扬州南绕城公路扩建段桥梁施工方案设计

【摘要】由于扬州南绕城公路在江苏省公路网的交通地位举足轻重，故扩建时以不中断和少影响交通为原则，桥梁工程改扩建施工必须在着重考虑交通组织问题和研究施工工序的基础上，合理考虑施工方案，既将影响车辆通行时间降低至最短，又避免在封闭期间完成过多的分项工程造成人员、设备的过多投入。

【关键词】高速公路桥梁改扩建组织安排方案设计

中图分类号： TU997 文献标识码： A

一、工程概况

江六高速公路JL-HJ2标是国家重点工程上海至西安高速公路江都至六和段的重要组成部分，利用了已有的扬州南绕城公路中的一段。位于扬州市邗江区与仪征市境内，起止桩号：K27+250～K32+886.4，路线全长5.6364km，其中利用扬州南绕城公路扩建段全长4.2km，扩建段由双向四车道扩建为双向八车道。扩建桥梁中大桥1座/381.56m ，中桥6座/323.76m，支线上跨桥1座/323.57m；基础均为钻孔灌注桩基础，桥台有桩柱式和肋板式两种，桥墩为柱式桥墩，上部结构为先张法空心板和后张法空心板，支线上跨桥为预应力混凝土连续箱梁。

二、工程主要特点及难点分析

1、原扬州南绕城公路交通流量大，施工中不中断交通，边运营、边扩建，扩建施工期间必须保障行驶车辆能够安全、快捷地通行，扩建工程标准高，难度大；

2、原老桥使用多年，结构状态已经发生很大变化，存在不同程度的病害，对老桥的加固及拼接施工具有不可预见性，必须现场施工时才能确定处理方案，对施工组织带来相当大的难度；

3、扩建桥梁均为预制板梁桥，工程数量较小，但形式多样（1m宽先张空心板、1.2m宽先张空心板、异型先张空心板和后张空心板），同时预制且预制期短，需投入大量的模板；

4、封闭期时间较短，封闭期内扩建桥梁拼接同时施工，点多、障碍物多（沿线地上电网、地下管网分布密集）、作业面狭窄，施工组织复杂，施工投入大；

5、赵家支沟中桥已经拼宽过一次，第一次拼宽部分上部结构及盖梁的拆除，立柱拼接、新盖梁的浇筑及上部结构的修筑等工序只能在封闭期内施工，赵家支沟中桥又位于D匝道的出口位置，按江六项目办对江六高速公路全线通行及封闭的时间规划，D匝道较其他位置的封闭期缩短2个月，增加了施工难度和人员、设备投入；

6、规划2号路分离式立交主线上跨桥第2跨上跨银柏路，下部结构施工时银柏路也需要保通；该桥拼宽过一次，第一次拼宽部分上部结构及盖梁的拆除，立柱拼接、新盖梁的浇筑及上部结构的修筑等工序只能在封闭期内施工，施工难度加大；

7、K30+806.2通道变桥梁内侧的下部结构和上部结构必须在封闭期内施工，机械设备、模板及劳动力需要增加投入；

8、江六高速下穿G328处设置八字桥互通交通转换。新建G328国道上跨主线桥第一、三联施工时需要封闭原蒋王收费站及老G328线，需修筑临时便道保证老G328线与扬州南绕城公路的通行，施工组织难度大。

三、施工安排原则及对策

桥梁施工方案需遵循以下四点原则：

1、江六高速扩建段为扩建原有扬州南绕城公路，在施工期间保证最低双向两车道通行，基本不影响正常交通，保证各个施工阶段主线的通行；

2、桥梁拼接施工要考虑对减少对主线交通的影响程度，并将影响程度减少至最小；对交通的影响包括影响强度最小和影响时间最短，在施工期给老路提供尽可能大的通行能力，减少连续影响的路段长度和影响时间。除了减少主线交通的影响外，还必须考虑对被交道交通的影响；

3、根据江六项目办对江六高速公路全线通行及封闭的时间规划和阶段性计划安排为原则；

4、在着重考虑施工交通组织问题和研究施工工序的基础上，合理安排桥梁改扩建方案，既将影响车辆通行时间降低至最短，又避免在封闭期间完成过多的分项工程造成人员、设备的过多投入。

根据以上四点原则主要采取以下对策：

1、桥梁工程改扩建工程修建初期的下部结构对主线交通影响很小，可以保证正常通行，在进行桥梁拼接工程施工时才需要进行大规模的交通组织，届时利用老G328国道、扬溧高速及扬州西北绕城路进行部分分流，降低施工组织难度；

2、根据交通组织计划，桥梁上部构造先施工右幅，再施工左幅；

3、扩建工程中有很多拆除、重建工作，这些工作直接影响到扬州南绕城公路和地方道路的正常通行，在施工中合理设置临时道路、标志标牌等临时工程以减少对通行车辆的影响；

四、拼宽桥梁施工方案

本项目主线桥梁扩建工程采用上构连接下构不连接的模式，故在考虑交通组织计划的基础上采取“分幅施工，分幅通行”的方案，施工方案主要分以下几个步骤：

步骤一：开工初期两侧同时施工桥梁拼宽部分下部结构及安装上部结构空心板（新老桥拼接处内侧边板除外），右幅优先施工，此时主线双向四车道通行（见图1）；

图1拼宽桥梁施工方案步骤一

步骤二：因赵家支沟中桥和规划2号路分离式立交主线上跨桥已经拼宽过一次，本次拼宽施工需要拆除第一次拼宽的上部结构及盖梁，利用其桩柱，重新浇筑盖梁与新修建桩柱连成整体，该分项工程必须封闭时才能施工；为避免封闭期内机械及劳动力投入过大，拼宽桥梁采用流水施工的方案，所以其余拼宽桥梁在右幅封闭前封闭右幅外侧车道，并设置临时护栏，右幅单车道限速通行；右幅桥梁拆除外侧护栏、护栏座及部分现浇桥面板，切除原桥外边板翼缘，并对新老桥拼接部分进行植筋（见图2）；

图2拼宽桥梁施工方案步骤二

步骤三：右幅封闭，左侧设置安全隔离墩，双向两车道限速通行；右幅拆除剩余2座桥梁右幅外侧护栏、翼缘板及第一次拼宽过的桥面板、盖梁，完成全线所有桥梁的维修加固、支座更换、新老桥拼接、桥面系及护栏等工程后，铣刨老桥沥青混凝土，摊铺沥青中面层（根据江六项目办对江六高速公路全线通行及封闭的时间规划和阶段性计划安排，考虑到右幅封闭期较短，为3个月，所以封闭期内路面只摊铺至中面层）（见图3）；

图3拼宽桥梁施工方案步骤三

步骤四：右幅桥梁沥青混凝土中面层铺装完成后，左幅封闭交通，右幅设置安全隔离墩，双向四车道通行；因赵家支沟中桥位于汊河枢纽E匝道出口位置，E匝道封闭时间为3个月，较主线左幅封闭时间短2个月，所以在封闭左幅桥梁施工时优先对赵家支沟中桥左幅进行施工（见图4）；

图4拼宽桥梁施工方案步骤四

步骤五：左幅沥青上面层摊铺完成后，右幅封闭，左幅双向四车道通行；右幅摊铺沥青上面层；

步骤六：全桥施工完毕后，开放交通，双向八车道通行（见图5）；

图5拼宽桥梁施工方案步骤六

五、通道改建桥梁施工方案

由于扩建工程中地方路网规划及改扩建的需要，将原主线K30+806.200通道改建为分离式立交主线上跨桥；施工组织时考虑了如下两种方案。

方案一：

步骤一：半幅路基双向通行，半幅横向开槽，开槽宽度为墩、台帽宽度，深度至桩顶高程；

步骤二：施工墩柱及墩、台帽，半幅路基整体在开挖至梁底0.5m左右，架设板梁，铺设桥面系；

步骤三：按以上步骤施工另外半幅，桥梁施工完成后在开挖剩余路基；

方案一在沪宁高速公路扩建工程得到应用；根据江六高速公路全线通行及封闭的时间规划和交通管制计划安排，右幅封闭期短仅为3个月，按方案一达不到工期要求，经过仔细研究施工图纸，针对实施方案一的优缺点，考虑到最大限度的不影响交通，确定了方案二：

步骤一：开工初期两侧同时施工桥梁外侧的下部结构，不影响扬州南绕城公路双向四车道通行；

步骤二：封闭右幅，左幅双向两车道通行；右幅在加强防护以保证左幅路基稳定的前提下，半幅横向开槽，在墩台位置横向开槽出施工墩台帽的宽度，开槽深度至墩台帽底高程。通道改建桥梁开挖横断面示意图见图6，通道改桥梁开挖纵断面示意图见图7；

图6通道改建桥梁开挖横断面示意图

图7通道改建桥梁开挖纵断面示意图

步骤三：浇筑桩基墩台帽，右幅路基整体开挖至梁底0.5m左右，原通道拆除至梁底0.5m左右，架设梁板，铺设桥面系（见图8）；

图8通道改建桥梁施工步骤三

步骤四：按以上步骤施工左幅，桥梁施工完成后，桥上双向八车道通行；桥下拆除剩余通道并开挖剩余路基，并对挖除路基后露出地面的墩柱进行装饰（见图9）。

图9通道改建桥梁施工步骤四

六、G328国道上跨主线桥施工方案

G328国道上跨主线桥第二联施工时不影响老L线（老L线经过蒋王收费站进入扬州市区）与扬州南绕城公路通行，但第一、三联施工时影响老L线与扬州南绕城公路通行，为保证在施工时老L线与扬州南绕城的顺利通行，考虑了施工图纸中设计了方案一：

（一）方案一

设置“临时便道一”与“临时便道四”；

“临时便道一”位于扬州南绕城道路南侧，全长672m，路面宽度15.5m；“临时便道四”位于扬州南绕城道路北侧，江六高速主线南侧，全长172m，路面宽度10.5m。

1、施工步骤

步骤一：施工 “临时便道一”及G328国道跨主线桥第二联，此时扬州南绕城及蒋王收费站正常通行（见图10）；

图10G328国道上跨主线桥施工方案一步骤一

步骤二：封闭蒋王收费站，扬州南绕城车辆在“临时便道一”双向四车道行驶，施工G328国道跨主线第一、三联及桥头道路顺接，拆除扬州南绕城通往蒋王收费站匝道，施工“临时便道四”（见图11）；

图11G328国道上跨主线桥施工方案一步骤二

步骤三：G328国道上跨主线桥通车，蒋王收费站开通，扬州南绕城“江都仪征（南京）”方向车辆在“临时便道四”单向二车道行驶，扬州南绕城“仪征（南京）江都”方向车辆在“临时便道一”单向四车道行驶，G328上跨主线桥上双向四车道行驶（见图12）。

图12G328国道上跨主线桥施工方案一步骤三

步骤四：江六高速试运行，拆除“临时便道一”和“临时便道四”。

2、存在问题

（1）扬州南绕城及匝道包围区域内“临时便道一”无法施工。

“临时便道一”使用时间早，需在施工前期修筑完成，此时扬州南绕城公路及通往蒋王收费站的匝道正常通车，施工设备及工程材料无法进入扬州南绕城及匝道包围区域（见图13）。

（2）征地面积大，部分房屋需要拆除。

“临时便道一”路面宽度15.5m，需顺接扬州南绕城通往蒋王收费站匝道高程，填方高度较大（最大填方高度2.9m），征地面积大（12726㎡），便道范围内有二层楼房一座，平方两间，电信发射塔一座，附近村民祭祀用“沈家塔”一座，共需拆迁面积：411㎡（见图13）。

图13G328国道上跨主线桥施工方案一存在问题示意图

（二）在考虑了方案一存在问题后，进行了修改后，设计了方案二。

“临时便道一”长度不变，路面宽度由15.5m改为10.5m，便道坡脚与新G328坡脚相接；“临时便道四”路面宽度由10.5m改为15.5m，原设计利用“蒋王收费站至南京方向匝道”变为拼宽匝道5m后利用（原匝道路面宽度10.5m）。

1、交通转换方式、步骤

步骤一：施工“临时便道四”，施工G328国道跨主线桥第二联，扬州南绕城及蒋王收费站正常通行（见图14）；

图14G328国道上跨主线桥施工方案二步骤一

步骤二：封闭蒋王收费站，扬州南绕城车辆在“临时便道四”双向四车道行驶，施工G328国道跨主线第一、三联及桥头道路顺接，拆除扬州南绕城通往蒋王收费站匝道，施工“临时便道一”（见图15）；

图15G328国道上跨主线桥施工方案二步骤二

步骤三：G328上跨主线桥建成通车，蒋王收费站开通，扬州南绕城“江都仪征（南京）”方向车辆在“临时便道四”单向四车道行驶，扬州南绕城“仪征（南京）江都”方向车辆在“临时便道一”单向二车道行驶（见图16）；

图16G328国道上跨主线桥施工方案二步骤三

（4）江六高速试运行，拆除“临时便道一”、“临时便道四”。

2、方案二优点

“临时便道一”征地面积：8250㎡比方案一减少4476㎡；避免了房屋拆迁费用（仅占用附近自行车棚）；减小了“临时便道一”的填筑高度；扬州南绕城及匝道包围区域内“临时便道一”施工在匝道拆除后进行，施工设备及材料方便进入（见图17）。

图17G328国道上跨主线桥施工方案二需拆迁建筑物示意图

方案二存在问题及解决方案

（1）“临时便道四”按照原设计路线，路面宽度由10.5m改为15.5m后，老匝道桥桥孔下宽度无法满足要求。

解决方案：调整便道线形后能够满足两侧硬路肩宽度要求，但临时便道占用部分江六高速的边沟及护坡道(约占用25m)。临时便道拆除后施工此部分主线边沟、护坡道及隔离栅。此处土路肩宽度由0.75m变为0.3m（见图18）。

两侧硬路肩宽度=路面宽度-两侧土路肩=15.5-0.75×2=14m

调整线形及交角后便道穿过桥孔路面宽度：14.9-0.5×1.15=14.3m

图18方案二中老匝道桥下便道宽度不满足15.5m解决方案横断面

（2）“临时便道四”利用老匝道宽10.5m，不能满足15.5m便道宽度。

解决方案：利用匝道拼宽5m后满足15.5m路面宽度要求（见图19）。

图19方案二中“临时便道四”利用老匝道拼宽路面横断面

（3）为减小临时便道征地、拆迁数量，设计“临时便道一”占用部分新修筑G328边沟及护坡道，其中40m便道占用新G328部分路基边坡。在临时便道拆除后施工此部分G328边沟、护坡道、隔离栅及路基边坡（见图20）。

图20方案二中“临时便道一”与占用G328线路基边坡示意图

（4）原设计方案中“临时便道一”施工需要拆除部分房屋，方案二避免了房屋的拆迁，但未拆迁房屋与外界连接道路被中断。

解决方案：拆除扬州南绕城通往蒋王收费站匝道后，在原匝道位置修建临时道路，供附近未拆迁居民使用，再施工“临时便道一”（见图21）。

图21修建供未拆迁居民使用的临时道路示意图

七、结束语

在不中断和少影响交通情况下进行桥梁扩建施工目前还处于完善阶段。江六高速公路已于2012年11月29日建成通车，本文根据江六项目办对江六高速公路全线通行及封闭的时间规划和阶段性计划安排，描述了在扩建工程中与交通管制相结合，并结合地方道路网进行统筹考虑，选择合理的桥梁改扩建方案，以顺利完成高速公路扩建工程。

【参考文献】

1、由江苏省交通科学研究院2009年8月设计的《上海至西安国家高速公路江都至六合段邗江二施工标段施工图》；

2、江六高速JL-HJ2标的《招标文件》、《投标文件》和《施工合同》；

3、江六高速公路JL-HJ2标投标文件中的《初步施工组织设计》；

4、已提交江六项目办的《实施性施工组织设计》

5、江六高速公路项目具体实施时的交通组织会议纪要