武罐高速公路洛塘河雙層高架特大橋位于甘肅南部峽谷地區，地處西秦嶺山地，高中山地貌，境內山高谷深，溝谷狹窄，地層破碎，地質(zhì)構造復雜，地震活動(dòng)頻繁且強度大，距離“5.12汶川特大地震”震源300公里，地震動(dòng)峰值加速度參數0.2g，生態(tài)環(huán)境脆弱，以滑坡、泥石流為主的地質(zhì)災害極為發(fā)育且危害嚴重，是我省地形條件和地質(zhì)構造最為復雜的地區。雙層高架橋具有節省空間、線(xiàn)形靈活的特點(diǎn)，可從空間上繞避不良地質(zhì)，最大可能地保護生態(tài)環(huán)境，減小橋墩阻水面積，在地形狹窄、地質(zhì)復雜、河道彎曲、洪水量大、橋墩阻水嚴重的特定條件下，相對于常規高速公路橋梁具有較大優(yōu)勢，是山區橋梁設計方案的一種必然選擇。根據對國內外雙層高架橋梁的調查分析，已建和在建的雙層橋梁大都位于城市及近郊，雙層橋梁對于減少占用土地、改善路線(xiàn)線(xiàn)形、發(fā)揮橋梁最大限度的跨越功能具有十分明顯的優(yōu)勢，而在深山峽谷地區、高地震烈度地區的高速公路上，尚未見(jiàn)到雙層高架橋梁的相關(guān)報道，洛塘河雙層高架橋在國內外屬首例。1989年，美國洛馬·普里埃塔地震致使舊金山的塞普里斯雙層高架橋梁發(fā)生嚴重震害，長(cháng)度800米的上層公路橋橋面因框架墩柱斷裂而塌落在下層橋面上，上層框架完全毀壞。本項目所在地距離震源汶川300公里，也是我省受災最重的地區之一，因此在本項目設計中，充分吸取震害經(jīng)驗、教訓的基礎上，加強對地震產(chǎn)生機理、地震動(dòng)特性以及地震作用下各類(lèi)結構動(dòng)力響應特性、破壞機理、構件能力的研究，通過(guò)加強抗震設防意識，改進(jìn)相關(guān)構造，減少地震破壞損失。在雙層高架橋梁的設計中，上下墩柱作為延性構件設計，上下墩柱抗剪按照能力保護構件設計，上下橫梁、節點(diǎn)按照能力保護構件設計，同時(shí)還進(jìn)行了雙層高架橋單墩大比例尺寸模型的橫向偽推力橫向推倒試驗，確保結構安全，這也是本項目進(jìn)行重點(diǎn)研究的一個(gè)方面。雙層高架橋較常規橋梁施工工藝要求高、工序多，施工技術(shù)復雜。本項目還進(jìn)行了運營(yíng)期間搶險救災方案及應急處理方案研究，對可能遇到的各種不利因素進(jìn)行分析，確定各種預防措施及應急處理方案，確保橋梁在運營(yíng)期間的安全。

　　洛塘河雙層高架橋位于武都區楓相鄉，橋址區線(xiàn)路順洛塘河展布，為“V”型峽谷，河道彎曲，地形狹窄，岸坡陡峻。本橋平面縱面均位于連續曲線(xiàn)上，最小平曲線(xiàn)半徑350m、最大超高橫坡6%、最大縱坡1.96%.左線(xiàn)橋梁總長(cháng)1500m、右線(xiàn)橋梁總長(cháng)1200m，其中雙層高架橋梁部分長(cháng)度960m，其余部分均為分離式橋梁。左線(xiàn)在上層、右線(xiàn)在下層，兩線(xiàn)設計標高之差9.50m.本橋橋梁高度達30m、左右墩柱高度差別較大，上下層橋梁均采用簡(jiǎn)支轉連續體系，跨徑選用30m預應力混凝土組合小箱梁，分離式橋梁部分采用雙柱式橋墩，矩形截面，上下疊置部分橋梁雙層框架式橋墩（最大墩高27m），兩處獨柱式橋墩（最大墩高17m），基礎為鉆孔灌注嵌巖樁基礎；橋臺為重力式U型橋臺，擴大基礎。

　　工程創(chuàng )新：

　　1、洛塘河雙層高架橋梁結構選型新穎獨特，具有原創(chuàng )性，在國內外屬首例。該橋橋位區地形地質(zhì)條件復雜、滑坡泥石流等地質(zhì)災害頻發(fā)、地震烈度高、河道洪水大，在如此困難條件下，洛塘河雙層高架橋從路線(xiàn)布置、橋型比選、跨徑選擇、框架橋墩選型等方面獨具匠心，體現了安全、環(huán)保、創(chuàng )新的理念。

　　2.雙層高架橋橋墩擬靜力試驗研究技術(shù)國內領(lǐng)先。山區公路雙層高架橋通常屬于典型的非規則橋梁，山區雙層高架橋橋墩高，高階振型對結構的地震響應及位移延性能力有顯著(zhù)的影響；橋墩在遭受橫向地震作用時(shí)，受力非常復雜，結構潛在的塑性鉸區域可能多達8個(gè)，因此其設計超出了現有國內外抗震設計規范的應用范圍�；�于以上背景，本研究針對洛塘河雙層高架特大橋進(jìn)行了縮尺模型的擬靜力試驗，研究了低周反復荷載作用下雙層高架橋的破壞形態(tài)、特征荷載、位移延性、剛度退化、耗能能力等性能進(jìn)行了深入分析和討論，同類(lèi)型橋梁橋墩擬靜力試驗研究技術(shù)國內領(lǐng)先。

　　3.雙層高架橋抗震性能研究實(shí)屬首次。針對洛塘河雙層高架特大橋設計方案，建立了空間動(dòng)力計算模型，研究了該結構的動(dòng)力特性，采用反應譜和時(shí)程分析方法，分析得到了兩個(gè)設防水準的地震作用下結構主要構件（含基礎）的地震反應，并對結構進(jìn)行了驗算，確定了墩柱的合理配筋。由于墩柱截面的初始配筋率較高，在P1概率的地震作用下，墩梁各截面的抗彎承載力富余較大。同時(shí)橋墩與蓋梁和基礎的能力需求比基本相等，不符合抗震設計的“能力保護”思想，需要適當降低墩柱的配筋率。將墩柱的配筋率降至1.05%時(shí)，分析發(fā)現，在P1概率地震水平下，上下墩柱、蓋梁和樁基的所有截面，能力需求比均大于1.0，滿(mǎn)足抗震規范的要求。在P2概率的地震作用下，墩柱截面進(jìn)入塑性，進(jìn)行結構的非線(xiàn)性時(shí)程分析發(fā)現，除墩柱進(jìn)入塑性外，蓋梁和樁基礎均保持彈性，滿(mǎn)足設計要求。

　　4.雙層高架橋減隔震研究亦屬首次。針對洛塘河雙層高架特大橋設計方案，建立了空間動(dòng)力計算模型，研究了采用減隔震設計時(shí)結構的抗震性能，墩柱和樁基礎的內力減震效果顯著(zhù)，特別是橫橋向，減隔震后支座位移達0.204m；因此擋塊應預留足夠間隙，以使減震效果正常發(fā)揮。

　　5.雙層高架橋梁運營(yíng)安全性的考慮車(chē)輛行駛在雙層高架橋梁上，下層橋梁行駛車(chē)輛容易產(chǎn)生心理壓迫、視線(xiàn)阻隔等感覺(jué)，因此，雙層橋梁長(cháng)度不宜過(guò)大，對在施工及運營(yíng)過(guò)程中，出現的各種緊急情況，應做好應急處理措施。主要表現在如下幾個(gè)方面：

　�、�。橋梁港灣式緊急停車(chē)帶山區高速公路橋隧比例高，運營(yíng)期間出現緊急情況時(shí)，需要一定數量的緊急停車(chē)帶以供停車(chē)救援，因此必須在橋梁上設置港灣式緊急停車(chē)帶，停車(chē)帶長(cháng)度30m，漸變段長(cháng)度兩側各15m，停車(chē)帶加寬寬度2.5m.雙層高架橋上層橋梁可以通過(guò)增加相鄰三個(gè)墩的上蓋梁懸臂設置港灣式緊急停車(chē)帶，下層橋梁若在框架式橋墩內設置停車(chē)帶會(huì )增加框架跨度，一般選擇在分離式橋梁部分設置港灣式緊急停車(chē)帶。洛塘河雙層高架橋梁上下層各設置了兩處港灣式緊急停車(chē)帶。

　�、�。防火措施當下層橋梁遇到火災等情況時(shí)，除了有高速公路交通工程消防設施的配置以外，還應該提高結構自身的防火能力，洛塘河雙層高架橋梁是在上層箱梁的底部及側面、上層蓋梁的底部及側面、墩柱的內層涂刷消防涂料，提高結構防火能力。

　�、�。橋墩防撞設施山區橋梁位于河道和陡坡上的橋墩經(jīng)常受到山坡滾石的撞擊，在橋梁設計中，一般先清除橋位兩岸山坡上的孤石、懸石，以免石頭滾落到橋面上或者沖撞橋墩；對距離較近山體采用主動(dòng)柔性防護網(wǎng)進(jìn)行防護，同時(shí)在橋墩底部3—5m高度范圍設置鋼筋混凝土防撞套筒，套筒與橋墩之間設置5cm厚橡膠緩沖層，以吸收撞擊能量。

　　技術(shù)難點(diǎn)和創(chuàng )新點(diǎn):

　　擬建項目位于甘肅省東南部，屬秦嶺山地。路線(xiàn)受地形、工程地質(zhì)條件、白龍江及現有G212公路和沿線(xiàn)村鎮等眾多因素影響，橋隧相連，工程艱巨，技術(shù)復雜，主要特點(diǎn)如下：

　　1、地形條件、地質(zhì)條件復雜，沿線(xiàn)不良地質(zhì)分布較廣，主要表現有斷層、構造大斷裂、滑坡、崩塌、泥石流等。

　　2、路線(xiàn)沿河谷布設走廊狹窄，沿線(xiàn)干擾物眾多，路線(xiàn)平面布設困難�？v面設計受白龍江河洪水位、現有G212公路高程控制。

　　3、總體方案復雜、橋隧比例大、橋梁結構形式多樣。洛塘河雙層高架橋具有節省空間、線(xiàn)形靈活的特點(diǎn)，可從空間上繞避不良地質(zhì)，最大可能地保護生態(tài)環(huán)境，減小橋墩阻水面積，在地形狹窄、地質(zhì)復雜、河道彎曲、洪水量大、橋墩阻水嚴重的特定條件下，相對于常規高速公路橋梁具有較大優(yōu)勢，是山區橋梁設計方案的一種必然選擇。

　　4、本路段隧道較多，穿過(guò)區域地形復雜，巖性多變，受地形條件限制，部分隧道斷面無(wú)法采用分離，需設置連拱隧道。

　　5、本項目隧道多，且基本為隧道群，隧道的監控聯(lián)網(wǎng)、防災救援等是隧道機電的設計重點(diǎn)。

　　6、土地資源貧乏，水土流失嚴重。