G4211宁芜高速公路皖苏界至芜湖枢纽段改扩建工程

一、项目概述

G4211宁芜高速皖苏界至芜湖枢纽段改扩建工程是国家高速公路网的重要组成部分，是落实长三角一体化发展规划纲要和长江经济带发展规划纲要的重点项目，同时该路段也是连接安徽省皖江地区与苏南、上海等东部沿海发达地区的重要通道，对完善区域交通路网、促进沿线经济社会发展具有重要意义。

项目起点位于既有G4211宁芜高速公路苏皖省界，顺接宁芜高速公路江苏段改扩建工程终点，终于芜湖东枢纽互通立交，与G5011芜合高速十字交叉，项目全长49.305km，总投资74亿元。设计速度分段按100km/h和120km/h，全线采用双向八车道高速公路标准改扩建和进行交通强国智慧高速改造。

项目综合运用BIM、GIS、物联网、孪生数字沙盘等技术，构建智慧感知、智慧赋能、智慧管理、智慧应用、智慧交互“五位一体”架构，实现主动式安全预警、伴随式信息服务、可视化智能管控，可提升10％的车辆通行效率，降低30％的交通事故发生率，异常交通事件救援时间缩短50%，进一步助力长三角一体化区域交通发展。

项目于2021年1月开工，2023年12月底完成交工验收。

图1 项目地理位置图

图2 宁芜高速改扩建通车实景图

二、技术标准

（1）道路等级：高速公路；

（2）地形条件：平原微丘区；

（3）设计速度：100、120km/h；

（4）路基宽度：双向八车道，42m；

（5）路面类型：沥青混凝土；

（6）汽车荷载等级：公路-I级；

（7）地震动参数：0.05g；

（8）设计洪水频率：路基、大中小桥及涵洞1/100、特大桥1/300；

（9）改扩建方式：以两侧拼宽为主，局部单侧拼宽。

图3 改扩建中的青山河特大桥

三、主要技术创新点

（1）严格保护土地资源，集约利用通道资源，推行生态环保设计

采用原位扩建的方式，与地方规划预留扩建空间相吻合，充分利用现有走廊带资源，与现状宁安高铁及规划的巢马城际连接线共用走廊带；姑溪河特大桥路段，充分论证减少基本农田占压；实践土石方“零弃少借”，节约土地资源；便道布设充分考虑利用现有道路以及与地方道路规划建设结合；预制场、拌合站等充分利用现有施工场地及废弃厂房，减少重复建设。涉及大青山路段，采用单侧加宽方案，加强生态防护措施，落实生态补偿，结合周边水体等级，合理设置净化处理与收集措施，增强对路面和桥面径流的消纳与净化功能。

（2）安徽省省首条智慧高速试点项目，构建“五位一体”架构与智慧综合服务方式

开展了覆盖感知、数字、应用、交互等多项课题，综合运用BIM、GIS、物联网、孪生数字沙盘等技术，构建智慧感知、智慧赋能、智慧管理、智慧应用、智慧交互“五位一体”架构，实现主动式安全预警、伴随式信息服务、可视化智能管控，可提升10％的车辆通行效率，降低30％的交通事故发生率，异常交通事件救援时间缩短50%。

全方位融合感知让驾驶更安全。基于高速公路高清摄像头构建高精度地图数字孪生平台，实现车道级交通事件主动发现和重点车辆跟踪监控，引入遥感监测技术，建立天地一体化高速关键基础设施全天候状态感知体系。

全维度精准管控让拥堵少发生。基于多维数据实现对拥堵成因的精准识别和定位，搭建高速公路智慧云控平台，提升事件发生后的应急处置效率。

全过程信息发布让出行更便利。统御路侧信息发布设备、手机移动终端等多维度信息发布方式，提前预知道路实时状态，通过手机端的“一键救援”功能，实现事故快速救援。

图4 智慧高速专项研究与综合技术应用

（3）大跨径桥梁改扩建系列创新技术

青山河特大桥和姑溪河特大桥为宁芜改扩建关键控制性工程，全长1063m和2079m，均为下承式钢箱空间系杆拱特大桥，主桥主跨分别为160m和138m，桥面采用正交异性钢桥面板，桥面铺装采用UHPC高性能混凝土，主墩为预应力混凝土门式墩，主桥基础采用大直径空心钻孔桩，引桥上部结构采用四主梁钢板组合梁结构，下部采用桩柱式桥墩。

主桥采用先梁后拱的施工方法，通过拖拉滑移工艺完成主梁架设，再在主梁上搭设支架完成拱肋安装及合龙。大桥在新结构、新材料、新工艺、新技术方面均进行了系列技术创新，部分建造技术属于安徽省内首次应用。

图5 青山河特大桥

图6 姑溪河特大桥

1）新工艺：自护壁大直径混凝土空心管柱基础

传统承台接群桩方案，导致基坑开挖较大，影响河道堤防安全。为适应本桥特殊建设条件，开发了自护壁超大直径混凝土空心管柱基础，桩基直径达D5m，上接桥墩直径D4.5m。从结构，从设计、施工、检测等方面均开发了一整套新技术，为同类技术难题提供了一种新的处理方案。

2）新材料—UHPC超高性能混凝土钢桥面铺装

传统的钢结构系杆拱桥采用的钢桥面铺装要么工艺要求高，施工中稍有不慎就会反复损坏，要么整体刚度不足，在柔性变形较大的结构中容易产生疲劳损坏。本桥首次在省内引入UHPC超高性能混凝土钢桥面铺装方案，将钢桥面转变成组合桥面，极大提高了桥面刚度，减小了面板和纵横肋在轮载下的应力，大幅提高了钢桥面的抗疲劳寿命。

3）新结构—四主梁钢板组合梁结构

结合单幅四车道高速公路建设，开发了四主梁钢板组合梁结构，填补了钢板组合梁在这一宽度方面的空白，为今后高速公路四改八的建设提供了新的桥梁方案。

四、小结

作为安徽省首条交通强国智慧高速试点项目，本项目构建智慧感知、智慧赋能、智慧管理、智慧应用、智慧交互“五智一体”的智慧高速架构，实现主动式安全预警、伴随式信息服务、准全天候安全通行、可视化智能管控。相比传统高速可使车辆通行效率提升10%、交通事故发生率降低30%、异常交通事件救援时间缩短50%，为未来智慧交通发展树立了具有示范意义的标杆。

作为道路改扩建智慧交通“标准化”，在推动创新成果转化应用等方面取得了显著成效，综合效益显著。