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高速公路路基、桥梁与隧道的衔接方案分析

2021-03-22张枫

运输经理世界 2021年6期
关键词:路肩防撞护栏

张枫

(贵州省公路工程集团有限公司,贵州贵阳550000)

0 引言

随着我国经济和社会的快速发展,交通基础设施建设取得了突飞猛进的发展,其中高速公路作为衡量我国现代化城市交通水平的重要指标,其建设里程和数量均有长足增长。然而,作为我国交通通行网的重要一环,高速公路与城市快速路或城镇道路之间的设计断面,以及高速公路自身范围内路基、桥梁与隧道之间的设计断面均存在一定程度上的差异,因此相关衔接处的过渡问题成为影响交通通行安全不容忽视的现实问题。

另外,对于高速公路自身的整体质量评价而言,高速公路路基、桥梁以及隧道之间的衔接质量是一个重要指标,衔接良好的路况能保证整条高速公路的稳定性,提高通行可靠性;相反,如若路基、桥梁与隧道之间衔接不顺,将增加发生安全事故的概率,对交通通行人员的生命与财产安全造成重大的潜在隐患,使我国的高速公路事业发展受到阻碍。对此,相关的高速公路设计与施工单位应当积极研究改进路基、桥梁与隧道之间的衔接措施,通过合理的衔接方案保证高速公路的通行安全。

1 工程概况

云县至凤庆高速公路(简称云凤高速)位于云南省临沧市云县、凤庆县境内,属于澜沧江开发经济带,也是云南省“五纵五横一边两环二十联”中长期高速公路规划网第五纵(泸水-保山-云县-临沧-澜沧-勐海-打洛)的重要组成部分,是临沧市西北向对外交通运输主通道和重要的经济干线,也是临沧市与保山市的主要通道公路,路网功能地位十分重要。

本标段路线起点位于凤庆县凤山镇凤庆北互通起点,终点位于凤庆县勐佑镇光山村与保山市昌宁县边界线,路线全长为15.06km,按双向四车道设计,设计速度80km/h,服务水平为一级。标段内的沿线路基、桥梁与隧道相接频繁,对高速公路行车安全带来较大的安全隐患,如何解决不同断面之间的衔接问题是本项目面临的一个重要挑战。

2 高速公路断面的成因分析

对于高速公路而言,在进行前期策划与部署时,其路基、桥梁与隧道之间的结构断面往往有一定的不同,且存在较大的尺寸差异。对于一个结构完整的公路来说,即使路基与桥梁的宽度一致,也会出现其与隧道宽度不统一的问题。但对于分离式公路来说,其隧道、路基、桥梁的相应宽度均在规定区域里。之所以出现上述不同的结果,主要是在前期策划阶段,设计人员一般会根据具体的工程特点,针对路基、桥梁与隧道的进行有差别的部署与规划。

另外,为确保安全,施工时往往会将硬路肩设置于相应位置,由此也会引起断面衔接处存在差异。断面衔接差异的存在导致高速公路施工难度极大增加,极易引起相关的质量病害。所以,在实际施工时,相关单位应采取有效的技术手段控制衔接质量。

3 断面间的对应关系

为有效提高高速公路路基、桥梁与隧道衔接处的工程质量,做好施工前的各项准备工作非常有必要。为保证施工方案设计与制定时的科学性、合理性,应当于施工前对各断面衔接之间的联系做好详细调查,根据其相互关系选择针对性的技术措施进行后续工程施工。一般来说,高速公路项目的结构形式与断面关系随着项目类型的不同而存在较大差异,以时速80km 的云凤高速本标段为例,路基宽度如下:整体式25.5m,分离式2m×12.75m。

3.1 分离式路基、桥梁与连拱隧道间关系

在传统条件下,在行车道的相应区间段内,路、桥、隧三个断面往往是基本一致的,所以对于正常通行的车辆来说,往往不存在有交通安全隐患。但考虑行车道之外的不同尺寸时,则不同断面位置可能有安全风险,比如对于隧道,其两侧一般还有部分宽度,对于路基,其一般还会有土路肩与硬路肩,而对于桥梁,则一般还会有栏杆的存在。值得指出的是,对于隧道前是路基或桥梁的硬路肩这种工况下,车辆行驶于这些路段,如没有相应的过渡引导标识,将很有可能导致司机判断失误而发生安全事故。因此,必须考虑优化方案对存在风险的衔接过渡位置进行处理[1]。

3.2 整体式路基、桥梁与连拱隧道间关系

在云县至凤庆高速公路的某标段连拱隧道结构中,两侧检修道宽0.4m,中隔墙宽2m,共宽2.8m。在进行路基、桥梁与隧道的断面设计时,需要在连拱隧道前后的50m 区域内,将中央分隔带的宽度从2m 过渡为2.8m,通过将分隔带宽度与检修道宽度进行统一,完成进隧洞前路桥段的科学过渡。在实现过渡设计后,相关断面在行车道的区域内均相互一致,能将安全事故发生概率降至最低。但与3.1 节所述分离式形式一样,隧道两边的宽度、土路肩与硬路肩的宽度,以及桥梁栏杆的存在等,使断面各不相同,故需要考虑优化方案对断面右侧衔接处的过渡问题进行处置[2]。

4 断面衔接处理

4.1 结构过渡的衔接

4.1.1 整体式路基与连拱隧道的衔接

在隧道口处,对于连拱隧道来说,其洞口中隔墙的宽度与路基中央分隔带是统一的,均为2.8m,因此过渡段也按2.8m 设计。将波形梁护栏内侧分别连接至1.3m 半径的半圆形过渡处以及两侧直线过渡处,顺路线方向看,高度应由高到低,且波形梁护栏与隧道端墙直接相连。为保证洞口处波形梁护栏与隧道内部轮廓平齐,在考虑波形梁护栏伸至隧道口过渡时,可根据相切的两条二次抛物线形状进行设计。另外,将隧道内检修道沿相反方向延伸到隧道外(半径取为400m),从而顺利过渡到土路肩边缘[3]。

4.1.2 整体式桥梁与连拱隧道的衔接

考虑到波形梁护栏与隧道端墙直接相连,且护栏与隧道中隔墙的外边线处于同一面上,所以对整体式桥梁与连拱隧道的衔接处无需进行过渡处理。在连拱隧道进口右侧,可采用混凝土防撞岛的方案与整体式桥梁实现衔接,同时不得改变护栏位置与桥梁的结构尺寸。在护栏内侧设置长15m 的半截面结构混凝土防撞岛,防撞岛与隧道相连时,其断面应等同于隧道检修道尺寸,防撞岛处于桥梁硬路肩位置时,应以圆曲线形式与墙式护栏实现过渡,曲线半径取为400m。从护栏过渡至检修道时,防撞岛的高度应由高到低平缓过渡[4]。

4.1.3 分离式路基与分离式隧道的衔接

在该处衔接处理时,一般向外延伸10m 至波形梁护栏下方,延伸曲线为半径800m 的圆曲线,高度沿线路方向依次降低,由波形梁护栏钢板底面过渡至检修道。过渡处理一般不需要对隧道右侧的进口处进行[5]。

4.1.4 分离式桥梁与分离式隧道的衔接

对于隧道左侧进口处的过渡,一般方案如下:在隧道洞口外侧10m 的区域内,将护栏的宽度与高度等根据检修道的尺寸进行逐步过渡,宽度由68.5cm 降至40cm,高度由50cm 提升为100cm,并在隧道口处和检修道进行顺接,从而不改变护栏的高度[6]。

在隧道右侧,为合理地进行进口处的过渡,一般方案如下:过渡选择手段为混凝土结构防撞岛。将13m 长防撞岛设置于护栏内侧,并维持护栏位置与桥梁结构尺寸稳定,由护栏向检修道过渡时,防撞岛高度依次降低[7]。

4.2 交通安全设施的设置

驾驶员有时会忽略路面宽度的变化,在进入隧道前,为能提醒驾驶员关注该问题,可通过设置交通标志和标线等方式,避免车辆行驶至硬路肩内侧时发生交通事故。

4.2.1 在进入隧道前60m 区域内,在右侧硬路肩内设置宽45cm 的黄色斑马线,斑马线与行驶方向呈45o设置,间距100cm。斑马线设置为黄色可起到有效的视觉提醒功能,同时在凹凸不平的斑马线上通行时引起的晃动感,也能起到提示驾驶员及时驶离硬路肩的作用[8]。

4.2.2 在进入山区路段以及隧道群前,于醒目位置设置警示标志牌,提醒驾驶员注意路面宽度变化。尤其是在进入隧道前,应设置限速标志,保证通行安全。

5 结语

为保证高速公路的通行安全,严格进行高速公路路基、桥梁与隧道的衔接质量控制具有重要的现实意义。在实际工程中,相关的设计和施工单位应当综合考虑断面形式变化的原因与断面间的对应关系,优选合理的衔接方案并落实相关环节的工序质量,避免路基、桥梁与隧道衔接处出现突兀的路面宽度变化,以此提高高速公路整体的连续性与稳定性,保证通行安全,促进我国高速公路的持续健康发展。

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