浅谈城区道路下穿通道的设计思路

　　摘要：随着社会发展，对于城市特定工程条件及环境，下穿通道拥有它独特的优势。本文所述工程实例位于河南省开封市金明区，城市主干道与规划路交汇处，设计时充分考虑到项目所在地的客观条件采用下穿通道方式缓解交通压力。由于受到路线线形及纵坡等因素的制约，通道平面布置采用折线近圆。

　　关键词：条件所限；建设方案；结构计算

　　0前言

　　随着社会的发展，城市景观构成要素更为成熟、更为理性，对于跨线桥相比，下穿通道其简洁美观的整体效果和较低的投资等优点受到越来越多城市设计者的青睐。下穿通道在城市中的作用也越来越重要，其设计的合理性针对解决城市交通问题、地下空间资源的合理利用及美化城市环境起着非常重要的作用。

　　1 地理位置概况

　　开封位于河南省中部偏东，是黄河冲积扇平原的尖端，地形以平原为主。金明区为开封五大辖区之一，为促进开封发展，贯彻“郑汴一体化”进程，该区被市政府划为重要发展区，规划环堤路就位于此辖区内。

　　本项目位于规划环堤路K0+315.961处，与东京大道相交。此处地貌形态为单一的平原地貌，地势平坦，水文条件简单，层位稳定，工程条件较好。

　　2 工程现状

　　东京大道为东西向城市主干道，规划红线宽度为69米，布置双向8个机动车道、非机动车道及人行道，采用沥青混凝土路面结构。环堤路为南北向园区路，规划红线宽度为16米，布置两个机非混行车道及人行道，采用沥青混凝土路面结构。

　　东京大道作为开封市市政府着力打造的东西向主干道之一，交通量大，技术标准高。规划环堤路沿护城堤南北向在众意湖南堤东京大道相交。根据外业踏勘及实地调查得到的资料，构造物位于规划环堤路与东京大道相交处，且位于东京大桥引道范围内，目前完成路基填筑，尚未开始做路面。

　　本区为单一的平原地貌，地势平坦，地面高程海拔69米～78米。该区抗震设防烈度为7度；设计地震分组为第二组；设计地震动峰值加速度0.10g。

　　3 工程规模和建设方案

　　由于环堤路相对交通量较小，为减小对主干道的干扰，缓解市内交通压力，经方案论证，拟采用下穿的方式跨越东京大道，同时修建定向单车道路口满足环堤路与东京大道的交通流转换。根据该处地质报告，现场实际地形及线形位置情况，经方案论证确定通道总长需82.13m，全宽11.60m。经反复对比论证，将该通道位于半径1000米的圆曲线内，以满足平面线形及道路纵坡需要。

　　参照环堤路相关规划，立交所在道路按照园区路标准修建，设计时速30Km/h，因该路未来车流量较大，设计荷载城-A级，人群荷载3.5kN/㎡。

　　跨东京大道立交工程由U形槽和下穿箱涵、及4个单车道定向路口三部分组成。U形槽和箱涵的净宽为10米，包含行车道及人行道，箱涵行车道通行净空大于3米，人行道净空大于2.5米。下穿东京大道部分为钢筋混凝土箱涵，东京大道箱涵长82.13米，箱涵位于半径1000米的圆曲线内，采用折线近圆的方法拟合道路，各段箱涵按径向分段。箱涵两侧用U形槽与两端路线相联接，为方便环堤路与东京大道的互通，在箱涵外侧设置4条单车道路口连接线。

　　（1）平面设计

　　道路平面根据规划确定，设计路线与规划一致。

　　（2）纵断面设计

　　为节省投资，同时受立交西南侧规划要求的限制，在满足规范要求的前提下，主线取用较低但连续均匀的竖曲线指标，保证车辆安全通行同时箱涵、U形槽长度最短。为避免以后的跳车影响行车舒适性，箱涵按暗涵考虑，各点覆土高度不小于0.5米。箱涵部分高程主要受净空要求控制，为方便涵底排水及设置泵站抽水，涵底设置纵坡，U形槽的纵坡在满足各限制条件的前提下尽量放缓并保持均匀，避免相邻竖曲线半径及长度差别过大。

　　（3）横断面设计

　　根据规划，环堤路为园区路，设计车速为30Km/h，道路实施宽度为16米，标准横断面如下：2米（人行道）+11米（机非混行车道）+3米（人行道）=16米。为降低投资，在满足双车道通行要求的前提下，将箱涵及U形槽路面调整为7米（行车道）+2X1.5米（人行道）=10米，同时为满足路口交通流转换要求，在与东京相交处设置加铺转角，然后在箱涵两侧设置5米宽的定向单车道路口与主线顺接，完成交通流转换的功能。

　　根据东京大道现状或设计图纸，各单车道定向路口接快车道边缘，在出箱涵方向在凸曲线的曲中上与主线标高接齐，中间不再设置竖曲线。

　　（4）路面设计

　　行车道路面分为两种，除箱涵及U形槽行车道路面采用钢筋混凝土路面外，其他机动车道路面均采用沥青混凝土路面，人行道部分采用预制安装混凝土构件。

　　（5）箱体设计

　　环堤路与东京大道交叉处桩号K0+315.961，道路交叉右偏角57.2°，环堤路下穿东京大道，设置1x净10m箱桥。箱桥净宽10m，净空高度〉3m（快车道）；箱体结构总高5.53m，其中箱内净高3.93m，顶板厚0.8m，底板厚0.8m，箱长82.134m。在K0+274.351- K0+356.485设计箱涵。本箱涵位于平曲线内，采用折线近圆的办法拟合圆曲线，由于东京大道引道正在施工中，在条件许可的情况下，采用全断面开挖施工。

　　鉴于交叉处地下水位较高，路面较窄，渗透系数大，地下水丰富，箱涵外设置U形槽衔接，U形槽底板厚度为80cm，侧墙厚度为50cm。

　　由于箱涵处地基承载能力较弱，为提高箱涵底地基承载力、减少箱涵沉降，在箱涵底打粉喷桩进行地基处理。

　　（6）其他

　　为满足下穿通道的净空要求，通道低于常水位，通道内积水无法依靠重力排出，需设泵站主动排水。U形槽最低处附近设置立篦、平篦雨水口及检查井，立篦作为人行道纵梁，上置人行道道板。U形槽最低处底板开孔，底板下设置横向排水，一侧设置排水管道，利用泵站将积水排入附近排水管道。

　　下穿结构的防水设计以结构自防水作和外层防渗土工布为根本措施，沉降缝接缝防水作为重点，并通过相应的辅助防水措施构成一个防水体系。箱涵、U形槽采用C30防水混凝土，抗渗等级P8。沉降缝处采用双层止水带，箱涵外侧通铺防渗土工布，使其成为封闭状整体。

　　4 结构的计算及分析

　　根据计算，通道及U形槽主要考虑横断面方向的受力计算。结构主要承受的竖向荷载主要为结构自重、车辆荷载、调平层荷载、浮力等荷载。水平荷载主要有侧向土压力、侧向水压力、和车辆制动荷载。水为了能准确分析通道的结构及受力状况，结构计算采用空间有限元结构分析软件Midas Civil对通道及U形槽进行三维空间建模计算，进行了承载力、稳定、变形、抗浮、抗裂及裂缝宽度等方面的验算，并满足施工工艺的要求。

　　经计算及内力分析，箱室跨中处顶板上缘及底板下缘弯矩较大，结构边墙墙角受力较大，故于墙角处设置腋。根据计算，结构按照现有规范要求进行配筋，使计算结构更加合理、真实、安全。

　　5 结论

　　本文从结合项目的特点，从地理位置及客观条件出发，结合新建通道位置现状，对工程项目的客观条件及布置形式等多方面进行了阐述，使得本项目无论从方案的选定还是后期的结构计算都客观、真实、合理。

　　在城市的发展建设过程中，下穿通道凭其独有的特点，论文格式越来越受到重视，嫣然已成为城市景观中一道靓丽的风景。

　　参考文献：

　　[1]《公路隧道设计规范》.人民交通出版社，2004.

　　[2]《道路隧道设计规范》.人民交通出版社，2008.

　　[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》.人民交通出版社，2004.

　　[4]《地下工程防水技术规范》.人民交通出版社，2001.