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谈涉路工程安全评估的若干要点

日期：2015-8-21 13:58:03　来源：互联网　浏览数：
　

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1· 项目概况
    日新路高架桥连接宣城市主城区和西部片区之间的主要干道和交通走廊，也是宣城市的出城干道，在城市规划和建设布局中具有举足轻重的地位。
    日新路高架桥是由主桥上跨沪渝高速宣广段( 以下简称宣广高速) 、东北向引桥上跨规划倪冲路、西南向引桥组成，桥梁起点桩号－ 0 － 420． 7，终点桩号－ 0 － 056． 7，全长364 m; 其中上跨宣广高速公路范围内桥长114 m，采用( 32 + 50 + 32) m 等截面钢箱梁连续梁结构跨越高速公路。桥梁与宣广高速公路交叉处高速公路全宽24． 5 m，交叉角度为90°，交叉桩号为－ 0 － 188． 7( 日新路) 、K290 + 042( 宣广高速) 。
    2· 评估所需资料收集
    接受业主委托后，我院即组织前往现场踏勘并收集相关资料，并要求施工单位对交叉处高速公路现状高程进行实测，同时收集的评估依据有: 高架桥梁工程施工图设计文件、地勘报告、桥梁结构计算书、施工单位编制的高架桥钢箱梁施工组织设计方案等。相关资料收集完整后，即依据安徽省《涉路工程安全评价规范》等规范开展相关评估工作。
    3· 评估要点
    3． 1 高架桥对高速公路建筑限界和用地范围的影响
    为保证车辆、行人通行安全，上跨桥梁不得侵占高速公路路面、桥面上规定高度和宽度范围内空间界限。依照国家规定已征用的高速公路用地及其沿线设施，受国家保护。评估需根据委托单位提供的高架桥设计资料及现场实测成果，分析拟建高架桥对现有高速公路建筑限界和用地范围的占用情况，提出相关意见或建议见图1。并根据高速公路未来扩建的需要，评估上跨桥对高速公路扩建后的建筑限界和用地范围的影响。

    1) 对现状四车道高速公路的影响。
    a．交叉处高速公路净空大于5． 5 m，上跨桥桥墩位于建筑限界之外，上跨桥跨越方案满足高速公路建筑限界要求。
    b．施工时对高速公路的排水设施进行了破坏，在施工前应新建临时排水设施，确保施工过程中高速公路及上跨桥排水畅通。施工结束后及时恢复高速公路路基两侧排水设施至原状。
    c．上跨桥设计单位提供的相关资料显示，上跨桥在上跨宣广高速公路范围内( 8 号墩及9 号墩之间) 采用集中排水，由桥墩位置排至地面。该集中排水应与高速公路两侧排水沟进行衔接，保证高速公路路基安全，见图2。

     d．日新路高架桥与宣广高速公路交叉角度为90°，符合安徽省DB 34 /T790-2008 涉路工程安全评价规范条文4． 4． 3: “公路跨越公路一般采用垂直交叉; 必须斜交时，其交角不应小于60°; 特殊情况下不应小于45°; 山岭地区特别困难路段不应小于30°”的规定。
    2) 对远期高速公路扩建八车道的影响。
    宣广高速公路远景将按八车道高速公路标准进行扩建，扩建后路基宽42． 0 m。
    a．根据对设计成果的核算及对现状已施工的8 号墩与9 号墩实测结果显示，上跨桥墩柱边缘垂直高速公路方向净宽为48 m。若高速公路扩建采用在现有路基两侧绑宽至42 m 方案，则高速公路土路肩边缘距离承台净距仅0． 25 m，距离墩柱边缘仅3 m，侧向净宽不足，现状8 号、9 号桥墩、承台必将侵入公路用地范围; 高速公路拓宽施工将会对桥墩、承台形成扰动并增加荷载，设计单位应对桩基安全性及高速公路扩建施工可行性做进一步研究，明确处理方案。
    b．根据设计文件桥面设计标高，并结合对现状高速公路路面标高实测数据，对高速公路扩建后路面横坡、纵坡核算后的最不利点净空进行核算，净空大于5． 5 m，可满足净空要求。
    3． 2 高架桥对高速公路行驶车辆识别视距和停车视距的影响
    拟建高架桥的实施，对高速公路行车的通视条件产生影响。尤其是在平曲线半径较小、纵面指标较低的路段，高架桥桥墩、台若遮挡驾驶人员视线，将严重影响行驶安全。评估报告对拟建高架桥处高速公路视距影响情况进行深入研究和分析，采用视距包络图进行视距检验，分析高架桥设计方案是否满足高速公路的视距要求。日新路上跨宣广高速公路桥梁起点桩号为－ 0 － 420． 7，终点桩号为－ 0 － 056． 7，全长364 m; 其中上跨沪渝高速公路桥长114 m，采用( 32 + 50 + 32) m 等截面钢箱梁连续梁结构跨越高速公路。交叉处宣广高速桩号为K290 + 042，交角为90°，交叉段高速公路为直线段，实测纵坡为1． 69%，日新路高架桥施工区域也位于直线段范围。
    1) 行车视距影响分析。
    宣广高速公路原设计速度为100 km/h，安全停车视距为160 m。视距影响采用视距包络图进行检验，以外侧行车道中心为视点，外侧行车道边缘为目标位置，经检验满足设计速度100 km/h 高速公路安全停车视距160 m 的要求。考虑到今后宣广高速可能按照120 km/h 高速公路进行扩建，按照设计速度120 km/h 高速公路安全停车视距210 m 检验，也可满足要求。
    2) 交通标志识别视距影响分析。
    现状宣广高速公路芜湖→宣城方向路线右侧K290 + 480，K289 + 980 处分别设置有编号为“出口288”的“宣城西、南陵、泾县”1 km， 500 m 的预告标志见图3。在封闭芜湖→宣城方向半幅交通时，在另半幅的行驶车辆由于横向距离较远，交通标志识别视距存在影响，较难识别该出口指示标志，对出口提前判断准备时间不足。因此，交通组织方案需在中央分隔带增设临时矩形指示标志，告知出口信息。

    3． 3 高架桥结构安全评估
    对拟建高架桥跨越高速公路主跨钢箱梁连续梁结构安全性进行评估，对桥梁在正常使用极限状态下，主梁的最大有效应力、最小有效应力进行核算，同时对在最不利工况下，主梁局部点最大位移进行核算，核查是否满足规范要求，确保桥梁结构自身安全性。
    日新路高架桥主梁采用双边箱梁形式，梁高2． 7 m，宽度为40． 0 m，横坡由顶板形成。主墩采用圆形墩柱接群桩基础，上设顶系梁，承台为工字形承台。主墩直径2． 0 m，桩径1． 8 m。
    利用有限元分析软件MIDAS /CIVIL，建立主桥三维计算模型。采用平面应力板单元模拟钢箱梁，对主桥关键部位正常使用极限状态下的应力进行了验算，同时验算了主桥在恒载、活载及最不利组合作用下主梁的挠度。根据结构验算结果可得出以下结论:
    1) 正常使用极限状态下，主梁的最大有效应力( von-Mises 应力) 为119． 42 MPa、最小有效应力( von-Mises 应力) 为5． 74 MPa，发生在中跨跨中横隔板及腹板位置处，均满足规范要求。
    2) 在最不利工况下，主梁局部点最大位移为7． 82 cm，刚度满足规范和设计要求。
    3． 4 钢箱梁施工方案、交通安全方案的评估
    上跨桥施工及运营期间，对高速公路的正常运营及行车安全带来很大影响。评估需从保障高速公路自身结构安全和运营安全的角度出发，在对施工单位编制的钢箱梁施工方案及施工交通安全方案充分研究的基础上，对拟建高架桥提出相关意见和要求，供高速公路管理单位、日新路项目业主单位及施工单位参考。
    1) 支架搭设方案需深入研究并完善细部设计。
    a．钢箱梁架设过程中需搭设贝雷支架，施工方案采用分左右幅搭设，搭设半幅时封闭该方向高速公路通行，利用另半幅车道保障半幅双向通行; 该幅支架搭设完成后，完成该侧钢箱梁架设。
    为保证中段箱梁稳定性，需在中央分隔带两侧对称搭设两排支架，这样将造成一排支架侵入行车区域，存在一定安全隐患。建议进一步核查计算在减少一排支架情况下的箱梁受力安全，若必须采用该方案，应在保证高速路面安全荷载的前提下，尽可能减小支架底部条形混凝土承重基础的尺寸; 同时做好施工期间的交通组织设计，设置好完善的预告、警示标志及锥形标，引导车辆安全通过施工区域，减小对高速公路行车的干扰。
    b．为防止车辆通过时侧向偏移撞击支架造成的钢箱梁垮塌，应在支架靠近行车区域外侧增设防撞墙，自支架下部高度应不小于1． 2 m; 同时应加强临时支架的正面防撞措施，增加夜间主动反光及照明措施。
    2) 不同施工阶段对应的交通组织方案需进行专题设计。
    a．半幅封闭交通时可利用宣广高速现状K292 + 025 及K289 +725 预留中央分隔带开口组织交通，相关临时标志、锥形标、警示灯、防撞设施等的设置应符合安徽省地方标准，并通过行业主管部门审批后方可施工。
    b．由于施工期间在封闭芜湖→宣城方向半幅交通时，出口标志信息识别视距不足，需在中央分隔带增设临时矩形指示标志，告知出口信息，避免车辆误行( 见图4) 。

    c．由于施工封闭路段宣城→芜湖方向为长下坡段，建议在该路段增设减速振荡标线，以确保车辆减速通过施工区域。
    3) 应急预案及应急组织机构应完善，并明确施工信息发布渠道。
    a．做好施工期间发生安全事故时的应急预案，明确应急救援组织机构构成人员及联系方式，机构应包含宣广高速公路有限责任公司、路政、交警、宣城经济技术开发区建设投资有限公司、施工单位等相关部门主要负责人。明确故障车、事故车辆的清障处理方案及时间节点控制，在最短时间内清除路障，尽快疏通高速公路。
    b．施工过程中，应通过设置相关警示标志、发卡时口头提示、道路沿线电子显示屏等及时发布施工信息，提示驾驶员行驶至施工路段谨慎驾驶，同时禁止超高、超宽车辆驶入高速公路。
    c．应在封闭半幅交通前会同交警、路政部门协商确定拥堵疏导措施，提前研究明确大规模拥堵发生时的一级紧急预警交通分流组织方案，并确定事故伤员的紧急救治行车路线。
    4) 为确保桥梁建成后高速公路行车安全，建议在桥墩迎车面增设反光标记; 同时在高架桥桥头非机动车道端部增设立柱，禁止机动车辆进入非机动车道。
    5) 上跨桥在跨越现状及扩建后高速公路的跨径长度范围内两侧需设置防落网，其高度不低于2． 5 m、网孔不大于0． 25 cm2 ，式样及强度应满足JTJ D81-2006 公路交通安全设施设计规范及JTG/T D81-2006 公路交通安全设施设计技术细则等技术标准。桥梁两侧防撞护栏结构设计须保证公路运营的绝对安全。