互通立交改建工程設計總結(jié).doc

宣廣高速公路宣城東、宣城西互通立交改建工程 交工設計工作報告安徽省交通規(guī)劃設計研究院有限公司一、概述宣廣高速公路是國家高速公路網(wǎng)上海至重慶公路的組成部分，是皖江、皖中、皖北地區(qū)、中部省份通往浙江、上海重要的大通道。宣城東互通立交被交路S104又名蕪屯路，是宣城市南北向重要省際干道，也是宣城遠期規(guī)劃城市主干路，遠期隨著東部新城的建設，交通量的增長，道路等級必將提升。宣城西互通立交被交路G318為一級公路，在宣城段又名寶城路，已成為溝通宣城市中心城區(qū)與西部新城的城市主干道路，具有過境交通和城市交通的雙重功能。目前，宣城東、西兩座互通立交是宣城市車輛上下高速公路通往皖江、皖中北、滬杭地區(qū)的重要出入口，對于集散和疏解出入城市交通起著關鍵作用。因此，不僅交叉道路等級高，且節(jié)點功能更為重要，對宣城西互通立交應定位為一級交叉，宣城東互通立交應定位為二級交叉。本項目的建設，將緩解進出城區(qū)節(jié)點的交通壓力，確保發(fā)揮互通立交快速、高效轉(zhuǎn)換交通的功能，改善宣城城市交通形象，發(fā)揮干線公路網(wǎng)絡效益，對實現(xiàn)城市“大建設，大環(huán)境，大發(fā)展”的總體目標，提高宣城市綜合競爭力具有重要意義。本項目由宣廣高速公路總公司負責建設。該路段于XXXX年XX月開工，2012年10月交工。1. 設計依據(jù)：1) 宣廣高速公路有限責任公司，關于安徽省宣廣高速公路宣城東、宣城西互通立交改建工程勘察設計的中標通知書;2)宣城東、宣城西互通立交改建工程勘察設計勘測設計合同。2設計標準及工程規(guī)模：1)設計標準（1）設計速度： 蕪屯路設計行車速度為40Km/h，寶城路為城市主干路,設計行車速度為60Km/h； 宣廣高速公路設計時速100Km/h； 匝道設計時速40 Km/h。（2）設計荷載：公路-級；人群：5KN/m2。（3）路基寬度：宣廣高速路基寬度26.00米， 單向匝道單車道寬8.5米，雙向匝道車道10米。（4） 抗震等級：橋位處地震動峰值加速度為：0.05g，相當于基本烈度度，重要大橋提高一度按度設防；（5）凈空：匝道橋上跨寶城路凈空5.2m；2)工程規(guī)模主要工程規(guī)模一覽表 序號項目宣城東宣城西1機動車道（m2） 33700 45694 2老路碎石化（m2） 1202.2 4621.6 3橋梁（m2）- 950 4匝道（m） 1948.4 3093.0 5土方（m3）40263 355360 6涵洞（道） 1 13 7交通工程（m） 845.7 893.8 8房建工程（m2） 2623 5164 9占地（畝）91.6 135 3沿線自然地理概況：1）地形、地貌項目所在區(qū)域為皖南山區(qū)與沿江平原的過渡地帶，丘陵平原地貌?；ネ⒔凰幍匦伍_闊，地勢平坦，微地貌形態(tài)主要為平原和崗丘。本項目的地形條件適宜進行互通立交改建；互通立交周邊少有少量居民建筑物。立交改建應盡可能充分利用原有立交用地，對互通立交布設型式進行深入細致研究，最大限度節(jié)約土地資源。2）氣候項目所在區(qū)域為亞熱帶濕潤氣候區(qū)。氣候溫和，雨水充沛，日照充足，四季分明，雨熱同季，無霜期長。年平均降雨量在12801370mm之間，年、季、月水量分配不均。區(qū)域年平均氣溫16C。3）河流、水文本項目地表水系發(fā)育，地表水系均屬長江水系，河流流向總體為自南向北。宣城市地處水陽江中游圩區(qū)與皖南丘陵結(jié)合部，西北部為山地，水系不發(fā)育，東南部襟江淮河，水網(wǎng)密布。城區(qū)內(nèi)主要河流有水陽江及其支流，區(qū)域內(nèi)河流、水網(wǎng)分布較密集。4） 地層巖性項目區(qū)域構(gòu)造單元屬下?lián)P子準地臺、小揚子臺坳、沿江拱斷褶帶。無不良地質(zhì)作用、無特殊性巖土分布，場地地基穩(wěn)定。宣廣高速公路國道318省道104宣城東互通立交宣城西互通立交場地地層層序自上而下為：耕表土、粘土、粘土混圓礫、泥質(zhì)砂巖。5） 不良地質(zhì)經(jīng)現(xiàn)場實地勘探，區(qū)域內(nèi)存在不良地質(zhì)主要為軟弱土，為新近堆積粘性土，天然孔隙率大，含水量高，在荷載作用下路基容易產(chǎn)生沉降變形。軟土地基是本工程路基建設的關鍵性技術問題之一，應針對性采取換填、淺層處理等措施綜合處理，確保路基穩(wěn)定。6）地震根據(jù)中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖（GB18306-2001），本測區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，反應特征周期為0.1s，對應于地震基本烈度度區(qū)，對公路建設無大影響。二、設計要點1.總體設計原則 以人為本，安全至上，注重互通立交的安全性； 正確處理工程建設與環(huán)境保護的關系，樹立科學的環(huán)保理念； 節(jié)約資源，注重節(jié)能，堅持可持續(xù)發(fā)展的理念； 分析現(xiàn)狀，系統(tǒng)論證，實現(xiàn)互通立交設計目標； 合理選用標準，樹立創(chuàng)作設計的理念。2.互通立交總體方案 宣城東互通立交從交通量預測角度來看，通過收費站總轉(zhuǎn)彎交通量僅15418(輛/日)，采用單喇叭方案經(jīng)濟合理。其中宣城市區(qū)至廣德方向交通量最大，2029年達12192(輛/日), 平交口應該布設在高速公路北側(cè)，使市區(qū)交通上下高速公路較為便捷。根據(jù)互通立交所在各個區(qū)域的現(xiàn)場條件，將互通立交改造至北側(cè)勢必會造成沈家濱村或大灘的大面積拆遷，同時與宣城市東部新城規(guī)劃相干擾，需要新增較多用地，該立交基本等于拆除重建。鑒于以上分析，為盡可能利用現(xiàn)有互通立交，仍保持原互通立交總體方案不變，僅對收費設施及不滿足安全性的指標進行改造調(diào)整。設計方案：局部調(diào)整A匝道，拉大平交口與上跨橋間距，增加收費設施設置長度。根據(jù)宣城市政府對該互通的規(guī)劃意見，建議A匝道與S104的平交口盡量南移。經(jīng)分析論證，現(xiàn)狀A匝道距宣杭鐵路征地界限僅160余米，鐵路與A匝道之間土地開發(fā)利用價值不大，將A匝道南移是可行的。本次設計維持原立交基本布局不變，將A匝道向南調(diào)整約140米，同時將A匝道與S104交角增大，相應修改與A匝道銜接的D、E匝道的一部分。同時重新設置收費廣場、道口以及兩側(cè)漸變段長度，原2進3出式調(diào)整為4進7出，收費廣場調(diào)整為100米，以提高收費道口的通行效率。、該方案拉大了平交口與主線橋之間的距離（約300米），保證了主要交通流車輛視距要求，確保行車安全，在高峰時段提供較長距離的停車等待空間；A匝道平交口交角增大后，有利于各方向的交通通行；、該方案施工期間在新建A匝道的同時，可利用原A匝道進行正常通行，施工期間交通組織好。 宣城西互通立交根據(jù)2029年交通量預測結(jié)論：宣城西互通立交遠期主交通流向為宣城至蕪湖方向，其次為宣城市至廣德方向，其余兩轉(zhuǎn)向交通流相對較小。從交通流角度來說，互通立交應布設在靠近高速公路東側(cè)符合主交通流向。但東側(cè)為宣城市規(guī)劃的倉儲用地，現(xiàn)狀分布有宣城市天然氣公司、糧油食品工業(yè)園等多家單位。若互通立交布設在該區(qū)域不僅新增占地較多，造成大面積拆遷，且與規(guī)劃干擾，因此本次方案設計考慮利用該互通立交原位，進行局部調(diào)整的設計方案。設計方案：采用雙喇叭方案，充分利用原高速公路一側(cè)喇叭，同時改造G318一側(cè)喇叭。原宣城西互通方案布設較為局促，兩側(cè)喇叭間距僅250米左右，無法滿足布設5進9出的收費道口要求，且曲線半徑僅120米，收費站擴建需要伸入到圓曲線內(nèi)，但120米圓曲線半徑不滿足設置收費站的要求（最小半徑200米）。由于主線一側(cè)喇叭移位將涉及較多構(gòu)造物的拆除重建，改造費用高，施工期間對車輛安全通行影響大。因此本次方案設計考慮盡量不動高速公路一側(cè)喇叭，結(jié)合交通量分布改造G318一側(cè)喇叭。本次設計為滿足收費道口擴容的需求，將原A匝道順現(xiàn)狀收費站線形通過設置大半徑曲線向西延伸，并利用現(xiàn)狀立交西側(cè)的高崗地上跨G318,同時結(jié)合預測交通量的變化，將宣城市區(qū)上下高速公路方案設置為直連式匝道，即靠近G318一側(cè)喇叭由原B型改建A型，并相應調(diào)整其它匝道。、該改造方案適合交通流分布，在盡量利用原立交資源的基礎上，對需要改造的部分合理優(yōu)化。將G318一側(cè)喇叭由B型改為A型，不僅符合交通流的分布，且更加安全 ；、改造后匝道平縱面技術指標得以提高，車輛通行條件更優(yōu)；、調(diào)整后主匝道收費設施布設空間得以改善，布設收費廣場及收費車道更有利；、采用A匝道上跨寶城路，總體視覺效果較好，同時對人非車道影響較??；3. 收費道口的確定互通立交匝道的設計交通量以提供的預測遠景交通量為依據(jù)，根據(jù)計重收費要求，收費廣場所需要的車道數(shù)是由交通量、平均服務時間、服務標準（平均等待車輛數(shù)）三個因素確定的。DHV=AADTKD DHV-單方向設計交通量（輛/時）AADT-兩方向合計的年平均日交通量（輛/日）K-高峰小時系數(shù)D-方向不均勻系數(shù)其中K-0.13，D-0.52平均服務時間，根據(jù)經(jīng)驗，進口服務時間取68秒，出口服務時間為1420秒,由于改建后為計重收費的服務時間較長，根據(jù)實地調(diào)查的50車次的服務時間進行加權平均值計算，并結(jié)合高速公路總公司相關文件，出口服務時間按3060秒計算。本次按15年預測交通量進行收費卡門計算，其結(jié)果如下：宣城東互通立交S進=4，S出=7，則采用4進7出式；宣城西互通立交S進=5，S出=9，則采用5進9出式。4.互通立交技術指標的采用情況 （1） 宣城東互通立交 線位設計本互通立交改建維持原立交基本布局不變，將A匝道向南調(diào)整約140米，相應修改與A匝道銜接的D、E匝道的一部分，B、C匝道線位完全利用，維持線形不變。A匝道設置R=220米與老線位順接，收費廣場等寬段范圍全部位于直線段，大樁號寬度漸變段部分位于緩和曲線范圍內(nèi)，D、E匝道線位設計以充分利用老路為原則，通過合理選用圓曲線及緩和曲線參數(shù)， 使新建部分與老路線位銜接順暢。 匝道寬度新建A匝道平交口收費站段，路基寬度與收費廣場等寬，寬度為64.5米；新建D、E匝道單車道路基寬8.5米(行車道寬3.5米，左側(cè)硬路肩寬1.0米，右側(cè)硬路肩寬2.5米，硬路肩中含路緣帶寬0.5米，兩側(cè)土路肩各寬0.75米)； 縱斷面設計i、利用原匝道:縱斷面設計主要根據(jù)老路實測點資料，進行擬合，然后根據(jù)路面加鋪方案，合理確定縱斷面設計；Ii、新建匝道:縱斷面設計主要根據(jù)連接部的控制高程，結(jié)合地形，在滿足排水條件下，盡量壓低縱坡，減少工程量。（2） 宣城西互通立交 線位設計本互通立交改建維持與宣廣高速公路相連接一側(cè)匝道保持不變，包括F、G、H、I匝道以及A匝道后半段，與寶城路相連接的幾條匝道做重新調(diào)整設計，主要包括B、C、D、E匝道以及A匝道起點至收費站段。新建匝道設計行車速度均為40公里/小時， A匝道設置R=400米與老線位順接，收費廣場等寬段范圍全部位于直線段，收費廣場寬度漸變段部分位于緩和曲線范圍內(nèi)。新建B、C、D、E匝道線位設計，均與寶城路輔道連接，由于輔道計算行車速度也為40公里/小時，本次設計在新建匝道與寶城路連接部未設置加減速車道。新建匝道通過合理選用圓曲線及緩和曲線參數(shù)， 使新建部分匝道線形順暢，匝道最小平曲線半徑為R=61米. 匝道寬度收費廣場等寬段寬度為80.7米；新建B、C、D、E匝道單車道路基寬8.5米(行車道寬3.5米，左側(cè)硬路肩寬1.0米，右側(cè)硬路肩寬2.5米，硬路肩中含路緣帶寬0.5米，兩側(cè)土路肩各寬0.75米)；新建A匝道路基寬10.0米(行車道寬2x3.5米，左側(cè)硬路肩寬0.75米，右側(cè)硬路肩寬0.75米，硬路肩中含路緣帶寬0.5米，兩側(cè)土路肩各寬0.75米)。 縱斷面設計i、利用原匝道:縱斷面設計主要根據(jù)老路實測點資料，進行擬合，然后根據(jù)路面加鋪方案，合理確定縱斷面設計；ii、新建匝道:A匝道上跨寶城路按照凈空5.2米控制，其它縱斷面設計主要根據(jù)連接部的控制高程，結(jié)合地形，在滿足排水條件下，盡量壓低縱坡，減少工程量。5路基設計(1) 路基橫斷面 路基標準橫斷面本次設計匝道斷面與老路保持一致。單車道匝道路基寬8.5米，路基橫斷面幾何尺寸布置從左至右為：0.75米（土路肩）+1.0米（硬路肩）+3.5米（行車道）+2.5米（硬路肩）+0.75米（土路肩）。對向雙車道匝道路基寬10.米，路基橫斷面幾何尺寸布置從左至右為：0.75米（土路肩）+0.75米（硬路肩）+7.0米（行車道）+0.75米（硬路肩）+0.75米（土路肩）。宣城西互通立交范圍內(nèi)寶城路人、非車道路基寬8.5米，路基橫斷面幾何尺寸布置從左至右為：0.5米（土路肩）+4.0米（非機動車道）+3.5米（人行道）+0.5米（土路肩） 路拱橫坡路緣帶、行車道、硬路肩正常橫坡采用2%，土路肩采用4%。 超高方式本項目匝道設計車速為40km/h時，不設超高的圓曲線最小半徑為600m，單向車道的超高旋轉(zhuǎn)軸為未加寬前的路面行車道中心線。(2) 路基邊坡設計 填方路段填方段路基邊坡率視填土高度和土質(zhì)條件確定，從安全性和環(huán)保要求兩方面綜合考慮。路堤高度H8 m時，邊坡坡率1:1.5；互通內(nèi)路基采取放緩邊坡（坡率1:31:5）。本項目中無路堤高度大于8米，只用設置一級邊坡。地面橫坡陡于1：5時，基底應開挖成向內(nèi)傾斜2%4%橫坡的臺階，臺階高度為0.40.6 m，且寬度不小于2 m。 挖方路段挖方段根據(jù)地質(zhì)、填挖方數(shù)量、挖方邊坡美化效果確定挖方坡率。本工程挖方邊坡坡率采用1:1。(3) 原地表處理地基表面必須碾壓密實，要求壓實度（重型）不小于90%，對路基高度小于路床和路面總厚度時，應對地表土層進行超挖，分層回填壓實。本項目區(qū)域內(nèi)地表以耕土為主，應做好清表回填工作，對于穿塘段應注意清淤回填。清表的耕植土必須堆放于指定場所，以便于將來用于復耕、還林和綠化等用途。(4) 橋涵臺背回填為保證壓實質(zhì)量以減少橋臺跳車，所有橋梁、通道及涵洞臺后均采用砂礫石回填，分層壓實，確保每層壓實度不小于96%，提高壓實標準，減小工后沉降量。臺背回填施工時，應充分重視邊、拐角處的壓實質(zhì)量，選擇合適的壓實機具施工。一般大型壓實機具，控制松鋪厚度30cm，小型機具，控制松鋪厚度15cm。涵洞兩側(cè)應對稱均勻回填壓實。臺背回填材料與一般路基填料以臺階形式銜接，臺階寬度不小于2.0米。(5) 路基壓實標準及壓實要求為了使路基獲得足夠的強度、穩(wěn)定性和抵抗路面荷載下傳所產(chǎn)生的變形能力，保證路基路面的綜合服務水平，根據(jù)公路路基設計規(guī)范的要求，路基壓實標準須按公路土工試驗規(guī)程(JTJ051-93)規(guī)定的重型擊實標準，路基施工必須嚴格執(zhí)行公路路基施工技術規(guī)范規(guī)定。(6) 溝塘段路基處理本項目區(qū)域內(nèi)分布有水塘、溝渠，水深普遍在1.02.0米間。且溝塘都有一定厚度的淤泥層，對其采取排水挖淤泥后，如地基含水量大、地下水較豐富，可以填筑一層40cm碎石墊層的處置方案，碎石墊層上再填筑路基。(7) 不良地質(zhì)地段及特殊路基根據(jù)宣城東、西互通改建工程地質(zhì)勘察報告，宣城東互通立交工程新建的A匝道部分路段存在細沙夾粉土，飽和、松散、為液化砂土。不適合作為路堤地基，本次設計對本段采取換填方案進行處理。宣城西互通立交工程新建段部分路段分布有未壓實雜填土，松散稍密，差異性大，部分路段含水量大，不宜直接作為路堤地基，本次設計對本段采取換填方案進行處理。填料宜優(yōu)先采用較好的碎石土、砂性土，分層壓實，壓實度應滿足相關規(guī)范要求。6路面設計(1) 舊路處理由于原匝道水泥混凝土路面板塊強度差異較大，部分路段破碎嚴重，本次設計擬對其碎石化后，再加鋪瀝青路面。此外，在下穿橋梁路段，由于受高程和凈空限制，需挖除原水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)層以便與現(xiàn)狀路更好的銜接，該段按新建路面處理。 (2) 路面結(jié)構(gòu)設計 匝道加鋪路面結(jié)構(gòu)設計根據(jù)舊水泥混凝土路面使用年限、交通量調(diào)查、車型分析及路況調(diào)查，按舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層理論計算，路面結(jié)構(gòu)系數(shù)取1.35，經(jīng)計算得瀝青加鋪層厚度不應小于20cm。結(jié)合國內(nèi)及我省現(xiàn)有幾條高速公路改建項目的成功經(jīng)驗，并考慮到新老縱坡差值的差異，設置調(diào)平層來調(diào)整縱坡。最終確定路面加鋪結(jié)構(gòu)層為： 4cm厚AC-13C(SBS)+6cm厚AC-20C(SBS)+8cm厚AC-25C +4cm厚AC-10(SBS)調(diào)平層。 新建匝道路面結(jié)構(gòu)設計本項目路面結(jié)構(gòu)組合與厚度，考慮抗滑防水、平整、高溫抗車轍、低溫抗開裂性能的要求及沿線料源的分布，并且通過計算得到新建匝道路面厚度為74cm。最終確定路面結(jié)構(gòu)見下表所示。新建匝道路面結(jié)構(gòu)范圍上面層中面層下面層基層底基層新建匝道部分4cm厚AC-13C（SBS改性）6cm厚AC-20C（SBS改性）8cm厚AC-25C36cm厚CCR20cm低劑量水穩(wěn) 收費廣場路面結(jié)構(gòu)收費廣場采用水泥混凝土路面，具體結(jié)構(gòu)為：30cm厚水泥混凝土+20cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層+20cm厚低劑量水穩(wěn)碎石底基層。水泥混凝土的抗彎拉強度不小于5MPa?；炷敛捎?2.5級水泥，用量不小于320kg/m3，一般不超過400 kg/m3。由于收費島為嵌入式，所以島頭周圍的混凝土板塊為異形板，應在邊部設置邊緣鋼筋，邊緣鋼筋采用直徑為16mm的螺紋鋼筋。同時該處異形板設置鋼筋網(wǎng)補強，鋼筋網(wǎng)采用直徑為10mm的光面鋼筋，縱筋間距15cm，橫筋間距30cm。 人行道、非機動車道路面結(jié)構(gòu)寶城路非機動車道路面結(jié)構(gòu)為：3cm厚AC-10+5cm厚AC-20C+20cm厚水穩(wěn)碎石+20cm厚石灰土。寶城路人行道路面結(jié)構(gòu)為：6cm厚預制人行道磚+2cm厚水泥砂漿（1:3）+20cm厚水穩(wěn)碎石。7橋涵工程設計 結(jié)構(gòu)物設置情況：本項目宣城西互通含新建橋梁1座，為AK0+200.4處A匝道上跨寶成路橋，橋梁全長111.0米；拆除橋梁1座，為XK4+232.675處老A匝道下穿寶成路橋，橋梁全長44.04米；改造利用老橋1座，為AK1+122.178處A匝道上跨宣廣高速橋，橋梁全長78.04米。宣城西互通沿線共新增及利用涵洞10道，新增涵洞全長457.2米。宣城東互通本次共新增涵洞1道，全長68m；老涵完全利用2道。另外，為滿足人非通行要求，宣城西沿線共增設人非通道2道，全長38.49米。 AK0+200.4 A匝道橋（宣城西互通）橋梁跨徑組合為30+45+30米，橋梁全長111米，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用等截面連續(xù)鋼箱梁，頂板寬度為10米，底板寬度為5.04米，單側(cè)懸臂長度為2.5米，箱梁采用正交異性橋面板，其中，頂板厚度為18毫米，底板及腹板厚度為22毫米，頂、底板縱向加勁肋厚度為16毫米，橫隔板每隔2米設置一道，厚度為16毫米，在支座處適當加密，鋼箱梁每隔2米設置一組腹板加勁肋，厚度為10毫米，箱梁4%的橫坡由腹板變高度形成，其中，最低點處腹板高度為1750毫米，最高點處腹板高度為1950毫米。下部結(jié)構(gòu)采用樁柱式橋墩、樁接蓋梁橋臺，柱徑1.6m，樁徑1.8m。三、后續(xù)服務情況我院把后續(xù)服務作為設計工作的最后一個環(huán)節(jié)，跟蹤服務于業(yè)主。為搞好施工期的后續(xù)服務工作，開工時我院派出一名設計代表駐地，實時跟蹤施工，解決施工中出現(xiàn)的設計問題。其次，在后期服務中及時解決施工中難度較大的變更設計等具體問題。我們的服務權限劃分如下：施工中對于設計與實際不符的一般性問題，由現(xiàn)場設計代表負責解決；對于較復雜的技術問題，由院派相關專業(yè)的技術人員與現(xiàn)場設計代表共同解決，當變更設計量大而復雜時，由項目承擔分院組織力量完成；優(yōu)化設計中出現(xiàn)的重大變更，我院完成方案設計后，由建設單位報相關單位審批。對于因施工不當出現(xiàn)的問題，我院熱情提供技術咨詢服務。從開工至今的建設期內(nèi)，凡是出現(xiàn)與設計有關的問題，我院都組織相關技術人員趕赴現(xiàn)場解決問題。通過我院與業(yè)主、監(jiān)理