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所属栏目：项目管理论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:149

副标题#e#
　　山区高速公路桥梁设计
　　张涛
　　中国水电顾问集团西北勘测设计研究院陕西西安710065
　　摘要：现代高速公路建设中，桥梁建设技术已经成为不可或缺的关键技术之一。本文从我国高速公路桥梁建设的理念入手，分析了我国高速公路桥梁建设的设计特点，简要介绍了高速公路桥梁建设中采用的关键技术，具有一定参考价值，另外本文说明在山区建设计高速公路桥梁，遇到的问题及采用的解决办法。
　　主题词：山区高速公路桥梁设计
　　随着我国经济建设的发展，特别是西部大开发倡议的实施，我国在山区修建的高速公路越来越多，山区高速公路地形地质复杂，构造物多，桥梁隧道总长占路线长度的比例大，有的山区高速公路，桥隧比例高达70%—80%。所以要设计成功一条山区高速公路，设计好其中的桥梁部分就显得十分重要。
　　1山区高速公路的主要特点
　　山区高速公路的主要特点是地形地质复杂。地形复杂，表现为地面高差大，变化频繁，横坡陡；地质复杂表现为岩溶、滑坡、不稳定斜坡、崩塌、陡崖、煤气地层等不良地质。受此影响，路线布设时平纵横三个方面都受到约束，一般就是平曲线多，平面半径小，纵坡大，桥梁比例高，横坡陡，半边桥和高挡墙多。山区高速公路桥梁也相应具有上述特点，弯坡桥多，高墩大跨多，墩台形式多，设计中必须协调解决好桥梁各细部构造与地形地质之间的关系。
　　2充分理解桥梁与路基的关系
　　2．1桥梁跨越方案与高填方路基方案的比较
　　山区高速公路桥梁很多不受水文控制而只受地形控制，因不宜做路基而设置为高架桥，路桥界限一直是难以把握的关键问题，也是影响公路造价的问题，路基规范强调“路基中心填方高度超过20m时，宜和桥梁做方案比选。”项目实际运作中，往往由于工期紧，或认为桥梁跨越方案安全省事，就直接考虑桥梁方案，实际上，对于地质情况较好，虽然隧相连地段，为消化隧道废方，考虑路基方案可能比桥梁方案更安全经济，因为这样的地形架桥，场地局促，难度大，横纵坡陡，极易引发边坡失稳，而对于这而平缓地段，虽然填方高度只有20mm左右，但如果需跨标段借方，且运距远，填方基底还需要花大量资金处理的路段，反而考虑桥梁方案要更安全经济。
　　2．2半边桥与档墙的关系
　　山区高速公路地形横坡陡峭，虽然可以通过设计为左右幅路基不一样高的错台路其来处理，但有时由于左右幅路基横向交通要求，需要设置转向车道，错台式路基方案不易实现，这时就不可避免地会出现半边桥。当最低一侧填土高度为15m左右时，应综合地形、地质将加筋挡墙，锚杆挡墙，弃土方案与半边桥做综合比较后决定是否设置桥梁。
　　3山区桥梁的结构体系特性
　　为保证行车舒适，结构耐久适用，山区高速公路大中桥一般均采用先简支后连续或墩梁固结的连续一刚构混合体系。由于全刚构体系墩高相差较大，需通过调整桥墩的线刚度来改善桥墩受力，会导致桥墩尺寸比较多，美观性降低，施工相对麻烦，全连续结构联长太长，舒适性差，墩台所受水平力较大，墩柱尺寸相对较浪费材料。根据地形，将中间墩高较高，刚度相差不大的相邻几个桥墩固结起来，利用其柔性适应桥墩所受的温度收缩、徐变、制动力等水平力，较矮的边墩设置滑板支座或橡胶支座，形成连续梁，这样的刚构一连续体系，高墩、矮墩的受力性能都得到了改善，且适应地形特点，因此山区高速公路桥梁宜采用先简支后连续或墩梁固结的连续--刚构混合体系，既适应平面线形，又适应桥梁的受力特点。
　　4桥梁上部构造设计
　　4．1一般设计原则
　　采用径T梁,在小半径平曲线上，由于内外梁梁长差较大，跨中矢高较大，对路线的适应性要差一些，另外山区高速公路，交通运输，场地预制条件均较差，大型机具进入困难，因此一般情况下不选用50m跨径T梁。故山区高速公路桥梁，宜采#p#副标题#e#用的常用标准跨径为20、25、30、40m，T梁之间的横向连接有铰接和刚接两种形式，采用铰接时，铰只传递剪力，车辆荷载作用在铰接缝处时，弯矩主要由现浇桥面板来承受，这样现浇桥面板的厚度就必须加厚，否则，铰接缝处桥面板易出现通长的纵向裂缝，现浇桥面板厚度增加，意味着恒载增加，T梁配筋和钢索必须增加，经济性下降，所以T梁横向连接采用刚性较好。
　　4．2具体桥梁设计
　　具体到一座桥设计时，上部构造设计要处理好两个关系。
　　4.2.1跨径与墩高的关系
　　跨径与墩高的关系按桥梁美学原则，一般应选择比值为0.618-1比较经济，即20m跨径T梁适应的墩高一般为12~20m，40m跨径适应的墩高一般为24~40m，山区高速公路地形起伏变化频繁，通常应根据地形选择一种跨径，不宜根据墩高频繁变化跨径，墩柱高度变化很大时，可以采用20m与30m或者30m与40m的组合跨径，当一座桥梁，有几种跨径方案可选择时，应结合上下构进行造价分析比较再做选择。
　　4.2.2上部构造（板或梁）与平面曲线半径的关系
　　桥位处平面曲线半径对桥梁跨径的选择及平面布置影响较大。主要表现为两个方面：一是内外弧差，二是中矢高，墩台径向布置时，由于曲率半径的影响，内外梁梁长不等，半径越小，内外梁梁长差越大，解决此问题一般有两种途径：A、根据平面半径变化梁长；B、不变梁长通过加大帽梁，加大封锚或加长现浇连续段处理。第一种方法变化梁长，设计简单，帽梁尺寸较小，规格统一，但给施工单位带来困难。第二种办法虽然材料稍有浪费，美观性稍差，但仍优于前一种。
　　5桥梁下部构造设计
　　5．1桥墩的基本设计要求
　　对于较矮的桥墩（H<40m），多采用柱式墩，Y形薄壁墩，其中又以柱式墩最常用，柱式墩分圆柱和方柱。圆柱施工中外观质量易控制，且与桩基衔接方便，但从美观上来说，方柱，与上构梁体协调。山区高速公路桥梁常用标准化，装配化设计，其跨径有16、20、25、30、40、50m，横断面形式有空心板、T梁、小箱梁等。对于跨径小于30m的有空心板，小箱梁，T梁等3处结构可以选择。对于40、50m跨径，根据梁的受力特点，宜采用T梁。
　　5．2高墩的设计要求
　　当墩高小于40m时，一般桥墩的设计都由强度控制。当墩高大于40m时，就必须考虑桥墩的稳定问题。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）指出“，当L0/H>30时，构件已由材料破坏变为失稳破坏。”L0/H=30为第一类稳定与第二类稳定的分界点，L0为受压柱的有效长度，为0.5-2倍墩高，其取值与施工状态，上构重量、上构和墩柱的连接方式即墩柱的支承刚度有关。
　　5．3桥墩与路幅的关系
　　山区高速公路有整体式路基，也有分离式路基。目前路线选线越来越强调减少占地，环保与景观协调的理念，除了中长隧道等设置分离式路基外，越来越多的采用整体式路基，整体式路基的双幅桥，一般情况下下构按分幅单独设计，即双幅四柱，对于高墩长桥，为了减少开挖，增强边坡稳定性，节约材料，降低造价，整体式下构即双幅两柱不失为一种较好的选择。与双幅四柱相比，在桥墩截面积及横向宽度相当的情况下，整体式下构横向和纵向刚度是分幅设置的两倍能上能下，除了可以减少开挖，节约材料，施工面少外，还能减少墩顶变位。
　　6结束语
　　高速公路的桥梁设计，根据地形、地质、施工使用经济美观等要求，既要分析每座桥梁的具体情况，又要结合全线桥梁情况综合考虑，合理选择桥型方案，结构尺寸，施工方法等。才能达到全线桥梁设计的经济、适用、合理的目标。
　　参考文献：
　　[1]袁兴无.我国山区高速公路桥梁设计特性与方法[J].中国科技信息,2006,(13)
　　[2]何春晖.我国山区高速公路桥梁设计的基本方法[J].黑龙江科技信息,2009,(04)