G4211寧蕪高速公路皖蘇界至蕪湖樞紐段改擴建工程

一、項目概述

G4211寧蕪高速皖蘇界至蕪湖樞紐段改擴建工程是國家高速公路網(wǎng)的重要組成部分，是落實長三角一體化發(fā)展規(guī)劃綱要和長江經(jīng)濟帶發(fā)展規(guī)劃綱要的重點項目，同時該路段也是連接安徽省皖江地區(qū)與蘇南、上海等東部沿海發(fā)達地區(qū)的重要通道，對完善區(qū)域交通路網(wǎng)、促進沿線經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要意義。

項目起點位于既有G4211寧蕪高速公路蘇皖省界，順接寧蕪高速公路江蘇段改擴建工程終點，終于蕪湖東樞紐互通立交，與G5011蕪合高速十字交叉，項目全長49.305km，總投資74億元。設計速度分段按100km/h和120km/h，全線采用雙向八車道高速公路標準改擴建和進行交通強國智慧高速改造。

項目綜合運用BIM、GIS、物聯(lián)網(wǎng)、孿生數(shù)字沙盤等技術，構建智慧感知、智慧賦能、智慧管理、智慧應用、智慧交互“五位一體”架構，實現(xiàn)主動式安全預警、伴隨式信息服務、可視化智能管控，可提升10％的車輛通行效率，降低30％的交通事故發(fā)生率，異常交通事件救援時間縮短50%，進一步助力長三角一體化區(qū)域交通發(fā)展。

項目于2021年1月開工，2023年12月底完成交工驗收。

圖1 項目地理位置圖

圖2 寧蕪高速改擴建通車實景圖

二、技術標準

（1）道路等級：高速公路；

（2）地形條件：平原微丘區(qū)；

（3）設計速度：100、120km/h；

（4）路基寬度：雙向八車道，42m；

（5）路面類型：瀝青混凝土；

（6）汽車荷載等級：公路-I級；

（7）地震動參數(shù)：0.05g；

（8）設計洪水頻率：路基、大中小橋及涵洞1/100、特大橋1/300；

（9）改擴建方式：以兩側拼寬為主，局部單側拼寬。

圖3 改擴建中的青山河特大橋

三、主要技術創(chuàng)新點

（1）嚴格保護土地資源，集約利用通道資源，推行生態(tài)環(huán)保設計

采用原位擴建的方式，與地方規(guī)劃預留擴建空間相吻合，充分利用現(xiàn)有走廊帶資源，與現(xiàn)狀寧安高鐵及規(guī)劃的巢馬城際連接線共用走廊帶；姑溪河特大橋路段，充分論證減少基本農(nóng)田占壓；實踐土石方“零棄少借”，節(jié)約土地資源；便道布設充分考慮利用現(xiàn)有道路以及與地方道路規(guī)劃建設結合；預制場、拌合站等充分利用現(xiàn)有施工場地及廢棄廠房，減少重復建設。涉及大青山路段，采用單側加寬方案，加強生態(tài)防護措施，落實生態(tài)補償，結合周邊水體等級，合理設置凈化處理與收集措施，增強對路面和橋面徑流的消納與凈化功能。

（2）安徽省省首條智慧高速試點項目，構建“五位一體”架構與智慧綜合服務方式

開展了覆蓋感知、數(shù)字、應用、交互等多項課題，綜合運用BIM、GIS、物聯(lián)網(wǎng)、孿生數(shù)字沙盤等技術，構建智慧感知、智慧賦能、智慧管理、智慧應用、智慧交互“五位一體”架構，實現(xiàn)主動式安全預警、伴隨式信息服務、可視化智能管控，可提升10％的車輛通行效率，降低30％的交通事故發(fā)生率，異常交通事件救援時間縮短50%。

全方位融合感知讓駕駛更安全?；诟咚俟犯咔鍞z像頭構建高精度地圖數(shù)字孿生平臺，實現(xiàn)車道級交通事件主動發(fā)現(xiàn)和重點車輛跟蹤監(jiān)控，引入遙感監(jiān)測技術，建立天地一體化高速關鍵基礎設施全天候狀態(tài)感知體系。

全維度精準管控讓擁堵少發(fā)生?；诙嗑S數(shù)據(jù)實現(xiàn)對擁堵成因的精準識別和定位，搭建高速公路智慧云控平臺，提升事件發(fā)生后的應急處置效率。

全過程信息發(fā)布讓出行更便利。統(tǒng)御路側信息發(fā)布設備、手機移動終端等多維度信息發(fā)布方式，提前預知道路實時狀態(tài)，通過手機端的“一鍵救援”功能，實現(xiàn)事故快速救援。

圖4 智慧高速專項研究與綜合技術應用

（3）大跨徑橋梁改擴建系列創(chuàng)新技術

青山河特大橋和姑溪河特大橋為寧蕪改擴建關鍵控制性工程，全長1063m和2079m，均為下承式鋼箱空間系桿拱特大橋，主橋主跨分別為160m和138m，橋面采用正交異性鋼橋面板，橋面鋪裝采用UHPC高性能混凝土，主墩為預應力混凝土門式墩，主橋基礎采用大直徑空心鉆孔樁，引橋上部結構采用四主梁鋼板組合梁結構，下部采用樁柱式橋墩。

主橋采用先梁后拱的施工方法，通過拖拉滑移工藝完成主梁架設，再在主梁上搭設支架完成拱肋安裝及合龍。大橋在新結構、新材料、新工藝、新技術方面均進行了系列技術創(chuàng)新，部分建造技術屬于安徽省內首次應用。

圖5 青山河特大橋

圖6 姑溪河特大橋

1）新工藝：自護壁大直徑混凝土空心管柱基礎

傳統(tǒng)承臺接群樁方案，導致基坑開挖較大，影響河道堤防安全。為適應本橋特殊建設條件，開發(fā)了自護壁超大直徑混凝土空心管柱基礎，樁基直徑達D5m，上接橋墩直徑D4.5m。從結構，從設計、施工、檢測等方面均開發(fā)了一整套新技術，為同類技術難題提供了一種新的處理方案。

2）新材料—UHPC超高性能混凝土鋼橋面鋪裝

傳統(tǒng)的鋼結構系桿拱橋采用的鋼橋面鋪裝要么工藝要求高，施工中稍有不慎就會反復損壞，要么整體剛度不足，在柔性變形較大的結構中容易產(chǎn)生疲勞損壞。本橋首次在省內引入UHPC超高性能混凝土鋼橋面鋪裝方案，將鋼橋面轉變成組合橋面，極大提高了橋面剛度，減小了面板和縱橫肋在輪載下的應力，大幅提高了鋼橋面的抗疲勞壽命。

3）新結構—四主梁鋼板組合梁結構

結合單幅四車道高速公路建設，開發(fā)了四主梁鋼板組合梁結構，填補了鋼板組合梁在這一寬度方面的空白，為今后高速公路四改八的建設提供了新的橋梁方案。

四、小結

作為安徽省首條交通強國智慧高速試點項目，本項目構建智慧感知、智慧賦能、智慧管理、智慧應用、智慧交互“五智一體”的智慧高速架構，實現(xiàn)主動式安全預警、伴隨式信息服務、準全天候安全通行、可視化智能管控。相比傳統(tǒng)高速可使車輛通行效率提升10%、交通事故發(fā)生率降低30%、異常交通事件救援時間縮短50%，為未來智慧交通發(fā)展樹立了具有示范意義的標桿。

作為道路改擴建智慧交通“標準化”，在推動創(chuàng)新成果轉化應用等方面取得了顯著成效，綜合效益顯著。