摘要：因经济发展及资金等因素的影响，制约了早期高速公路建设，很多高速公路的建设都采用双向四车道标准，随着不断增长的交通运输量，先期建设的高速公路亟待扩建。线形设计能够有效提升行车安全，保证优良的行车路线，能够直接消除引发交通事故的原因。路线设计保证高速公路在使用中更加安全，避开地质灾害多发区域，防止预埋安全隐患。高速公路改扩建桥梁设计人员要想保证新建桥梁与老桥梁拼宽的科学合理性，必须根据原高速公路桥梁设计的基本结构情况，对主线桥梁拼宽以及主线桥梁拆除改造进行针对性设计。
关键词：高速公路；改扩建；线路设计；方法
1导言
高速公路改扩建工程是在尽可能利用原有道路的情况下，采用单侧或双侧拼宽的形式对既有道路进行扩容，扩容过程中涉及到路线平纵横线形的拟合等问题，如何在最大程度上利用原有道路的情况下，对路线的平纵横线形进行合理拟合，达到经济性好、技术指标高、施工便利的线形是本文探讨的重点。基于此，本文就改扩建公路路线的设计要求进行以下几方面的分析与探讨。
2控制高速公路改扩建项目的因素
因受建设过程中技术及环境等因素影响，原有道路采用不同技术标准，在线形技术指标方面与现行《公路工程技术标准》要求存在较大差距，需要在改扩建过程中做出合理取舍，利用道路改扩建，改造线形不良组合路段。随着城镇化建设进程的逐步加快，一些公路两侧建设了比较密集的建筑物，纵横的地方道路，在扩建过程中需要拆迁道路两侧建筑物及改移道路，采用比较建成路线的方案，尽可能将拆迁建筑物及征地减少，才能使工程造价明显降低。
3高速公路改扩建桥梁设计原则及标准
3.1工程概况
某高速公路改扩建桥梁工程路线全长约为150km，且需要新建和加宽的桥梁共67座。其中一座特大桥梁工程，改扩建桥梁设计人员按照JTGB01—2003《公路工程设计标准》中的要点，将其设计为双向8车道，速度为120km/h，横断面为40m且整体式路基宽度为42m。
3.2原则
本工程进行改扩建桥梁工程遵循的设计原则主要集中在四个方面，即安全性耐久性；统筹兼顾性、结构统一性以及拼接便捷性。在桥梁荷载设计标准方面，工程采用“汽-超20”，验算荷载为“挂-120”。由于这一高速公路改扩建桥梁工程的桥涵荷载标准为公路Ⅰ级，因此，设计人员要按照“老桥老标准，新桥新标准”的荷载控制原则，提高各部分结构的作用稳定性。在实际设计过程中，设计人员要对原桥梁结构作用情况进行评价，以确定老桥的荷载标准。对于桥梁拼宽的新建部位，设计人员应采用不同的荷载标准，以满足新桥梁结构对承载能力的需求。此设计过程，设计人员对于老桥梁拼宽部分的荷载标准控制，应结合新荷载标准进行验算，以使其最大承载能力能够满足改扩建桥梁工程的整体荷载要求。
4旧公路改扩建的原因
4.1不良地质病害多
公路的使用是存在年限的，但是在实际中基本没有任何一条公路能够真正达到使用年限。影响公路使用年限的因素较多，旧公路修建时在技术、工艺、材料、设备等方面均远落后于现今，加上受当时经济条件制约，修建公路时缺乏远见性，对地质条件方面没有认真勘察并进行综合考虑，导致位于地质条件较差的公路极易出现路基病害情况，即便及时进行了翻修但是没有从根本上解决问题，路基病害情况仍然屡见不鲜，对公路交通造成影响，非常不利于现代化城市建设发展。
4.2服务水平低
旧公路在长期使用过程中极易出现各种不利现象，例如沉降、路面不均匀、磨损等不利现象，降低了其服务水平与使用功能，降低了人们行车的舒适性和安全性，增高了安全事故发生几率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外由于旧公路出现各种不利现象，给人们行车带来了极大的不便，极易造成交通堵塞，从而降低了公路服务部门在人民群众当中的信任度，引起了人们强烈不满，给城市建设发展及和谐稳定带来了不利影响。
5高速公路改扩建路线设计方法
5.1平纵线形拟合技术
在旧路改扩建设计中，平纵线形拟合技术是一种最基本的数据准备技术，因众多原因导致原有高速公路平纵面线形与原设计难以完全吻合，应详细测量现有道路，并有效利用数字化处理方法，构建数学模型，再应用线形拟合技术，对旧路利用率实现最大化。应用先进的GPS测量、航测遥感及CAD集成等技术采集旧路平纵面数据，使测量中的关键性问题得到有效解决。对平面坐标采集可应用GPS测量技术，高程采集应用水准仪，对每断面中两条中央分隔带黄线上两点、硬路肩与土路肩间白线两点进行采集。因采用的软件不同，存在不同功能特点的情况，可结合几种软件拟合。具体操作是利用实测及变更施工图设计文件中线位、部位特殊点用于参照对单元曲线起终点进行确定，并结合施工图及变更设计文件中数据检查对数据准确性进行拟合。
5.2主线桥梁拼宽方式
由于原高速公路桥梁设计车道为4车道，要想达到改扩建工程桥梁设计要求的8车道，需要将其两侧各拼宽6.7m。对于上部结构来说，设计人员采用的拼宽方式是结合国内同类工程实施的拓宽方式，即从铰缝连接方式、纵缝连接方式以及湿接头刚性连接三种方式中进行选择。此过程，设计人员要充分考虑结构设计的整体性、耐久性以及可靠性。对于下部结构来说，单侧拼宽6.7m的设计人员采用了双柱式结构形式进行连接。值得注意的是，如果改扩建的高速公路桥梁工程没有通航设计要求，新老桥梁的下部构造无需连接；如果有通航设计要求的桥梁，设计人员应在新老桥梁水中墩柱设计过程中采用系梁连接的结构设计方式，以提高整个桥梁墩体结构的稳定性和抗撞能力。
5.3路基加宽方法
主要有两种方法：一是加宽双边方法。对称加宽旧路基两侧，基本重合新旧路基中心线。此方法优点是保持原路线中央绿化带不动，利用旧路面效率较高；不足之处是加宽两侧路基，需征地、拆迁原道路两侧建筑物，具有较大难度。两处纵向的新旧路基拼接缝，使路基纵向开裂可能性明显增大，加宽路基两侧没达到较宽的宽度，难以压实，尤其是高填路堤易导致滑坍情况。二是加宽单边方法。该方法采用加宽路基单侧，无需重合新旧路基中心线。优点是只需要拆迁和征地原路段单侧，不存在较大难度，新旧路基的纵向拼接缝只有一处，加宽单侧路基达到较宽的宽度，便于采用机械进行压实；不足之处是需调整中央绿化带位置，改迁绿化带中排水系统及管线等，因半幅旧路面加宽部分需调横坡，旧路面达不到较高利用率，难以处理与隧道桥梁的连接路段，工程需要较高造价。
5.4强化平面设计
改扩建公路路上设计的主要特点就是在旧公路原有的基础上进行设计和施工，严格按照相关公路改扩建规定进行，同时对旧公路情况进行考察分析，明确了解旧公路的地质条件情况以及病害情况，在设计中尽量考虑原有公路设施的利用，以便减少施工时间，节省改扩建费用。经过长期使用、碾压，路基沉降相对较稳，若对原有公路实施扩建工作，两侧新扩建的公路路基会产生较为显著的变化，沉降值会逐渐加大，对公路造成危害性。所以对平面设计进行强化显得非常有必要，从而优化改扩建公路路线设计，为改扩建公路线路的顺利进行以及最终质量提供可靠的保障。
结束语
综上所述，高速公路路线设计基本思路及选形方法中，应多考虑设计基本理念，从施工地形入手分析，结合当地的地质情况，进行路线的综合性选择。当前改扩建工程桥梁设计应用的技术具有一定局限性，研究人员可通过借鉴先进科学技术不断完善设计技术水平，从而进一步促进我国交通运输业的快速发展进程。
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论文作者:汤永强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/14
标签：改扩建论文; 桥梁论文; 路基论文; 公路论文; 高速公路论文; 线形论文; 荷载论文; 《基层建设》2017年第12期论文;