《高速公路互通式立交桥设计原理》课件

高速公路互通式立交桥设计原理立交桥工程设计核心理论与实践指南课程概述1课程目标掌握立交桥设计理论与方法2学习内容涵盖设计原则、流程和关键技术3重要性提升高速公路网络效率与安全第一章：互通式立交桥概述1基本概念立交桥定义与功能2分类体系按形式、功能和规模分类3发展历程国内外发展历史与现状4重要性在交通网络中的关键作用1.1互通式立交桥的定义概念解释不同高程道路交叉且全互通的立体交叉结构核心特征无交通信号控制，连续不间断通行区别要点与平面交叉和简单立交的本质区别1.2互通式立交桥的功能交通流分离消除平面交叉冲突点连续通行实现无阻碍高速行驶提高效率增大通行能力，减少延误1.3互通式立交桥的分类按形式分类喇叭型、菱形、苜蓿叶型等1按功能分类全互通、半互通、单向互通2按规模分类大型、中型、小型立交31.4互通式立交桥的发展历史1国际起源20世纪初美国首创2快速发展50-70年代欧美大规模建设3中国起步80年代初引入技术4现代飞跃21世纪中国立交桥建设高峰1.5互通式立交桥在高速公路中的重要性1交通节点网络连接关键点2安全提升消除交叉冲突3经济效益节约时间成本第二章：互通式立交桥设计基本原则安全性确保交通安全第一要务通行能力满足交通量需求经济性优化造价和土地利用环境协调融入周边环境施工可行确保技术实现路径2.1安全性原则1视距要求保证足够的停车视距和超车视距2冲突点控制分离交叉流，减少编织区冲突3标志系统完善的指示标志和标线系统2.2通行能力原则车道数量根据交通量预测确定足够车道匝道设计优化匝道半径和长度交织区域合理设置交织长度，减少相互干扰2.3经济性原则造价控制平衡结构形式与工程造价土地利用最小化用地规模维护成本考虑全生命周期经济性2.4环境协调原则景观设计与周边环境视觉协调噪音控制降低交通噪声影响生态保护减少对自然环境破坏2.5施工可行性原则施工难度评估、材料选择和施工周期是确保立交桥设计可实施的关键因素第三章：互通式立交桥设计流程前期调研收集基础数据方案比选多方案对比评价初步设计确定基本方案施工图设计详细结构设计审查批准多级审核确认3.1前期调研交通调查现状交通量及未来预测地形地质地形测量和地质勘察环境评估自然和社会环境影响3.2方案比选方案A方案B方案C多方案综合评分比较，选择最优设计方案3.3初步设计平面设计确定立交平面布局和线形纵断面设计确定高程和坡度参数横断面设计确定断面尺寸和横坡3.4施工图设计结构详图、排水系统、照明系统等设计是施工图阶段的重点工作3.5设计审查与批准内部审查设计单位内部校核和审查专家评审行业专家技术评审会政府审批交通部门和规划部门审批第四章：互通式立交桥平面设计线形设计主线和匝道平面几何设计加减速车道车道长度和宽度优化交织区设计编织长度和车道配置4.1平面设计基本要求线形平顺曲线半径和缓和曲线合理设置视距保证满足安全视距要求占地最小合理布局减少占地面积4.2主线设计设计速度(km/h)最小半径(m)最小缓和曲线长度(m)12065010010045085802507060125554.3匝道设计匝道类型直接式、半直接式、环形匝道半径确定基于设计速度和超高值长度计算满足减速和编织需求4.4加减速车道设计设计速度(km/h)加速车道长度(m)减速车道长度(m)不同设计速度下加减速车道长度标准4.5交织区设计交织长度基于交织交通量和设计速度计算车道数配置根据交织比和交通量确定标线设置引导车辆正确行驶路径第五章：互通式立交桥纵断面设计坡度控制根据车辆行驶安全性确定竖曲线设计确保平顺过渡和视距高程协调主线与匝道高程匹配净空要求满足下穿道路净高要求5.1纵断面设计基本要求坡度控制满足行车安全和舒适性要求竖曲线设置确保平顺过渡和足够视距排水考虑避免积水和保证排水畅通5.2主线纵断面设计设计速度(km/h)最大纵坡(%)最小竖曲线半径(m)1203.0100001004.06000805.03000606.015005.3匝道纵断面设计最大坡度匝道类型和地形条件决定坡度变化点设置竖曲线确保平顺过渡高程协调与主线连接处高程平顺衔接5.4桥梁纵断面设计桥面排水确保最小纵坡满足排水要求净空要求满足下穿道路净高标准结构高度考虑梁高和结构层厚度5.5路基与桥梁衔接段设计1沉降处理控制沉降差异2过渡段设置确保平顺过渡3防护措施加强边坡稳定性第六章：互通式立交桥横断面设计横断面设计包括宽度确定、横坡设置和超高处理等关键内容6.1横断面设计基本要求宽度确定基于交通量和设计标准横坡设置确保排水和行车安全超高处理曲线段保证行车稳定性6.2主线横断面设计3.75m车道宽度标准车道宽度2.5m路肩宽度紧急停车带宽度2.0m中央分隔带最小宽度要求6.3匝道横断面设计单车道匝道宽度4.0-4.5米，外侧路肩1.5-2.5米双车道匝道宽度7.0-7.5米，路肩同单车道安全防护内侧设置护栏或混凝土隔离墩6.4桥梁横断面设计1行车道布置与路基段保持一致，可适当压缩2护栏设置根据设计速度选择防撞等级3检修道设计满足桥梁检查和维修需求6.5特殊段落横断面处理加宽段曲线内侧加宽处理1渐变段超高渐变过渡平顺2交叉区域匝道出入口特殊处理3第七章：互通式立交桥结构设计上部结构确定梁型和跨径布置下部结构桥墩和基础方案桥台设计台身和翼墙构造桥面系统桥面铺装和排水7.1上部结构设计上部结构设计需考虑梁型选择、跨径布置和预应力系统设计等因素7.2下部结构设计墩柱设计形式选择及受力计算基础设计桩基或扩大基础设计支座选择板式橡胶支座或球型支座7.3桥台设计台身设计重力式或轻型台身结构选择翼墙设计U型、直墙型或折线型翼墙锥坡防护混凝土块或石砌防护措施7.4桥面系设计桥面铺装防水层和沥青混凝土面层伸缩缝梳齿型或模数型伸缩装置排水系统泄水管和纵横向排水设施7.5抗震设计地震烈度根据区域地震参数确定构造措施加强钢筋、限位装置等隔震设计采用隔震支座减小地震力第八章：互通式立交桥配套设施设计完善的配套设施是确保立交桥安全运营的重要保障8.1交通安全设施标志设置指路标志、警告标志系统标线施划车道线、边缘线和导向箭头护栏布置刚性、半刚性护栏配置8.2照明系统设计照明标准不同区域照度和均匀度要求灯具选择LED或高压钠灯及布置方式控制系统智能控制和节能管理方案8.3排水系统设计桥面排水泄水口和排水管道系统路基排水边沟、截水沟网络集水井合理布置集水井位置排水出口与区域排水系统衔接8.4监控系统设计摄像头布置关键节点视频监控覆盖通信系统光纤网络传输架构控制中心监测数据集中管理平台8.5景观绿化设计绿化方案适应性植物配置方案景观小品区域特色景观元素应用声屏障美观实用的隔声设施第九章：互通式立交桥施工关键技术基础施工桩基和承台施工技术1支架现浇大型支架和模板系统2预制拼装工厂预制现场安装技术3钢结构安装大型钢构件制作和安装4交通不中断施工确保通行的施工组织59.1基础施工技术钻孔灌注桩、沉箱基础和承台施工是立交桥基础工程的核心技术9.2支架现浇施工技术支架设计满足承载和刚度要求模板系统满足几何形状和表面质量要求混凝土浇筑确保质量的浇筑工艺9.3预制拼装施工技术1预制场布置满足生产和存放要求的场地规划2构件运输特种运输车辆和路线选择3吊装技术大型起重设备和精确安装工艺9.4钢结构安装技术钢箱梁制作工厂精确制造和质量控制分段运输超大件运输方案和路线规划焊接质控现场焊接工艺和质量检测9.5跨既有道路施工技术交通导改临时道路和交通组织方案安全防护防护棚架和安全监测系统快速施工装配式结构和夜间施工技术第十章：互通式立交桥养护与管理1日常检查定期巡查和记录2预防性养护小修保养延长寿命3定期检测结构状态检测评估4维修加固病害处理和结构加固10.1日常检查与维护巡