[PPT]上海A11公路拓宽改建工程设计专题汇报

1、 A11公路拓宽改建工程 设计专题汇报2007年09月 汇报提纲一、项目概况 二、主要技术标准 三、总体方案设计 四、路线及交叉设计 五、路基、路面与涵洞工程 六、桥梁工程 七、交通工程及沿线设施八、专项技术研究1）既有A11公路概况：全长26.04km，双向4车道；由两部分组成： 省界至江桥收费口（高速公路段），全长19.9 km，设计车速120km/h； 江桥收费口至大渡河路（城市快速路），全长6.14 km，设计车速80km/h。1.A11公路现状 一、项目概况2.工程项目特点道路扩建期间需维持既有高速公路的交通通行。现状道路经过10年运营，存在一定的病害，拓宽设计前进行全面调查。根据交

2、通需求特点、既有道路的现状情况、工期的要求、施工的技术设备条件等，论证确定拓宽道路的断面形式及布置；采用以拼接式方案为主，局部路段采用分离式。拼接式路段，重点解决新-老路基间、新-老桥的差异沉降，确定合理的地基处理方案和桥梁基础加固方案。沿线管线种类较多，路线南侧的西气东输天然气管线对沉降及位移控制要求相当高，方案设计及工程实施时必须充分考虑该管线的安全性。结合周边路网的变化，对全线的交通标志标线进行合理地布设、调整。江桥、花桥主线收费广场由于受用地控制，近期考虑原址改建，并预留远期实施ETC的可能性。全线的机电系统要同步实施改建，为节省造价，需深入研究既有机电设施的利用。3.工程范围本工程拓

3、宽范围：起点为K0-950.00（同三国道跨线桥西侧约1km），终点为K20+420.00（江桥收费站东侧），拓宽路线长约21.37km，用地范围为7080m。 本次改建工程内容包括：工程范围内的既有道路的大修，既有公路路基两侧的拓宽，既有桥梁结构两侧的拓宽，沿线立交匝道的改建，主线收费广场的改建，以及交通工程和沿线设施的改建。设计成果由设计总说明书、设计图纸组成。本阶段设计内容包括总体设计、路线设计、路线交叉、路基、路面、排水及桥梁（见桥梁分册）的施工图设计。4. 设计内容1.主要技术标准 1）设计速度高速公路段 V120km/h；立交匝道 V4050km/h集散车道 V40km/h2）高速

4、公路车道宽度高速公路车行道宽度 单向四车道：0.75m（左侧路缘带）+3.75m4（行车道）+3.0m（硬路肩），总宽18.75m。 单向二车道：0.75m（左侧硬路肩）+3.75m2（行车道）+3.0m（右侧硬路肩），总宽11.25m。 立交匝道宽度 单向一车道：1.0m（左侧硬路肩）+3.5m（行车道）+2.5m（右侧硬路肩），总宽7.0m。 单向二车道：0.75m（左侧路缘带）+7.0m（行车道）+0.75m（右侧路缘带），共8.5m。集散车道宽度 单向二车道：0.75m（左侧路缘带）+3.5m2（行车道）+0.75m（右侧路缘带），总宽8.5m。二、主要技术规范及技术标准 3）设计荷载

5、主线桥涵设计荷载：拓宽新建桥梁按公路级设计道路路面：BZZ-100型标准车横向道路跨线桥：一级公路及以上等级：公路I级；二级公路及以下等级：公路II级；人群荷载：按公路桥涵设计通用规范取用4）抗震标准地震基本烈度7度，地震动峰值按加速度0.1g取用，按构造物重要性选用重要性系数1.35）净高高速公路、主线匝道5.0m外青松公路：4.7m铁路 ：新建部分净高标准 7.96m三孔通道净空不低于原标准 汽孔3.5m 机孔2.7m 人孔2.2m6）通航要求 根据相关主管部门的“复函”资料要求，市、县级河道通航标准见下表 。河道名底宽/高程河口宽/高程航道等级/净宽梁底高程顾浦河8m/-0.5m33七级

6、/B=18m+6.50西吴淞江三级/B=85m+10.40新通波塘七级/B=32m+7.06中搓浦15m/-1.0m42.5m/+4.5m七级/B=18m+7.00封浜河8m/-0.5m42.5/+4.5m八级/B=16m+6.00东吴淞江六级/B=25m，b=18m+7.78m7）主线主要线形标准内容单位采用值规范值设计车速Km/h120120平曲线不设超高和缓和曲线最小半径（路拱2.0%）5500/5500（路拱2.0%）/7500设超高一般最小平曲线半径m41001000设超高极限最小平曲线半径m/650平曲线最小长度m444.4200缓和曲线最小长度m222.2100最大纵向坡度%23

7、纵坡坡段最大长度（纵向坡度3%）m/900纵坡坡段最小长度m300300最大合成坡度值%2.8310停车视距m210210凸型竖曲线极限最小半径m/11000凸型竖曲线一般最小半径m1700017000凹型竖曲线极限最小半径m/4000凹型竖曲线一般最小半径m80006000竖曲线最小长度m117.61008）加减速车道 单车道匝道加速车道采用平行式，单车道匝道减速车道采用直接式；双车道匝道加、减速车道采用直接式，高速公路立交加减速车道设计长度分别见下表。 加速车道减速车道加速段长（m）渐变段长（m）/（渐变率）减速段长（m）渐变段长（m）/（渐变率）单车道20070/（1/40）10070/

8、（1/25）双车道300（1/40）150（1/25）9）防撞设计标准 桥梁防撞护栏：SB。 路基中央分隔带防护栏：Am。 拼接式路基路侧防护栏：A。 分离式路基路侧防护栏：S。10）路基设计洪水频率 1/100。（1）花桥路段断面方案【4+2】：改建主线硬路肩和外侧集散车道。 断面布置（单向 ） ：主线4车道（硬路肩）+集散车道2车道。路基宽60m,占地宽80100m。三、总体方案设计 1414 （2）安亭至江桥段断面方案【4】：改建主线硬路肩并拓宽车道。 断面布置：原路两侧分别拓宽2车道，构成整体式双向8车道,路基宽度42.0m,公路用地70m。用地宽70m14.014.0用地宽70m （

9、3）主要立交节点：花桥立交、同三安亭立交、安亭国际汽车城立交、嘉松立交、嘉金立交。 花桥立交由原来的菱形立交改建为双喇叭立交、其余同三安亭立交、安亭国际汽车城立交、嘉松立交、嘉金立交均维持原立交形式，仅改建与沪宁主线连接的匝道端部。 沪杭铁路跨线桥西侧预留沪宁-辅快立交的建设条件。 嘉松立交花桥立交同三立交汽车城立交嘉金立交辅快立交 （4）收费站节点：花桥收费站、江桥收费站、嘉松立交匝道收费站江桥、花桥主线收费广场由于受用地控制，近期考虑原址改建，并预留远期实施ETC的可能性。嘉松立交匝道收费站进口道由1车道拓建为2车道。嘉松立交匝道收费站花桥收费站江桥收费站1.路线平面 利用工程范围内高精度

10、的测量资料，对既有路基平面进行拟合，确定道路平面线形。 道路中心线须满足公路路线设计规范（JTG D20-2006）设计车速120km/h的相关要求。 四、路线及交叉设计 净空的控制： 除满足路基处于干燥状态的最小填土高度外，还应满足既有河道、横向道路、三孔的实测净空控制。河道通航要求根据相关主管部门的批复执行，沪杭铁路满足新建7.96m标准。纵坡拟合： 通车9年以来，路基发生了不同程度沉降，实际纵断面与设计纵断面高程必然产生差异，纵断面设计根据实际路面的情况予以调整，纵坡通过拟合现状路面设计标高来控制。拓宽改建工程，在坡差较小的情况下，为减小老路路面加罩的工程量、既有桥梁的改建以及减小路面加

11、罩过大引起的老路基附加沉降，经过论证可对最小坡长进行适当调整。其余指标应满足公路路线设计规范（JTG D20-2006）设计车速120km/h的相关要求。为提高拟合精度，分南、北两侧进行纵断面设计。2.路线纵断面 3.超高、加宽设计 根据公路路线设计规范（JTG D20-2006）圆曲线半径最小半径小于5500m时，路拱需设置超高。本路段有3处半径需设置超高。 全超高路段横坡为-2%，正常横坡2%。 全线主线路面不设加宽。4.主要横向道路编号名称桩号相交方式路段备注 1外青松公路（同三高速）K0+113.30分离花桥段外青松公路下穿沪宁，同三高速公路上跨沪宁。2花桥立交K0+500.00互通花

12、桥段菱形立交，北接曹安公路，南接外青松公路3同三立交K1+450.00互通花桥段匝道下穿沪宁高速4汽车城立交K3+100.00互通花桥段匝道下穿沪宁高速5嘉松公路K8+331.68 互通安亭至江桥段下穿沪宁高速6新华路K9+325.50 分离安亭至江桥段利用6汽孔下穿沪宁高速7华凌路K10+845.79分离安亭至江桥段下穿沪宁高速及嘉金立交匝道8嘉金高速公路 K11+212.94互通安亭至江桥段三条定向匝道及嘉金高速均上跨沪宁高速9规划博园路 (既有新翔黄路)K15+414.80 分离安亭至江桥段利用沪杭铁路跨线桥桥孔下穿沪宁高速10规划星华路(规划快速辅环)K17+057.00安亭至江桥段规

13、划拟星华路上跨沪宁高速11规划曹华路(既有星华路)K17+344.50 分离安亭至江桥段利用11#汽孔下穿沪宁高速12虬江路K18+307.00 分离安亭至江桥段利用12#汽孔下穿沪宁高速5.立体交叉 改建范围内共有5座互通式立交，即花桥立交、同三立交、安亭汽车城立交、嘉松立交、嘉金立交。 匝道设计车速4050km/h，除嘉金立交部分匝道按双车道布置，其余匝道均按单车道布置。 嘉松立交嘉金立交沪杭铁路外环线汽车城立交花桥立交同三立交 经地方主管部门确认，沿线个别横向通道已废弃，主线拓建时或者封闭该通道，或者仅接长该通道结构。 明确需继续使用的通道，除接长通道结构外，还应保证通行净空，个别通道不

14、满足净空标准,需下挖处理；个别通道排水不畅，应增设排水措施。 应发展需要，地方主管部门要求个别横向通道提高等级，则需采用坞 式断面对既有结构进行改建，6. 横向道路及三孔7.管线交叉 除本路路用管线设施外，凡电讯、电力管线工程和渡槽或渠道设施与本路交叉或接近时，应符合公路相关规范的要求。沿线北侧埋有上海信息港重要组成部分的光缆线路，由于该光缆埋设在沪宁既有隔离栅边，其影响到项目的实施，考虑整体外迁。沿线南侧的“西气东输”天然气管线距离既有红线1050m，除采取工程措施减小附加应力，开挖防挤沟，布设应力释放孔，还应加强工程监测措施，对管道进行实时监控，确保管道始终处于安全、受控状态。沿线电力、信

15、息、军用光缆等其他重要管线原则采取避让、加固、结构架空等保护措施，一般地下市政管线可采取搬迁改道方案。1.路基工程 1）地质概况 路堤情况： 工程范围内现状路堤平均高度约为4.5m，一般在45m，最高为7m左右，路面设计标高在711m。最低路堤高度为1.9m，沪宁原路基处于中湿或干燥状态，大部分属干燥状态。 地下水位情况： 地下水水位埋深为0.654.5m（标高为4.000.21m），属潜水类型，受季节、气候、降水量等因素的影响而有所变化，设计时按上海市年平均水位埋深0.5m采用。 沿线土层划分情况： 工程建设场区处于湖沼平原地貌和滨海平原地貌单元，地质条件复杂，地层分布不稳定，沿线填土、暗浜

16、分布复杂，存在可液化土层，桩基持力层起伏大。五、路基、路面与涵洞工程 2）地基处理主要标准 1）原路基中心附加沉降：3cm2）路拱横坡度的工后增大值：0.5%3）允许总沉降：20cm4）允许工后沉降：5cm5）施工控制沉降速率： 垂直沉降1.0cm/昼夜 水平位移150315 93零填及路堑0308/ 960805/ 963）路基填筑 保证新老路基整体结合开挖台阶前必须进行30cm后的清坡处理，台阶宽度不应小于1.0m 结合桩网地基处理方法，在拓宽路基底部设置40cm碎石垫层，并加铺2层钢塑格栅减小新老路基整体刚度差异，减小拓宽路基自重产生的沉降和压缩变形采用二灰土和石灰土填筑老路边坡开挖发现

17、路基土含水量偏大向下开挖老路台阶，用石灰土处治4）路基拼接方案主线路堤均为填方路堤，路堤拓宽后，需采取防护措施对路基边坡加以防护。路堤边坡采用1：15，根据红线宽度和路堤高度，具体防护方案如下：1）填土高度3m，采用铺草皮护坡。2）3m填土高度4.5m时，一级拱形护坡防护；3）填土高度4.5m时，二级拱形护坡防护；4）当路堤濒临鱼塘或浜塘地段，临水面采用浆砌片石护坡。5）桥头边坡处，在2050m范围采用浆砌片石护坡。6）受用地条件限制或放坡将超出用地，需设置挡土墙，以减少用地宽度。挡土墙形式、材料视路堤高度、环境、经济性等方面选择。7）立交外侧匝道防护方式同主线一致，内侧匝道可采取放缓边坡并进

18、行植草绿化。全线0.75m土路肩及边坡上部0.50m范围设置菱形植草砖，以防止雨水冲刷。5）路基防护设计理论分析：厚度对变形和疲劳寿命的影响有限元方法、美国AI疲劳方程基层无裂缝和开裂模式面层厚度：18、20cm模量： 600、1300、2500MPa分析结果面层总厚度18cm增加至20cm时，面层层底部的拉应变减小5%以上、路基土顶部的压应变降低23%；沥青面层疲劳寿命增加20%左右当沥青面层回弹模量由600增加到MPa和2500MPa时候，对于基层无裂的沥青路面，沥青面层疲劳寿命分别增加243%和462%；对于基层开裂的路面，沥青面层疲劳寿命分别增加139%和227%。适当增加沥青面层厚度

19、、选用高模量的沥青混合料有助于降低沥青面层层底拉应变，减缓基层反射裂缝的发展，提高沥青面层寿命。确定面层488cm的设计厚度。2.路面工程1）路面结构厚度的论证 （1）新建主线行车道及硬路肩路面结构 4cm细粒式沥青SMA-13 8cm中粒式密级配沥青混凝土（SUP-19） 8cm粗粒式密级配沥青混凝土 (SUP-20) 6mm稀浆封层 40cm水泥稳定碎石 20cm二灰土或铣刨料再生利用2）路面结构设计 Super混合料采用Superpave混合料设计方法进行设计，我国传统的AC混合料采用马歇尔方法进行设计。这两种设计方法的本质区别有2点：第一是对沥青的选择第二是沥青用量的确定方法 桥梁铺装

20、结构 4cm细粒式沥青SMA-13 5cm 中粒式沥青混凝土（SUP-19） 8cm钢筋混凝土铺装收费口路面结构 25cm水泥砼面层（双层钢筋网加固） 25cm水泥稳定碎石 15cm砾石砂立交匝道路面结构 4cm 细粒式沥青砼（SMA13） 5cm 中粒式沥青砼（SUP-19） 6cm 粗粒式沥青砼（SUP-20） 6mm稀浆封层 36cm水泥稳定碎石 15cm 砾石砂（2）其他结构组合设计老路病害的全线调查依据公路沥青路面养护技术规范确定的标准分类分级方法 最主要的病害：横向裂缝（以半刚性基层产生的反射裂缝为主，少部分是由于温度、荷载、面层材料的施工离析造成 ）老路病害情况基本优良，但局部路

21、段基层有向碎裂阶段发展的趋势（3）老路补强和加罩利用BB测试、FWD弯沉测试深入调查现状路面、路基，研究针对老路不同的路面状况进行补强、加罩设计，对废弃沥青旧料回收利用。 （3）老路补强和加罩根据公路沥青路面养护技术规范（JTJ073.2-2001）的规定，以路表弯沉为指标的沥青路面结构承载能力评价，采用强度系数（SSI）作为评定指标。准确地说，规范给定的评价标准仅适合于道路大中修的养护维修管理，但对于高速公路改扩建的重大工程而言，一方面对于通车后，旧路结构性能的发挥，应该按照新路的标准进行验收；另一方面对于扩宽工程，新老路基路面的结构性能之间应相互协调，共同承受外荷载的作用。基于此，在拓宽工

22、程中基于SSI评价指标的旧路结构承载力的评价标准，在充分考虑工程造价、施工工期、充分利用老路结构等基础之上，应该适当给以提高。 （3）老路补强和加罩高速公路路面强度的评价标准 评价标准优良中次差SSI（规范值）1.01.00.830.830.660.660.50.5SSI（提高后）1.01.00.90.90.660.660.50.5老路路面结构层铣刨剩余厚度设计原则铣刨后，各个沥青层的剩余厚度不小于4cm；在铣刨后，应观察剩余部分的整体性，当剩余厚度大于上述最小厚度但结构层已出现松动和松散现象时，应将剩余部分全部铣刨。老路基层的保留原则在老路路面结构强度系数SSI不大于“中”的情况下，根据情况

23、挖除老路行车道或超车道的老路路面基层。当新-老路设计高差在-60cm时，可以考虑全部挖除老路路面的基层。（3）老路补强和加罩老路改建路面结构厚度设计原则老路车道上，至少保证加铺一层新的上面层；老路改建后的中面层厚度范围为59cm、下面层厚度范围为7 14cm。老路面层结构总厚度不得小于16cm。新老路面拼接结构设计方案考虑因素：路面高差、老路评价结果（4）新-老路面拼接3.路基、路面排水 1）中央分隔带排水 中央分隔带排水原则上利用既有排水设施，基本不作改建；局部排水设施损坏的路段考虑中央分隔带铺面封闭硬化处理。 超高段中央分隔带外侧的纵向排水沟也基本满足路基拓宽后的排水要求；本次设计只对中央

24、分隔带的横向出盲沟接长至护坡以外，必要时根据中央分隔带内部排水需要在凹形竖曲线低点增设人手井和横向排水管。2）路面表面排水 路面排水沿横披至土路肩，排水采用坡面漫流。3）边沟排水 一般路段采用预制块梯形边沟，边沟尺寸为60cm60cm，预制块梯形边沟由5块C20混凝土板拼装而成。挡墙及局部受限地方采用C20混凝土现浇矩形边沟。路基边沟坡度设置一般0.3%，困难情况下可适当减小。 4.涵洞工程 1）本工程范围内既有涵洞9道，其中4道为箱涵，尺寸为44.5m，钢筋砼结构，5道为管涵。2）在拓宽路段，需按原涵洞形式和尺寸接长，地基处理方式的选择结合路段的地基处理方式。六、桥梁工程1、新老桥拼接技术1

25、） 拼接桥梁结构对沉降敏感度分析 对新旧桥拼接技术进行空间仿真，从结构整体受力、结构对沉降敏感度角度进行分析，针对不同的桥梁提出了相应的应对措施。 六、桥梁工程1、新老桥拼接技术 2）新旧桥梁沉降控制 对于新旧桥拼接拓宽，由于建成期的不同，相对于老桥结构，新建结构将发生一定的沉降量。新老基础的不均匀沉降会影响新老结构的受力状态，可能导致对老桥造成额外的附加力，影响其耐久性和安全度。 使选取的连接方式既满足结构安全性和耐久性要求，又满足高速公路行车平稳安全等要求。新旧桥梁沉降控制拟采用的措施： （1）控制桩基计算绝对沉降量 布置合理的桩径及数量，选择理想的持力层，控制桩基计算绝对沉降量。（2）采取相关措施减少工后沉降量 采用桩底注浆、上部结构在预制梁吊装完后进行相当长时间的预压。（3）新老桥下部结构分离 新老桥墩台间设沉降缝。六、桥梁工程1、新老桥拼接技术 3）桩基检测试验 通过试验，如试桩、桩底注浆、预压等来检验、评估控制桩基沉降的效果，控制新旧桥墩的差异沉降。 根据试验研究结果，对施工工艺和拼缝技术进行调整优化。 根据上海新地海洋工程有限公司2006年11月26日基桩预压试验报告中2组3个月预压试验