交通科技与管理
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规划与管理
1 总体设计
立交桥全称立体交叉桥，是城市重要交汇点建立的上下分层、多方向行驶、互不相扰的现代化陆地桥；立交桥种类有单纯式跨线桥，简易式立交桥；还有互通式立交桥主要有喇叭型互通式立交，苜蓿叶式，多枝交叉式。随着城市的发展，为了加快交通通行效率和缓解交通压力，城市高架交汇点或者重要主干道高速交汇处一般通过立交实现互通。本文主要讨论互通式立交，以上海市济阳路（卢浦大桥—闵行区界）快速化改建工程2标工程为例。工程北起济阳路、华夏西路交叉口，南至闵行区界，全长3 163.928 m，规划红线宽45 m~60 m。包含济阳路主线和济阳路与外环S20四向互通立交，以下简称S20立交。S20立交设计内容包含：新建及改建外环线8条立交匝道，其中拆除现状LA 苜蓿叶匝道，新建SW 匝道，匝道全长727.243 m；拆除现状LB 苜蓿叶匝道，新建ES 匝道，匝道全长804.304 m；拆除重建NE（现状LC 匝道）匝道北侧起桥段，新建匝道全长313.788 m；拆除重建WN（现状LD 匝道）匝道北侧落地段，新建匝道全长316.534 m；新建WS 匝道（现状RA 匝道），匝道全长228 m；新建SE 匝道（现状RB 匝道），匝道全长192.5 m；新建EN 匝道（现状RC 匝道），匝道全长175 m；新建NW 匝道（现状RD 匝道），匝道全长125 m，立交匝道一般宽度为8.5 m~9.5 m。 S20立交上部结构形式有钢混组合梁、钢箱梁、预应力预制小箱梁。见图1结构平面布置图。下部结构为现浇混凝土独柱墩，桩基采用钻孔灌注桩。以下讨论本项目各种预制结构在设计中需要注意的地方。 2 上部结构-预制小箱梁设计注意点
元极舞
预制小箱梁由于具有较大的截面抗扭强度、抗弯强度，结构简单合理，设计经验成熟等优点，能够很好地满足高等级道路行车高速、平稳、舒适的要求，是一种较为先进的结构型式。而且小箱梁可工厂化生产，施工便捷快速，节约工期，对周边环境影响小，在全国各地的城市高架中被广泛应用，上海也在多个工程中采用了小箱梁结构。本项目S20匝道跨径不大于30 m 的标准段上部结构采用预制小箱梁结构。设计时需要注意匝道的弯曲、横坡、纵坡等道路总体因素对结构布置的影响。 鱼算法2.1 弯道影响
小箱梁结构位于曲线段匝道时需要注意弯道对结构的影响，顺桥向布置原则是以直代曲，挑臂调整外缘线。由于匝道桥标准宽度基本在7.5 m~9.5 m 之间，布置2片~3片小箱梁即可，湿接缝和挑臂的长度范围有限，平面布置时要先明确主梁间距，再调整挑臂长度，局部挑臂长度超限可以通过计算挑臂承载力，增加钢筋布置，小箱梁挑臂长度尽量不要超过1 m，局部大于1 m 可以适当增加挑臂钢筋也能通过计算，但是挑臂尺寸小，除了自身钢筋还需布置防撞预埋钢筋，混凝土振捣难度大，所以尽量不增加钢筋布置以免影响小箱
梁施工质量。
图1 济阳路结构布置平面图
城市互通立交桥梁预制结构设计注意点
马 蕊
（上海浦东建筑设计研究院有限公司，上海 201204）
摘 要：互通立交是打通城市大动脉的交汇点的主要方法。交汇点快速便利的互通又是保证城市交通快捷高效运行的关键。互通立交的快速化施工又是加快交汇点早日互通的关键。合理利用预制结构是解决互通立交快速施工的主要方式。故互通立交预制结构合理的设计方案，是互通立交快速、高效、合格服役的前提。关键词：城市互通立交设计；预制结构；设计要点；设计与施工结合中图分类号：U442.5 文献标识码：A
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规划与管理2.2 坡度影响
立交匝道桥会同时存在横坡、纵坡、边坡、超高的问题。其中横坡对小箱梁布置影响比较大，小箱梁布置一般以结构中线和道路中心线的交点为基准来定位。如果不考虑横坡，小箱梁结构中心线在顶平面和底平面上的投影是重合的，但是考虑横坡后，小箱梁结构中心线在顶底平面上的投影会有偏差。如图2所示，匝道断面考虑2%的横坡，小箱梁结构中心线在顶底面上的偏差为32 mm。如果设计时不
注意此细节，以道路中心线与结构中心在顶面的位置为基准设计下部结构，施工时小箱梁有可能吊装不进去，或者是一侧挡块顶住，没有活动空间。
匝道桥一般纵坡较大，小箱梁还需要进行梁端垂直度修正和梁长修正，梁底支座垫板一般需要同时考虑横坡和纵坡的影响。以上数据需要提供给小箱梁预制加工厂，保证构造准确。
图2 小箱梁断面布置图（单位：mm）
2.3 挡块与支座布置影响
盖梁上挡块内边线应该与小箱梁腹板边线斜率一致，保证箱梁与挡块间距上下一致。布置两片小箱梁的匝道，建议在小箱梁外侧布置挡块即可。S20立交9.5 m 宽匝道布置3片小箱梁，为保证每片箱梁的在地震作用下不落梁，每片梁之间均设置挡块。以这种方式布置挡块就需要注意挡块与小箱梁之间的间距适当大些，因为箱梁吊装施工时会存在误差，这种挡块布置已经把箱梁位置限定住，需要预留一定的施工误差距离，否则会存在箱梁吊装不进去或者一侧顶住挡块的情况。同时需要注意中间挡块高度不能太高，需要考虑小箱梁之间支点处湿接缝横梁的施工需要一定的空间。至少留布置模板的高度，如图2所示，中间挡块与小箱梁湿接缝之间留30 mm 距离。
前面提到由于横坡的影响，小箱梁中心线随着高度的变换会有偏差，支座布置时需要以箱梁底板支座
中心为何为准，同时施工时需要注意，由于小箱梁底板宽度小（一般为1.5 m），还需要布置两个支座，支座类型的选择很重要，不要为了方便，全部小箱梁结构统一选择偏大型号的支座，这样小箱梁底板布置不下两个支座，即使能布置下，剩下的空间也很小了，会影响梁底垫板与支座焊接，因为没有操作空间。这样长期下来会导致支座受力不均匀，影响小箱梁结构受力和使用寿命，存在安全隐患。
3 上部结构-预制钢梁设计注意点
由于具有结构自重小、跨度大、梁高小、施工快捷方便、外形可塑性强等优点，钢板箱形梁是工程中常采用的结构形式。S20立交在匝道与主线交汇的喇叭口处采用钢箱梁结构（见图1示）。此处结构为异型结构，钢箱梁比较容易做成此种异型结构。设计异型钢箱梁需注意箱子变宽处的分室和加劲肋布置。分室的纵梁从桥墩横梁处起始，变宽段额外增加的纵向加劲从横梁或横隔板处起始。结构计算要采用空间计算模型。支座尽量布置在横梁与纵梁交叉点处。
4 上部结构-钢混组合梁设计注意点
钢－混凝土组合梁同混凝土梁相比，可以减轻结构自重，减小地震作用，减小截面尺寸，增加有效使用空间，节省支模工序和模板，缩短施工周期，增加梁的延性等。同钢梁相比，可以减小用钢量，增大刚度，增加稳定性和整体性，增强结
构抗火性和耐久性等。S20立交考虑快速化施工，和节约造价，30 m 以上跨径的标准段匝道采用钢混组合梁。
虽然钢混组合梁相较于混凝土梁和钢梁有独特的优点，但是在匝道设计中还是需要结合实际施工现场实际情况来考虑钢混组合梁在互通立交中的使用范围。当互通立交的匝道跨越既有道路时，且次道路交通繁忙，不可能封闭供跨线匝道施工，此跨线处选用钢混组合结构不是最合适的。原因如下：（1）既有道路交通繁忙，不可能封闭交通施工。（2）组合梁吊装完成后，现场还需要支模浇筑混凝土，增加施工工序和施工周期，也增加了施工难度和安全隐患，间接增加施工费用，那采用组合梁不一定是经济的。考虑上述原因，即使钢混组合梁相较于钢梁有造价低的优点，但是在匝道跨既有道路的那部分是否采用钢混组合结构需要深化比较，采用钢结构梁或许更为合理。S20立交工程量大，整体采用组合梁结构是经济合理的，只是就单独跨线桥这部分在设计时可以细化比较哪种结构更经济高效。
5 下部结构-预制盖梁、立柱、承台
谌容由于S20立交施工工期紧张，需要快速化施工。原设计方案考虑下部结构也采用预制结构，但最后施工方案并没有采用预制下部结构，还是采用常规的现浇混凝土结构。主要原因是：（1）现场施工影响因素较多，导致跨径和上部结构不能同意采用同一种结构。（2）上部结构跨径和种类不同，而且
桥面宽度也不同，导致下部结构种类较多。（3）下部结构种类较多，不具备标准化生产规模，如果采用预制结构，会造成模板利用率低，也会导致预制结构种类多管理混乱，容易出错，可能会造成安装错误，费工、费时、费钱。故互通立交下部结构不太适用预制结构。但是预制下部结构还是有很多优点，在高架主线标准段可以大量利用，会大大提高施工效率和减小施工对周边环境的影响。5.1 过渡墩设计
过渡墩为两种上部结构变化处的桥墩。由于上部结构的不同，梁高、横坡、支座布置、梁底宽度都不相同。故匝道过渡墩构造设计相对复杂，设计时首先要好定位点；其次要双向设计，即不同上部结构对应侧都要详细画出构造图；第三上下部结构图需要在图纸上预拼装，即细部与总体统一，
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工程技术
保生产出的再生骨料满足技术性能要求。另外，由于在利用废弃混凝土时，需要将部分集料分离出来，若分离出来的水泥石孔隙率较大，其含水率和吸水率也会较大，此时便需要对其进行二次破碎处
理，将水泥石粘结较差的部分分离出来，如此便能够有效提升再生骨料的强度。数理化学习
而再生骨料生产的工艺流程具体可见下图2。大致经过这几道工艺：首先是进行预处理，即将废弃混凝土中大体积杂质去除后，加入到颚式破碎机中进行破碎，破碎颗粒直径为40 mm；其次是进行碾磨处理，即将破碎后的混凝土颗粒输入到偏心旋转设备中，使破碎颗粒在旋转作用下形成摩擦力，如此便能够有效去除骨料表面的水泥砂浆；最后是进行筛分处理，即对碾磨后的骨料进行筛分，将表面附着的水泥
砂浆去除，从而完成再生骨料的生产。
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图2 再生骨料生产工艺流程
3.2 混凝土碎石化处理问题及方法
对于混凝土碎石化处理，应当满足这几个条件，一是混凝土在性能层面存在反射裂缝、错台、翻浆等问题；二是路面开裂面积是总面积的25%以上；三是地下水位较低、路基中无积水；四是相比较其他方案碎石化具有明显的优势等。
而此次改造项目适用混凝土碎石化处理条件，且在具体的处理中，采用的是多锤头碎石化处理形式。具体操作方法为：先将原有罩面层去除后并设置相应的排水系统，特殊路段进行特殊处理，标记出路面构筑物；然后进行施工现场测量，根据测量结果确定相应的控制点，且需要采取交通管制措施，实现对施工现场的保护；之后便是对公路水泥混凝土路面进行破碎处理，在对路面软基和路基修复后，清除掉现场废弃的材料，接着碾压破碎处理后的混凝土；在碾压破碎过后的混凝土路面时，要注意非破碎段的接触处理；最后根
据工程要求进行沥青混合料的摊铺。3.3 再生料施工要求及质量控制
对于再生料的施工要求，需要满足这两个条件，一是要严格控制再生旧料的颗粒直径，并将其中存在的杂质彻底去除；二是在对再生料施工时，需要严格按照施工规范进行分层填筑，每层摊铺的厚度控制在20 cm 下，并使用重型压路机进行碾压。
而对于再生料施工过程的质量控制，需要注意这几点问题：一是严格按照施工要求进行填筑，填料也需要进行CBR 检测，待检测再生料符合强度要求后再进行施工；二是在再生料填筑施工时，应采用孔隙率、压实沉降差及施工参数联合控制的方法，以此保证填料充分压实；三是要控制孔隙率在20%以上，压实沉降差需要按照规定使用重型压路机进行碾压。
3.4 试验情况及效益分析
此次改造项目按照现行的施工技术规范施工，经过半年的行车运行后，试验路段并未发现有病害，使用性能良好。同时，所采用的水泥混凝土再生技术取得良好的社会效益，主要表现在废弃混凝土处置费用大大减少，本项目中一共产生了废弃混凝土约60 000㎡，节省费用大约300万，且再生骨料的单价要低于天然骨料，可有效降低原材料成本。最后废弃水泥混凝土的有效利用，也避免了其随意堆放导致土地资源被浪费，进而有利于保护生态环境。
4 结语
总之，水泥混凝土再生技术具有显著的综合效益，应积极在公路工程建设中推广使用。同时，在具体的应用过程中，需要明确水泥混凝土再生工艺的特点及适用条件，结合具体的情况选择合适再生工艺形式，确保该项技术能够有效发挥其作用，提升公路工程的建设效益。
参考文献：
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上下部结构要对应上，不要存在碰撞或漏项问题；第四要主要方向的不同，不同方向对应的结构布置，横坡，弯道朝向都不同；第五要注意偏心设置，在考虑偏心的情况下，结构定位要准确；第六上部结构或下部结构调整是一定要把对应的结构一并调整；最后再次复核支座位置、中心线定位、挡块、横坡、标高是否一一对应。
1987年诺贝尔化学奖
6 结语
中国城市化快速发展，交通先行。互通立交是解决城市重要道路快捷互通的主要方式，重要性不言而喻。故合理互通立交的设计方案是一座合格互通立交的前提和关键。施工时为了尽可能小的影响现状道路的交通和周边环境，预制结构是互通立交主要考虑的结构形式。互通立交工程量大，在设计时不但要考虑总体设计控制因素，还需要注意设计与施工现状结合，预制结构尤其要注意细部与整体对应。
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