通的路段，根据以往的经验，采用混凝土梁效果比较好。因为城市高架桥梁一般都很宽，从钢箱梁的运输比较复杂，从工厂到工地，需要把钢箱纵向分段运输。运输的条件对最大节段的长度很大。如果采用公路运输，一般节段长度都不能超过3m。如果一个钢箱梁长度为50m运输时就需要划分为17段，大大的增加了焊接量，对结构受力也会有很大的影响。
3．景观以及细节处理
高架桥的架建会影响到城市的整体面貌，所以对工程的细节以及景观处理是很重要的。所以，在道路设施中，城市高架桥梁是具有较强跨越能力的承重建筑，不仅是重要的交通设施，同时也是城市重要的城市景观，有着极大的美学价值。所以高架桥除了要满足基本的使用功能之外，还应具有欣赏价值，给人以美的感受。在设计桥梁时，除了要重视桥梁整体的视觉效果，如箱梁横断面型式、桥墩的景观效果、路灯及防撞墙的形式、平面及纵断面的线形等，更要认真的处理好各方面的细节问题。如桥梁排水管、挡块等的设置。
结合工作中的经验，高架桥工程在处理细节上主要从以下几个方面进行把控：（1）必须认真的处理防撞墙的缝隙，尽量的避免缝隙漏水。例如可以把桥梁伸缩缝进行延伸，这样在冬季雨雪天时。可以有效避免防撞墙缝隙漏水结冰导致冰块下坠危及路上的行人和车辆安全的状况发生。（2）要有效的融合桥墩与梁底
防震挡块，以免防震挡块在梁底，让人觉得十分的突兀，影响美观等。（3）可以把地面道路的路灯布置到高架桥的底端，这样不仅可以节约项目投资，还能有效的避免桥下灯杆凌乱，使得合理的路灯布置在整体上能增加建筑物的美感。（4）如果两联之间的过渡桥墩两侧箱梁出现不同的高度，应该在梁高较低的那一侧，设置过渡段，并且要逐渐的过渡。根据箱梁断面变化值确定过渡段长度，避免变化率过大。（5）为有效的避免桥墩外侧和桥梁侧面布满排水管，影响整个建筑美观，可以在桥体和桥墩中埋设排水管，但应注意箱梁内横向排水管的倾斜率不能低于5％；此外，还要用软管连接埋置在墩中的排水管与埋置于梁体的排水管，这样设置可以在温度变化时能够让排水管与桥梁的伸缩相适应，避免排水管的脱接。
五．总结和展望
我国经济的高速发展促进了我国道路交通事业的不断进步。而应运而生的城市交通压力的增加使得城市快速路改造工程项目变多，高架桥的建设也会越来越多，以此来解决城市化建设的交通瓶颈。但是快速路的改造工程仍存在一些发展问题，如城市快速路属于投资巨大的基础设施项目，由于资金的压力，很多建设项目的资金筹措存在难度，从而了我国的快速路网的进一步完善；快速路的建设一般都避免穿越城市中心区，对该地区的交通改善有限；边缘集团以及市区中心区之间缺乏快速路通道等。但是由于快速路在城市发展中起到的重要作用，在今后的城市化发展中有着广阔的发展空间。城市规模在不断的扩大，广大的桥梁设计工程师应该紧跟时代的发展，不断的探索和创新，适应复杂多变的桥梁设计要求，使得快速路工程的施工建设工期能尽量的缩短，尽可能的减少对城市正常交通产生的影响，并且能够节约工程投资，更好的满足城市快速化交通的需求。
六．参考文献
[1]JDGD60—2004，公路桥涵通用设计规范[S].
[2]范立础.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社，2001.
[3]雷素敏.南京南高架站桥梁设计[J].桥梁建设,2010,(01)
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