陡坡路堤加宽设计的结构处理

陶能迁

（重庆市设计院有限公司，重庆 400005）

0 前言

陡坡路堤是西部山区道路拓宽改造中常见的一种形式，近年来我国城市化处于加速发展阶段，因此涉及到的道路拓宽改造项目较多，山区道路在设计之初，按照因地制宜的设计理念，往往充分利用等高线来展线，给后续拓宽改造留置余地不大，而城市道路靠较高地形一侧因建设成本和排水等综合考虑往往已经开发建设比较充分，因此在道路改造设计时陡坡路堤这种情况较多。

本文结合重庆市云阳迎宾大道工程实例，对陡坡路堤的几种设计设计处理进行总结，希望对广大路桥设计人员在面临此情况时有一定的参考价值。

1 云阳迎宾大道陡坡路堤设计

1.1 设计概况

云阳原迎宾大道为双向四车道，根据道路设计交通分析，迎宾大道拓宽改造为双向六车道。紫荆沟段道路全场约430m，南侧为现状高边坡，坡顶存在现状建筑，北侧为河滩地貌，与现状迎大道高差达40m 左右，为避免对现状高边坡造成影响，道路设计采用道路向北侧拓宽处理。

1.2 结构设计方案

根据道路线型设计要求及现状地形地貌，路基加宽拟定三种设计方案。

1.2.1 路堤挡墙方案

图1 方案一 紫荆沟路提加宽横面图（单位：mm）

采用挡墙加宽路堤是道路拓宽改造中常用的方式，挡墙采用混凝土现浇或者条石砌块现场施工，具有适应性强、工程费用低、施工速度快、路面整体性好等优点，缺点是随着挡墙高度的增加，工程费用成倍增长，基坑开挖大，对现状边坡生态及边坡稳定性均破坏较大。本段路堤底部与设计道路高差达40m，挡墙位置稳定基岩面距设计路面最高约20m，故采用挡墙方案可比性降低。为了克服高挡墙的上述缺点，本段路堤进一步采用加宽桥梁方案进行比选。

1.2.2 预应力混凝土梁桥加宽方案

紫荆沟拼接桥桥跨布置综合考虑到迎宾大道与现有道路之间的关系，桥墩均立于现有道路边坡斜坡上，依据道路线形设计，桥梁平面布置为曲线变宽布置。桥梁跨径布置30m+4×30m+3×30m+3×30m+3×30m，共五联桥，含桥台桥梁全长430m，桥宽6.5～13m.桥梁新建结构与既有道路挡墙之间通过纵向施工缝连接，接缝宽度2cm，桥梁上部结构采用现浇混凝土箱梁，最高桥墩约14m。

图2 方案二 紫荆沟拼接桥断面图（单位：mm）

桥面布置为5m（人行道）+b(变宽)m（车行道）=6.2～11.7m。单幅桥采用单箱多室整体式现浇直腹板箱梁，该方案结构刚度大，桥面连续，受力性能好，变形小，行车平稳、舒适，造型简洁、美观，养护工程量小，抗震能力强，施工工艺成熟。采用搭架现浇施工，工艺较成熟。

下部桥墩采用双柱型桥墩，桥墩基础桩基础，桥台采用重力桥台。

1.2.3 钢筋混凝土拱桥加宽方案

紫荆沟加宽桥采用单跨主拱净跨10.8m（桥梁里程方向）的钢筋混凝土拱桥方案，各桥墩轴向距离12.0m（桥梁里程方向），共计34 孔。

图3 方案三 紫荆沟拼接桥断面图（单位：mm）

主拱圈采用整体实心板截面，横向宽6.2～11.7m，截面高0.4m，主拱净跨径10.8m（桥梁里程方向），净失高2.7m，矢跨比为F0/L0=1/4，拱轴采用圆弧拱，考虑到主拱圈在支架或胎架上浇筑。

主拱圈均置于各桥墩之上，与各桥墩之间固结，因桥梁位于道路平面曲线上，故主拱施工时应据各个拱圈的实际位置结合道路平面线型放线。拱桥下部构造采用双柱框架式构造，桥台采用重力桥台。

1.2.4 桥梁方案比选

表1 桥梁方案比选

预应力混凝土梁桥加宽方案采用超静定结构，结构桥面连续，受力性能好，变形小，行车平稳、舒适，造型简洁、美观，养护工程量小，抗震能力强，采用支架现浇施工，工艺较成熟。因为是采用预应力混凝土结构，施工工艺略复杂，造价略高。且采用半路半桥构造，因原有路幅宽度为变化宽度，故桥梁与道路衔接存在一条多次折线型的拼接缝，影响路面完整性和美观性。

钢筋混凝土拱桥加宽方案属超静定结构，静、动力性能良好，主要结构采用多孔拱桥结构，外表造型美观，且结构刚度较大，采用钢筋混凝土结构，施工难度小。主拱圈结合现状地面高程采用支架现浇，施工工艺成熟。且拱上采用路基填料回填，有效避免了新建桥梁结构与既有路基衔接刚度不同的问题，使得拓宽后路面是一个无缝完整的整体构造。

综上所述，经方案的认真比选，本设计桥型推荐多孔钢筋混凝土拱桥方案。

2 结语

陡坡路堤是西部山区道路拓宽改造中常见的一种形式，如何经济合理的的进行结构化设计是工程师必须慎重处理的事情，根据笔者多年大重庆区域内的边坡支护设计经验，结合云阳迎宾大道工程实例，陡坡路堤设计主要应该注意以下几个方面。

（1）道路设计平面线型的布置应尽可能避免出现陡坡路堤情况，毕竟涉及到挡墙结构支护面临着工程费用高，施工风险大，自然景观破坏严重等不利因素，因此方案设计阶段，结构设计人员应及时与道路专业设计沟通，尽可能减少陡坡路堤的设计方案。

（2）陡坡路堤面对外侧高差不大的情况，如挡墙高度小于7m 左右一般均采用普通重力式挡墙；当高差在7m～20m 时可考虑采用衡重式挡墙、桩板挡墙或桩锚挡墙等结构形式，具体采用哪种形式可根据实测地质情况，现场可开挖范围等确定。

（3）直接采用普通混凝土梁式桥与既有路基形成“半路半桥”的构造形式也是陡坡路堤常用的一种处理方式，因梁式桥梁的受力特点，一般桥面直接衔接既有道路路面，故建成后的路面存在一个软硬结合问题，同时因防水问题需要在新建路面设置一道长长的伸缩缝。后期的沉降不均匀问题和路面的整体性问题较突出，因此一般需要慎重对待。

（4）鉴于普通梁式桥梁加宽路堤的缺点，利用混凝土板拱能承受覆土较厚的优点，针对高陡坡路堤的情况，采用中小跨径的混凝土板拱桥来加宽路堤是一种值得采纳的处理方式。利用拱的受力特性，采用拱上回填路基填料，使得新建路基与既有路基成为一个整体，避免了新旧之间的软硬结合问题，同时拓宽后的路面面层直接在改造后的路基上铺设，路面的整体性得到保证。

同时因为采用拱的跨径较小，平面线型的适应能力较强，建造后的外立面景观效果更佳，因此对于山区陡坡路堤情况采用“半路半桥”的拱式结构更合理。