106國(guó)道（北京段）高速公路設(shè)計(jì)

1、106國(guó)道（北京段）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。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)42149公里,其中我院承擔(dān)k18+000k42+149.74段設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：道路橋梁 高速公路現(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，

2、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6085厘米，地下水位較深。k18+000k42+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

3、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/

4、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11.5。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

5、，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

6、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%。(2)道路功能和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的總體運(yùn)用。本段為平原地區(qū)，主路按高速公路標(biāo)準(zhǔn)

7、設(shè)計(jì)，與河北交接處按一級(jí)公路設(shè)計(jì)，輔路按三級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。主路補(bǔ)強(qiáng)地段道路排水采用橫坡分散排水。根據(jù)地方交通量的大小，輔路寬度分別采用85米和7米。在不過(guò)多增加工程量的條件下，平縱線形盡可能采用了較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以提高道路的服務(wù)水平和運(yùn)營(yíng)效益。(3)綜合考慮拆遷、占地，又考慮居民出行方便和易于使用，在居民多、房屋密集的村鎮(zhèn)一般選用主路上跨，在橋頭引道合適位置設(shè)置通道，這樣一座跨線橋與兩座通道合在一起，使沿線地方交通和居民出行非常方便。在居民少的村莊，采用支路上跨，減少主路的起伏，盡量降低工程造價(jià)。本設(shè)計(jì)在廣泛聽(tīng)取各方意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，原初步設(shè)計(jì)由七處主路上跨、五處支路上跨，優(yōu)化為五處主路上跨、七處

8、支路上跨。(4)舊路改建重點(diǎn)在于有效利用舊路，處理好新舊路基之間、新舊路面結(jié)構(gòu)之間的各種技術(shù)問(wèn)題，做到技術(shù)合理經(jīng)濟(jì)可行。(5)榆垡鎮(zhèn)為三幅路，路線標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)公路，1996年修建，路況良好，其與河北省固安大橋相接的斷面為二幅路，而河北省近期無(wú)建設(shè)計(jì)劃。利用榆垡段現(xiàn)有舊路，再過(guò)渡到二幅路，最終與河北省相接，待河北省改建為高速公路時(shí)，北京段再改建為高速公路，以節(jié)省近期資金。2、路線設(shè)計(jì)(1)平面設(shè)計(jì)舊路路線基本上滿足高速公路要求。另外設(shè)計(jì)過(guò)程中注意體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、適用、美觀的設(shè)計(jì)思想。根據(jù)京開(kāi)公路初步設(shè)計(jì)以及交通部對(duì)初步設(shè)計(jì)的批復(fù)，路線起點(diǎn)位于玉泉營(yíng)立交，終點(diǎn)為河北省固安大橋，全長(zhǎng)42.149公里。我院設(shè)

9、計(jì)路段線位由北向南，起點(diǎn)位于大興縣大莊村，經(jīng)過(guò)北藏村、西莊、西中堡村、龐各莊鎮(zhèn)、前薛營(yíng)、東黑垡、西黑垡、東黃垡、大辛莊、辛立村、榆垡鎮(zhèn)、東胡林，終點(diǎn)與河北省固安大橋相接，全長(zhǎng)24.149公里。依照施工組織計(jì)劃，主輔路分期施工，兩側(cè)輔路單獨(dú)設(shè)計(jì)。另外輔路線形還受控于主路的走向，以及大莊村南電站、國(guó)家糧食儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù)、沿線各立交、沿線兩側(cè)綠化帶、榆垡鎮(zhèn)規(guī)劃等。k18+000k35+624段為高速公路，共設(shè)平曲線11處，平均每公里交點(diǎn)0.624個(gè)。平曲線累計(jì)長(zhǎng)度8331.34米，占路線全長(zhǎng)的47.27%。平曲線最小半徑1700米。k35+624k42+149.74段為一級(jí)公路，共設(shè)平曲線3處，平均每公里

10、交點(diǎn)0.460個(gè)。平曲線累計(jì)長(zhǎng)度1864.08米，占路線全長(zhǎng)的28.56%。平曲線最小半徑700米。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)三維透視，結(jié)合縱斷面對(duì)平曲線最小半徑1700米處進(jìn)行上下行行車效果檢驗(yàn)，確認(rèn)雖然平面受建筑物控制而布設(shè)較小半徑曲線，但路線服務(wù)等級(jí)并未因此降低。(2)縱斷面設(shè)計(jì)路線縱斷面設(shè)計(jì)主要控制點(diǎn)：起點(diǎn)與前段設(shè)計(jì)相接、大莊村南電站之高壓傳輸線路、沿線各立交之要求最高或最低標(biāo)高、辛立村天堂河橋、榆垡鎮(zhèn)大街標(biāo)高、河北省固安大橋。輔路縱斷面設(shè)計(jì)除受上述各要素控制外，另需要顧及各出入口高程、與兩側(cè)相交道路的高程及主路間的高差等。根據(jù)京開(kāi)公路初步設(shè)計(jì)以及交通部對(duì)初步設(shè)計(jì)的批復(fù)，并按以上各要點(diǎn)，依據(jù)公

11、路路線設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用三維透視反復(fù)檢驗(yàn)修改設(shè)計(jì)結(jié)果，以達(dá)到滿意效果。全線最小坡長(zhǎng)459米，豎曲線占路線總長(zhǎng)的41%，平均每公里變坡1.34次。路線最大縱坡：高速公路段1.47%，一級(jí)公路段1.27%。凸型豎曲線最小半徑：高速公路段20000米，一級(jí)公路段30000米。凹型豎曲線最小半徑：高速公路段15000米，一級(jí)公路段20000米。3、路基、路面及排水、(1)路基橫斷面本段為k18+000k42+14974，其中k18+000k35+900段按高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，計(jì)算行車速度為120公里/小時(shí)，主路兩側(cè)分別設(shè)置輔路，輔路路線按三級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，計(jì)算行車速度為60公里/小時(shí)。k

12、35+900k42+14974段按一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，計(jì)算行車速度為100公里/小時(shí)。高速公路路基全寬28米。單向車道寬23.75米，中央分隔帶寬3.0米，左側(cè)路緣帶寬0.75米。硬路肩寬325米，土路肩寬1.0米。 路拱橫坡度：路緣帶、行車道及硬路肩2%，土路肩3%。中央分隔帶采用向內(nèi)16的淺碟式斷面，帶內(nèi)綠化。輔路路基寬8.5(7)米，路面寬7(6)米，兩側(cè)土路肩寬0.75(05)米。路拱橫坡度：路面及右側(cè)土路肩為向右 1.5%、2.5%，左側(cè)土路肩向左2.5%。一級(jí)公路路基全寬37米。其中主路寬17米，輔路寬7米。主路橫斷面為：兩上兩下四條車道,每條車道寬3.75米,另有四條0.5米的路緣

13、帶。輔路路面寬6米，土路肩寬1米。隔離帶寬3米。路拱橫坡度：主路路面、路緣帶2%，輔路路面1.5%，土路肩2.5%。(2)路基、路面排水設(shè)計(jì)指標(biāo)：主路路面和路肩表面排水設(shè)計(jì)降雨重限期為5年，路界內(nèi)坡面排水設(shè)計(jì)降雨重限期為15年?？傮w上將主路雨水通過(guò)道路縱、橫坡及路肩上設(shè)置的攔水緣石匯集，通過(guò)導(dǎo)水槽或急流槽導(dǎo)入主路外側(cè)的邊溝內(nèi)。輔路排水則直接通過(guò)道路橫坡排入其外側(cè)邊溝內(nèi)。一級(jí)公路超高路段中央分隔帶內(nèi)排水：超高一側(cè)的路面雨水通過(guò)中央分隔帶開(kāi)口，導(dǎo)入另一側(cè)主路。一級(jí)公路輔路邊溝為土邊溝，主路路面雨水通過(guò)導(dǎo)水槽排到輔路路面上，再通過(guò)輔路路肩設(shè)置的攔水緣石匯集，通過(guò)急流槽排入土邊溝。(3)路基防護(hù)本段路

14、基防護(hù)有四種形式：路基邊坡植草防護(hù)、六棱花飾防護(hù)、扶臂擋墻和砂漿砌片（料）石擋墻防護(hù)。四種防護(hù)形式適用條件為：路基邊坡高度小于3米時(shí)，采用植草防護(hù)；大于3米時(shí)，路基先放坡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)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。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62051

15、60次。設(shè)計(jì)彎沉值：主路20.8(1/100mm),輔路28.9(1/100mm)。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。基層：30厘米二灰鋼渣，七天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度0.8mpa。總厚：55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

16、-20i?；鶎樱?4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

17、，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)。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425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

18、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。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

19、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