高速公路常規(guī)結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)探析

羅帥 高濤

（商洛市交通設(shè)計(jì)院，陜西 商洛 726000）

1 橋梁設(shè)計(jì)的一般原則

高速公路的橋梁在設(shè)計(jì)方面要具備先進(jìn)的水平，應(yīng)當(dāng)具備安全穩(wěn)定，堅(jiān)固實(shí)用，花費(fèi)合理的需要，并且要顧慮環(huán)保需要，在材料的選擇上，要盡量選擇方便使用而距離近的材料，對(duì)于橋涵的跨徑較為標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇裝配式構(gòu)造，有助于配合工廠大規(guī)模操作；下方的構(gòu)造力求簡(jiǎn)單，對(duì)于橋涵來(lái)講，除了與相關(guān)的技術(shù)準(zhǔn)則相配合，還要對(duì)工程本身的構(gòu)造需要，材料的質(zhì)地，穩(wěn)定性，耐久性，都要考慮進(jìn)去，而對(duì)于特殊的工作需要，都要通過(guò)新的技術(shù)手段來(lái)完成。因此，工藝條件不斷完善跟發(fā)展。

2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

橋梁上部結(jié)構(gòu)主要采用鋼筋混凝土板、預(yù)制先張預(yù)應(yīng)力混凝土空心板（寬幅空心板，標(biāo)準(zhǔn)底板寬1.5m）、后張預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁、后張預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式箱梁，現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁(板)、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁(板)等結(jié)構(gòu)。

主線和立交匝道上3孔以上且橋長(zhǎng)大于40m的大中橋，當(dāng)采用T梁或小箱梁結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮采用先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的上部結(jié)構(gòu)。

當(dāng)采用預(yù)制先張預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的上部結(jié)構(gòu)時(shí)，橋面連續(xù)是很好的方法。通常空心板的板翼寬度最大值必須低于75cm，如果橋梁的寬度變大，而板翼需要與之配合，即可考慮超過(guò)75cm，不過(guò)配筋數(shù)要增多，尤其在板翼連接處以及外側(cè)箍筋處，相應(yīng)的，橋梁寬度值變大也會(huì)導(dǎo)致板增多，選擇從外到里的方式布置板塊，以外側(cè)為對(duì)齊標(biāo)準(zhǔn)，必須使用加寬空心板，要約束板子的寬度差在20cm以內(nèi)，橋梁寬度的變化最好不以變動(dòng)鉸縫寬的形式變動(dòng)。采用連續(xù)梁時(shí)，梁高：等截面連續(xù)箱梁L/15～L/25；變截面連續(xù)箱梁為中墩支點(diǎn)L/15～L/25，跨中或邊支點(diǎn)L/25～L/40；同時(shí)考慮箱梁內(nèi)模板的構(gòu)造要求，連續(xù)箱梁的最小梁高不低于1.3m。邊中跨跨徑比：等截面連續(xù)箱梁取用0.7～1.0；變截面連續(xù)箱梁取用0.6～0.8。連續(xù)箱梁翼緣懸臂長(zhǎng)度一般不宜大于3m，其中超過(guò)2.5m時(shí)應(yīng)設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋；懸臂翼緣板尺寸通常不小于3m的，要根據(jù)有限元的方法來(lái)分析板的力的分布狀況，特別考慮板子下緣處的各種配筋比例，箱梁翼緣懸臂端的厚度不應(yīng)小于140mm，一般情況下采用180mm。箱梁翼緣懸臂根部厚度可取1/5～1/7的懸臂長(zhǎng)度。連續(xù)箱梁頂、底板厚度：這兩項(xiàng)的厚度和板跨徑的比例應(yīng)超過(guò)1:30，總厚度值需要大于200mm，另外，在尺寸的設(shè)計(jì)上，要考慮到符合眾多一般鋼筋以及預(yù)應(yīng)力鋼筋及其保護(hù)層得到規(guī)定，在通過(guò)計(jì)算，沒(méi)有鋼束作為材料的情況下，需要低于25cm。箱梁邊支點(diǎn)橫梁厚度一般取0.8～1.2m，中支點(diǎn)橫梁的厚度需根據(jù)是否獨(dú)柱墩單支座、支座的具體位置計(jì)算確定，應(yīng)不小于1.2m，并應(yīng)滿足相應(yīng)構(gòu)造要求。預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁箱梁端橫隔梁的端部20cm范圍內(nèi)的橫梁鋼筋主筋直徑不得超過(guò)16mm，以避免與錨槽開口沖突。當(dāng)橫梁的跨高比不大于5.0時(shí)，應(yīng)按照深受彎構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算，有條件時(shí)應(yīng)優(yōu)先參照美國(guó)AASHTO規(guī)范，采用撐桿系桿模型計(jì)算，不得設(shè)置斜筋。

小橋通道上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆實(shí)心板。橫橋向板端設(shè)翼緣，翼緣長(zhǎng)度按設(shè)置擋塊后臺(tái)帽不伸出路基寬度控制。6m跨徑板高0.45m，8m跨徑板高0.55m。小橋通道如果橋臺(tái)高度超過(guò)6米，可設(shè)計(jì)成暗橋，暗橋上部采用C30混凝土現(xiàn)澆板。

3 下部結(jié)構(gòu)

3.1 橋墩

對(duì)于普通結(jié)構(gòu)的橋梁一般宜采用柱式墩身上置蓋梁的框架式體系。橋梁斜交角度≤20度時(shí)，采用雙柱式橋墩；角度≥20度時(shí)，采用3柱式橋墩。在考慮橋梁外觀設(shè)計(jì)方面，不使用蓋梁應(yīng)用于橋墩，是考慮使橋體本身較為大氣，外觀協(xié)調(diào)。

標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制結(jié)構(gòu)橋梁的柱式墩身、樁基礎(chǔ)橋墩尺寸擬定如下：

3.2 橋臺(tái)

橋臺(tái)一般采用重力式U型臺(tái)、肋板臺(tái)、樁柱式臺(tái)。其中以重力式U臺(tái)最常用，根據(jù)《墩臺(tái)與基礎(chǔ)》規(guī)定，U臺(tái)適應(yīng)的填土范圍為4-10m，所以U臺(tái)的高度最好以10m控制。山區(qū)橋梁U臺(tái)一個(gè)顯著特征就是橫向，縱向橫坡陡，為了適應(yīng)地形，減小開挖，節(jié)約圬工方量，U臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)地形合理分臺(tái)階。因?yàn)闃吨问降臉蚺_(tái)本身具有的剛度不大，不耐推，如果聯(lián)長(zhǎng)數(shù)值大，而高度值偏大時(shí)，最好不做選擇，通常臺(tái)后填土達(dá)到5m足夠，不可過(guò)高，而聯(lián)長(zhǎng)需要少于150m，相對(duì)說(shuō)來(lái)埋置式有更寬的應(yīng)用范圍，不過(guò)也不應(yīng)過(guò)高，最好小于12m。

3.3 基礎(chǔ)

墩臺(tái)位置如果在平原地區(qū)，或者坡度不大的地方，要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)來(lái)確定是否使用樁基，一般樁基是最好的手段，在起伏較大的山區(qū)，地面不夠平坦，坡度較大的橋墩的地方，要選擇樁基，適當(dāng)選擇樁柱式以及挖孔樁和肋板相配合的方式，使挖掘面積減少，不過(guò)對(duì)水平方向坡度不夠，而縱坡明顯的橋梁來(lái)說(shuō)，重力式的橋墩有更好的效果，想在斜坡上進(jìn)行基礎(chǔ)的增大需要注意上層覆蓋程度與應(yīng)力擴(kuò)散角的關(guān)聯(lián)影響，樁基礎(chǔ)大都選擇柱狀以及嵌巖樁，若地質(zhì)水平不夠優(yōu)越，可選擇摩擦樁，樁基礎(chǔ)無(wú)論怎樣受力，通常都是以鉆孔樁以及挖孔樁的形式成型。

挖孔樁成本不是很高，不過(guò)實(shí)際是否可以利用挖孔樁，還要根據(jù)具體地質(zhì)條件來(lái)看，如果樁長(zhǎng)過(guò)關(guān)，而遭遇軟地，流沙地面的幾率較大，則很容易局部塌陷，如果地下水的高度較大，內(nèi)部有可燃?xì)怏w或有害氣體，也最好不用挖孔樁。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)建設(shè)速度突飛猛進(jìn)，尤其在擴(kuò)大內(nèi)部需求，提升經(jīng)濟(jì)效益方面，我國(guó)建設(shè)了更多的高速公路，而橋梁構(gòu)造是建設(shè)工作中花銷很大的一個(gè)部分，一些處于山地的部分，橋梁占比例的1/2左右。因此，要完成一條公路的設(shè)計(jì)，對(duì)橋梁部分的處理是絕不能忽視的。

[1]匡峰.淺析高速公路橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)，2012-01-01.

[2]黃勁.高速公路常規(guī)橋梁設(shè)計(jì)方案探討，2010-08-20.