簡析道路橋梁工程中的互通立交橋梁設(shè)計要點

馬祥超 高野

摘 要：隨著城市化建設(shè)的快速推進(jìn)，促進(jìn)了道路橋梁交通工程建設(shè)的發(fā)展，使得互通立交橋梁建設(shè)項目日漸增多。道路橋梁工程中的互通立交橋梁設(shè)計除要求有豐富的橋梁設(shè)計經(jīng)驗、扎實的理論基礎(chǔ)外，還需要一個統(tǒng)籌思考的思維角度?；诖?，本文概述了互通立交橋梁，簡述了互通立交橋梁合理設(shè)計的重要性，對道路橋梁工程中的互通立交橋梁設(shè)計要點進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：互通立交橋梁；合理設(shè)計；重要性；道路橋梁工程；設(shè)計要點

一、互通立交橋梁的概述

互通立交橋梁和一般橋梁既有相同，又存在不同。相同之處在于都有著跨越山川河谷等自然障礙的功能。不同之處在于一般橋梁都是只有一條線貫穿，工程范圍較小，對于設(shè)計的要求不多。而互通立交橋梁要涉及的工程范圍較大，而且多條線之間的聯(lián)系貫通需要設(shè)計到許多類型橋梁的設(shè)計，同一條橋梁之間的線型組合等，都是一個比較繁復(fù)過程，這就要求設(shè)計者根據(jù)地形、氣候和技術(shù)水平進(jìn)行合理的設(shè)計，使橋的結(jié)構(gòu)整體達(dá)到協(xié)調(diào)，橋的整體性能優(yōu)良，切實解決交通擁堵的問題。

二、互通立交橋梁合理設(shè)計的重要性

為了充分發(fā)揮互通立交橋梁的作用，互通立交橋梁合理設(shè)計對互通立交橋梁的結(jié)構(gòu)受力合理、控制橋梁造價以及提高整個互通立交橋梁安全運(yùn)行均有重要影響。隨著公路工程建設(shè)的不斷發(fā)展，立交橋梁設(shè)計除了考慮其經(jīng)濟(jì)效益外，越來越多地考慮到其結(jié)構(gòu)輕巧、造型美觀、便于制造等方面。而更高、更新的要求是更人性化的設(shè)計，設(shè)計時更多地考慮立交橋梁建成后道路使用者的安全需要，使其具有舒適的感覺，因此必須加強(qiáng)互通立交橋梁的合理設(shè)計。

三、道路橋梁工程中的互通立交橋梁設(shè)計要點分析

1、互通立交橋梁的地形設(shè)計要點分析?；ネ⒔粯蛄涸O(shè)計需要充分考慮各種地形因素。一是道路橋梁工程中的互通立交橋梁設(shè)計，要對建設(shè)現(xiàn)場的地形地貌和建筑物的分布有詳細(xì)的了解，并分析建筑物是否能拆除，還要考慮到是否會影響到地下現(xiàn)有管道，如影響到應(yīng)如何進(jìn)行處理等。二是要考慮到橋型的建設(shè)是否會影響到城市的整體布局，避免造成影響城市建筑布局，以及造成環(huán)境污染等。三是互通立交橋梁的野外建設(shè)必然會影響到原有山川原野的河流走向和坡度，因此在設(shè)計中要盡量對完工后的自然地貌進(jìn)行還原，對已經(jīng)被破壞的自然植被進(jìn)行梳理。四是要詳細(xì)了解當(dāng)?shù)氐娜宋沫h(huán)境的狀況，將當(dāng)?shù)氐拈L遠(yuǎn)建設(shè)規(guī)劃和互通立交橋梁自身的設(shè)計結(jié)合起來，使互通立交橋梁和當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和人文環(huán)境相協(xié)調(diào)。

2、互通立交橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析?；ネ⒔粯蛄航Y(jié)構(gòu)有很多種，在橋面寬度和跨徑都確定的情況下，要選擇造型美觀和經(jīng)濟(jì)適用的橋梁結(jié)構(gòu)。一種是簡支梁橋。這種橋梁結(jié)構(gòu)外形比較簡單，容易施工，產(chǎn)生的施工費用較少，而且適用于地基較差的橋位進(jìn)行建橋，因此被廣泛地應(yīng)用。但是這種橋梁結(jié)構(gòu)重要是用于跨徑比較小的橋梁設(shè)計當(dāng)中，當(dāng)橋梁的跨徑逐步增大時，跨中的恒載和活載彎矩按幾何速度增加，結(jié)構(gòu)尺寸迅速增大，如果跨徑超過25m時，施工的難度就變得很大，也會影響到橋梁建筑的美觀，而且簡支梁結(jié)構(gòu)要設(shè)置橋墩蓋梁，當(dāng)跨徑很大時，橋墩蓋梁也會變得很大，會影響到橋形的美觀。盡管如此，簡支梁橋在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計建設(shè)中出現(xiàn)的還是比較多的。另一種是懸臂梁橋。這種橋梁結(jié)構(gòu)是簡支梁橋的變體，主要是將簡支梁橋的梁體經(jīng)過技術(shù)的處理進(jìn)行加長。因為簡支梁橋的過長導(dǎo)致梁體的正彎矩受力過重，施工難度增大，而懸臂梁橋則是在中間設(shè)置主跨，兩頭分別設(shè)置一跨對正彎矩進(jìn)行受力卸載，這樣可以降低橋梁的高度，節(jié)約工程成本，但是又增加和主跨的橋腳等工序，因此很少被采用。最后一種是連續(xù)梁橋。這種橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計綜合了簡支梁橋和懸臂梁橋的優(yōu)點，利用相臨跨的恒載或活載作用，使支點產(chǎn)生負(fù)彎矩對鄰跨跨中正彎矩產(chǎn)生有利的卸載作用，使橋跨中的正彎矩比相同跨徑的簡支結(jié)構(gòu)的正彎矩顯著減小。從而可以減少橋梁的建筑高度，節(jié)省建筑材料，降低工程造價，因此被應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計和建造最廣泛。

3、互通立交橋梁的截面設(shè)計要點分析。互通立交橋梁結(jié)構(gòu)截面設(shè)計具體體現(xiàn)在：（1）互通立交橋梁的下部結(jié)構(gòu)截面設(shè)計要點分析。橋梁的下部結(jié)構(gòu)截面的設(shè)計主要是要突出它承受力的性能和美學(xué)的特性。由于它承接著上部的壓力，又將壓力轉(zhuǎn)接到下部基礎(chǔ)部分。所以在設(shè)計時在受力性能可靠的情況下，要講究它的輕巧美觀，它主要是橋墩的形式出現(xiàn)。橋墩一般分為重力式橋墩、空心式橋墩、樁柱式橋墩、柱式墩、薄壁式橋墩、其他造型的橋墩等。重力式橋墩的截面有很多種，如圓形、方形、多邊形等，它主要靠自身的重力還平衡外力?？招氖菢蚨帐侵亓κ綐蚨盏暮喕?，為了節(jié)省材料，一般都做得很大，很少被采用。（2）互通立交橋梁的上部結(jié)構(gòu)截面設(shè)計要點分析。橋梁的上部結(jié)構(gòu)截面主要有預(yù)制板橋、T梁和空心板截面等截面設(shè)計的類型，文章主要論述空心板截面和箱形截面?？招陌褰孛嬷饕轻槍鐝奖容^小的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行的設(shè)計，一般在20m以下的跨徑可以用此截面設(shè)計。根據(jù)橋面寬度、梁體高度的不同，結(jié)合翼緣板的大小，合理確定圓孔的大小，有時也采用橢圓孔。這種設(shè)計能滿足跨徑較小的橋梁的受力程度，降低了橋梁的高度，節(jié)約了成本，降低了工程造價。對于跨徑較大的橋梁結(jié)構(gòu)，要使用到箱形截面。箱形截面的閉合薄壁截面抗扭剛度大，對彎橋和懸臂施工的梁有利，其頂板和底板的面積較大，能夠很好地承受正負(fù)彎矩，工程造價也很低，被普遍采用。

4、互通立交橋梁的匝道設(shè)計要點分析。主要表現(xiàn)為：（1）匝道平曲線半徑設(shè)計要點分析。匝道圓曲線半徑的大小，在考慮立交形式、用地規(guī)模以及拆遷數(shù)量和造價等條件下，還應(yīng)當(dāng)與設(shè)計速度、超高橫坡度以及行車安全和舒適性的情況下，為了保證曲率的緩和過渡以及上下主線的展線長度要求，應(yīng)采用較大的圓曲線半徑和較小的超高橫坡度以及足夠的匝道長度。（2）匝道縱坡設(shè)計要點分析。匝道的縱坡長度應(yīng)定為車流分合流端部之間的長度。分合流段前后的變速車道部分，不應(yīng)該同匝道縱坡相同，尤其是在匝道技術(shù)指標(biāo)明顯低于主線技術(shù)指標(biāo)時，否則，在變速車道，設(shè)計行車速度下降，匝道的平曲線半徑小，橫向力系數(shù)變大，車輛的舒適性和安全性都會大大降低；并且超高橫坡使得排水問題處理也有難度。而隨主線的縱坡、橫坡變化，分合流段前后的變速車道部分與之相同。應(yīng)將主線為平曲線且有超高的外側(cè)變速車道做成向外的橫坡，同時根據(jù)變速車道形式向超高過渡。直接式車道在變速車道全長范圍內(nèi)過渡，平行式車道在端部至匝道與主線相交點范圍內(nèi)過渡。（3）緩和曲線設(shè)計要點分析。為了滿足汽車行駛力學(xué)和線形流暢的要求，將緩和曲線設(shè)置在曲率變化較大的地方。緩和曲線一般采用回旋線，并且回旋線的參數(shù)、長度以及相鄰回旋線參數(shù)比值要符合規(guī)范要求。

結(jié)束語

綜上所述，為了適應(yīng)城市化建設(shè)發(fā)展的需要，使得互通立交橋梁建設(shè)不斷增多，為了充分發(fā)揮其作用，在道路橋梁工程中，互通立交橋梁設(shè)計需要根據(jù)地形、地質(zhì)基礎(chǔ)、自然條件和人文條件等實際情況進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，從而滿足人們出行需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉春祥.城市立交橋的設(shè)計及特點淺析[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2013（10）

[2]戴偉.城市立交橋橋梁設(shè)計研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2014（36）

[3]徐亮.新理念下互通立交的特點及設(shè)計原則分析[J].交通世界，2017（07）

[4]王明華.城市樞紐互通立交的設(shè)計[J].黑龍江交通科技，2017（03）