關(guān)于高速公路橋梁設(shè)計要點探討

1、<p>　　關(guān)于高速公路橋梁設(shè)計要點探討</p><p>　　摘要：隨著社會進(jìn)步,人們開始認(rèn)識到在高速公路橋梁的設(shè)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(guān)心橋梁對大地的影響,以及橋梁的地標(biāo)意義。本文主要對公路橋梁的設(shè)計要點進(jìn)行論述。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高速公路橋梁設(shè)計橋位選擇 </p><p>　　中圖分類號： U412.36+6

2、文獻(xiàn)標(biāo)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(yán)格服從路線布設(shè)，大橋、特大橋等大型工程應(yīng)做多方案同深度的橋位比選，并以其為控制點，總體上達(dá)到與路線走向一致，做到路、橋綜合考慮，合理銜接。同時，還應(yīng)該注意保護(hù)名勝古跡，少干擾學(xué)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(xiàn)對地質(zhì)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(yīng)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(shè)橋時，則應(yīng)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(gòu)造破碎帶時，應(yīng)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(yīng)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(biāo)的運用、構(gòu)造物和線位的布設(shè)等方面做了很大的努力，由于所處的地質(zhì)環(huán)境特殊，巖土工程性質(zhì)差，路線無法完全避開山體滑坡，滑坡體對橋梁基礎(chǔ)穩(wěn)定性造成潛在威脅，應(yīng)首先考慮對滑坡體采取

5、工程措施進(jìn)行處置，保證橋基安全。 </p><p><b>　　彎橋的設(shè)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(nèi)，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(jù)日本曲線梁橋的規(guī)定，當(dāng)曲線角φ≤5度可用直梁布置，因此

6、，可在相應(yīng)的曲線半徑內(nèi)采用相應(yīng)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(shè)，完全能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求，只需將翼緣板和防撞墻部分現(xiàn)澆處理為曲線，即可符合彎橋布設(shè)的要求。 </p><p>　　2、彎橋的梁（板）布設(shè) </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(gòu)造較為復(fù)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(yù)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(shè)計和施工相對較為復(fù)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(xiàn)澆段的寬度來保證預(yù)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(xiàn)澆段平面為扇面狀，需要單獨設(shè)計。此方法的優(yōu)勢在于能保證預(yù)制梁長一致，節(jié)省模板。缺點在于現(xiàn)澆段的設(shè)計較麻煩，而且橋墩蓋梁寬度普遍太大，不美觀。 </p><p>　　② 變梁長徑向布置：梁長變化，以保證現(xiàn)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(xiàn)澆段設(shè)計簡單。缺點在于預(yù)制梁長不一致，施工時必須調(diào)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(shè)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(nèi)側(cè)弧長為標(biāo)準(zhǔn)梁長為基準(zhǔn)向兩岸布孔，這樣將全橋范圍內(nèi)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(yù)制梁的外邊緣必須做成曲線才能滿足防撞墻（護(hù)欄）的澆注空間要求，

10、因此，可以在預(yù)制內(nèi)外邊梁時稍微調(diào)整模板，使翼緣板做成折線狀，來達(dá)到預(yù)期的目的。 </p><p><b>　　坡橋的設(shè)計 </b></p><p>　　1、橋梁的縱坡問題 </p><p>　　《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（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(jī)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(shè)計時橋上縱坡可以大于4％，但在橋梁上下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施、安全防護(hù)等方面應(yīng)進(jìn)行綜合考慮。 </p><p>　　2、梁（板）橋橋墩水平力問題 </p>&

12、lt;p>　　① 恒載作用下的橋墩受力：設(shè)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(shè)計時，對制動力可不進(jìn)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(jié)構(gòu)產(chǎn)生收縮，導(dǎo)致橋墩墩頂產(chǎn)生水平位移，此時橋墩所受的水平力與墩頂?shù)乃轿灰瞥烧?，與橋面縱坡無關(guān)，故溫度變化引起的墩頂水平力與橋面縱坡無關(guān)。 </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(guān)系不大，一般情況下，下部構(gòu)造可按平坡橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。但縱坡較大的橋梁在施工運梁、安裝時容易出現(xiàn)滑移，設(shè)計、施工時應(yīng)采

14、取相應(yīng)的安全措施。 </p><p><b>　　橋墩、臺設(shè)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(yīng)盡量統(tǒng)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(shè)一道系梁，線條簡潔、美觀；墩高≥20m，在墩身中間附近，加設(shè)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(diào)整厚度，可以調(diào)整方墩的截面剛度；圓墩在施工中外觀質(zhì)量容易控制，且與樁基礎(chǔ)銜接方便，對于彎、斜橋來講，圓墩的景觀協(xié)調(diào)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(nèi)力的變化，通

16、過調(diào)整薄壁墩的厚度以改變墩身的剛度，使結(jié)構(gòu)受力更加合理。 </p><p>　　當(dāng)?shù)匦螜M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(tǒng)一；還可以考慮采用獨柱墩，不僅解決了結(jié)構(gòu)受力的問題，同時景觀更加協(xié)調(diào)，減少了施工的工作面，經(jīng)濟(jì)而且合理。 </p><p>　　在選用橋墩的型式時，一定要注意

17、同一聯(lián)內(nèi)橋墩剛度比的協(xié)調(diào)，剛度相差不宜太大，否則各墩內(nèi)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(yīng)注意以下幾個問題： </p><p>　?、?地面橫坡較陡，則橋臺錐坡范圍很大，防護(hù)工程面積也大，這時可以考慮臺后接矮擋墻進(jìn)入挖方路段； </p><p>　?、?U臺臺高一般

18、控制在9m以內(nèi)，地面橫坡較陡，地質(zhì)情況比較好時，采用臺階式基礎(chǔ)以避免挖方量太大，地質(zhì)情況不好時，可以考慮采用樁基礎(chǔ)U臺。 </p><p>　?、?有些橋臺處地表巖土風(fēng)化嚴(yán)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(shè)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(shè)計對于橋梁的結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要，高墩設(shè)計時可采取如下措施： </p><p>　?、?采用合理的橋梁結(jié)構(gòu)，在最高墩的位置采用連續(xù)－剛構(gòu)組合體系的橋型方案，利用高墩的柔度，使結(jié)構(gòu)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(lián)數(shù)，由較矮的橋墩承

20、受大部分的水平力，使得高墩的設(shè)計更加合理； </p><p>　?、?選擇合理的下部結(jié)構(gòu)，下部構(gòu)造結(jié)合墩高，配合不同的上部結(jié)構(gòu)，如連續(xù)－剛構(gòu)采用空心墩，連續(xù)T梁采用柱式墩或薄壁墩。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　總之，高速公路橋梁設(shè)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