關于高速公路橋梁設計要點探討

1、<p>　　關于高速公路橋梁設計要點探討</p><p>　　摘要：隨著社會進步,人們開始認識到在高速公路橋梁的設計與施工中不僅僅要為自己著想,同時還要為別人著想,即關心橋梁對大地的影響,以及橋梁的地標意義。本文主要對公路橋梁的設計要點進行論述。 </p><p>　　關鍵詞：高速公路橋梁設計橋位選擇 </p><p>　　中圖分類號： U412.36+6

2、文獻標識碼： A </p><p><b>　　一、 橋位的選擇 </b></p><p>　　高速公路的橋位選擇，總的原則是：中小橋嚴格服從路線布設，大橋、特大橋等大型工程應做多方案同深度的橋位比選，并以其為控制點，總體上達到與路線走向一致，做到路、橋綜合考慮，合理銜接。同時，還應該注意保護名勝古跡，少干擾學校和居民村落，少占耕地。這些原則和平原區(qū)基本上相同，山區(qū)橋

3、位的選擇更重要的是要凸現對地質的重視。 </p><p><b>　　1、跨越巖溶地區(qū) </b></p><p>　　巖溶在山區(qū)不可避免要遇到，在遇到強巖溶地區(qū)時，橋位應以繞避為主，并盡量選在弱巖溶地區(qū)，若必須在強巖溶地區(qū)設橋時，則應選擇在巖層比較完整，洞穴頂板厚度尺寸足夠處；橋位遇到構造破碎帶時，應使橋位垂直或以較小的斜交角通過；巖溶塌陷區(qū)的橋位應選在覆蓋層較厚、土

4、層穩(wěn)固、洞穴和地下水位穩(wěn)定處，如塌陷范圍小，可選擇單跨跨越。（如新屋場2＃大橋、榨尾灣1＃大橋） </p><p><b>　　2、跨越滑坡體 </b></p><p>　　盡管在方案選擇、路線指標的運用、構造物和線位的布設等方面做了很大的努力，由于所處的地質環(huán)境特殊，巖土工程性質差，路線無法完全避開山體滑坡，滑坡體對橋梁基礎穩(wěn)定性造成潛在威脅，應首先考慮對滑坡體采取

5、工程措施進行處置，保證橋基安全。 </p><p><b>　　彎橋的設計 </b></p><p>　　1、彎橋直梁的可行性 </p><p>　　高速公路線性條件有限，橋梁大部分位于曲線段內，但考慮到施工工期和施工難度的影響，一般在曲線半徑R≥ 200米時仍然可以采用曲梁直作的方案。根據日本曲線梁橋的規(guī)定，當曲線角φ≤5度可用直梁布置，因此

6、，可在相應的曲線半徑內采用相應的跨徑來滿足這個要求，如：R＝200m，L≤20m；R＝300m，L≤25m；R＝350m，L≤30m；R＝500m，L≤40m；這些情況按直梁布設，完全能滿足結構設計的要求，只需將翼緣板和防撞墻部分現澆處理為曲線，即可符合彎橋布設的要求。 </p><p>　　2、彎橋的梁（板）布設 </p><p>　　裝配式梁（板）橋，橋型的平面布置一般采用各墩臺平行布

7、置或者徑向布置。平行布置時因為各墩臺與路線交角均不相同，各墩臺蓋梁上支座的位置也不一樣，幾何及下部構造較為復雜，所以只是在曲線半徑大、橋長較短時采用，其優(yōu)點是能保持預制梁長一致，但由于梁端角度不同，各墩臺長度不一致，使得設計和施工相對較為復雜；在這里主要介紹徑向布置的方法，徑向布置分為等梁長和變梁長兩種方法。 </p><p>　?、?等梁長徑向布置：利用改變墩頂現澆段的寬度來保證預制梁長一致，但曲線段橋墩蓋梁的

8、寬度不宜超過220cm，否則施工中的偏心荷載對墩身的安全造成影響，這時的現澆段平面為扇面狀，需要單獨設計。此方法的優(yōu)勢在于能保證預制梁長一致，節(jié)省模板。缺點在于現澆段的設計較麻煩，而且橋墩蓋梁寬度普遍太大，不美觀。 </p><p>　?、?變梁長徑向布置：梁長變化，以保證現澆段的寬度不變。優(yōu)點在于蓋梁寬度能保持一致，且不用加寬，現澆段設計簡單。缺點在于預制梁長不一致，施工時必須調整模板尺寸來改變梁長，稍微麻煩。

9、我省十漫高速公路橋梁設計多采用此方法。 </p><p>　　采用徑向布置時，橋墩臺存在錯幅的問題，可將左右幅橋中心附近的橋墩對齊，然后兩幅橋各自以其曲線內側弧長為標準梁長為基準向兩岸布孔，這樣將全橋范圍內的左右幅差值均衡地分配到橋兩端，不影響視覺上的美觀效果。 </p><p>　　曲線梁橋布孔時，考慮到曲線弦弧矢高的影響，預制梁的外邊緣必須做成曲線才能滿足防撞墻（護欄）的澆注空間要求，

10、因此，可以在預制內外邊梁時稍微調整模板，使翼緣板做成折線狀，來達到預期的目的。 </p><p><b>　　坡橋的設計 </b></p><p>　　1、橋梁的縱坡問題 </p><p>　　《公路工程技術標準》（JTJ001-97）規(guī)定，二、三、四級公路上的特、大、中橋橋上縱坡不宜大于4％，橋頭引道縱坡不宜大于5％；位于市鎮(zhèn)混合交通繁忙處，

11、橋上縱坡和橋頭引道縱坡均不得大于3％。此規(guī)定的主要因素是因為縱坡過大，非機動車爬行越困難，對通行的干擾越大，為防止堵車和發(fā)生事故，橋上及橋頭引道的縱坡不宜過大。山區(qū)高速公路上的橋梁，由于受地形及路線線性的限制，考慮到高速公路的行車條件，故在路線縱坡設計時橋上縱坡可以大于4％，但在橋梁上下部結構的構造措施、安全防護等方面應進行綜合考慮。 </p><p>　　2、梁（板）橋橋墩水平力問題 </p>&

12、lt;p>　?、?恒載作用下的橋墩受力：設計時，保證支座墊石和支座處于水平狀態(tài)，使橋墩理論上僅受到豎向力的作用。 </p><p>　?、?制動力作用下的橋墩受力：在制動力作用下，橋墩承受的力為制動力的水平分力和豎向分力，考慮到豎向分力較小，水平分力比制動力略小，故設計時，對制動力可不進行分解，而將制動力看作是水平作用力。 </p><p>　?、?溫度變化引起的墩頂水平力：因溫度變

13、化，上部結構產生收縮，導致橋墩墩頂產生水平位移，此時橋墩所受的水平力與墩頂的水平位移成正比，與橋面縱坡無關，故溫度變化引起的墩頂水平力與橋面縱坡無關。 </p><p>　　綜上所述，位于路線縱坡較大處的梁（板）橋，在恒載、活載、制動力及溫度變化影響力的共同作用下，橋墩墩頂所受的水平力與橋梁的縱坡關系不大，一般情況下，下部構造可按平坡橋進行結構分析。但縱坡較大的橋梁在施工運梁、安裝時容易出現滑移，設計、施工時應采

14、取相應的安全措施。 </p><p><b>　　橋墩、臺設計 </b></p><p>　　1、橋墩、臺型式的選擇 </p><p>　　在同一座橋里，橋墩的型式應盡量統一。對于跨河橋與墩高＜30m的橋墩，采用受力明確的雙柱式墩。墩高＜20m，僅在地面附近設一道系梁，線條簡潔、美觀；墩高≥20m，在墩身中間附近，加設一道系梁，使雙柱共同變形和

15、受力。 </p><p>　　柱式墩和方墩在景觀方面的效果差不多，在截面積相等時，方墩的截面剛度大于圓墩，通過調整厚度，可以調整方墩的截面剛度；圓墩在施工中外觀質量容易控制，且與樁基礎銜接方便，對于彎、斜橋來講，圓墩的景觀協調性要好。 </p><p>　　墩高≥30m時，可采用薄壁墩，高墩的穩(wěn)定（尤其是施工階段）與安全均得到改善，從橋梁的整體外觀看，線條簡潔美觀，隨著墩高與內力的變化，通

16、過調整薄壁墩的厚度以改變墩身的剛度，使結構受力更加合理。 </p><p>　　當地形橫向陡峭時，若采用雙柱墩，墩身高差大，因此墩身的剛度相差也大，為了使橋墩的受力均衡，可以保證相同高程處墩柱截面尺寸一致，其余部分加大截面尺寸和樁基統一；還可以考慮采用獨柱墩，不僅解決了結構受力的問題，同時景觀更加協調，減少了施工的工作面，經濟而且合理。 </p><p>　　在選用橋墩的型式時，一定要注意

17、同一聯內橋墩剛度比的協調，剛度相差不宜太大，否則各墩內力相差也很大，一般來說矮墩取較小的截面，高墩則采用相對大的截面。 </p><p>　　山區(qū)高速公路多采用U臺、雙柱式臺和肋板式橋臺，但應注意以下幾個問題： </p><p>　　① 地面橫坡較陡，則橋臺錐坡范圍很大，防護工程面積也大，這時可以考慮臺后接矮擋墻進入挖方路段； </p><p>　?、?U臺臺高一般

18、控制在9m以內，地面橫坡較陡，地質情況比較好時，采用臺階式基礎以避免挖方量太大，地質情況不好時，可以考慮采用樁基礎U臺。 </p><p>　?、?有些橋臺處地表巖土風化嚴重，雖有表層有天然植被，但施工時不宜大開大挖，以免破壞了山體的穩(wěn)定，此時可以選擇柱式臺或者肋板式橋臺，臺高≤5m，采用柱式臺，5m＜臺高＜10m，采用肋板式橋臺。 </p><p><b>　　2、高墩的設計

19、</b></p><p>　　山區(qū)高速公路一個重要特點就是橋多墩高，高墩的設計對于橋梁的結構安全至關重要，高墩設計時可采取如下措施： </p><p>　?、?采用合理的橋梁結構，在最高墩的位置采用連續(xù)－剛構組合體系的橋型方案，利用高墩的柔度，使結構受力合理； </p><p>　?、?處于小半徑上的連續(xù)T梁，充分利用地形條件合理劃分聯數，由較矮的橋墩承

20、受大部分的水平力，使得高墩的設計更加合理； </p><p>　　③ 選擇合理的下部結構，下部構造結合墩高，配合不同的上部結構，如連續(xù)－剛構采用空心墩，連續(xù)T梁采用柱式墩或薄壁墩。 </p><p><b>　　結束語 </b></p><p>　　總之，高速公路橋梁設計難度大，施工艱巨。沿線存在各種滑坡、巖堆、危巖體、巖溶、巖溶塌陷、地下暗河