高速公路橋梁的方案選擇

李程旭

(湖南華罡規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410000)

為完善湖南省高速公路網(wǎng)，并促進湖南省“3+5”城市群的城際發(fā)展及“3+5”城市群的高速公路網(wǎng)建設(shè)，將湖南省白果至南岳(含衡山支線)高速公路納入“十三五”規(guī)劃的高速公路。在該項目建設(shè)中，橋梁方案的選擇是一項重要工作，決定了后續(xù)橋梁施工及整個高速公路的使用。

1 橋型方案選擇基本原則

該項目的主要技術(shù)指標如表1所示。在選擇橋型方案的過程中，應(yīng)注意以下各項基本原則。

(1)選擇設(shè)計施工技術(shù)成熟且標準化程度較高的橋型，以保證橋梁的品質(zhì)。

(2)通常情況下，常規(guī)橋梁主要考慮中小跨徑。

(3)對施工合理性與可行性予以充分考慮。

(4)對環(huán)保和景觀方面的要求引起高度重視，選擇適宜的墩臺形式。

表1 項目主要技術(shù)指標

2 常規(guī)橋型上部結(jié)構(gòu)比選

在當(dāng)前的高速公路工程中，應(yīng)用頻率較高的裝配式結(jié)構(gòu)包括以下幾種：20 m及以下跨徑空心板、20～40 m跨徑T梁，不同結(jié)構(gòu)的適用范圍及優(yōu)缺點均不同。

通過對現(xiàn)階段應(yīng)用相對較多的幾種結(jié)構(gòu)進行的經(jīng)濟技術(shù)比較可得，對于中小跨徑橋梁，橋面連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋具有明顯的經(jīng)濟性優(yōu)勢，但它的跨徑無法做到很大，梁板之間采用鉸接的方式相連，采用橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)，整體性相對較差，這會對行車舒適性造成影響；另外，梁板的厚度很薄，剛度小，后期容易產(chǎn)生病害；在運營過程中，養(yǎng)護工作量相對較大。該項目只在互通區(qū)需對既有橋梁進行加寬時，為了使結(jié)構(gòu)達到統(tǒng)一而使用這種結(jié)構(gòu)。

對于20～40 m跨徑橋梁，預(yù)制小箱梁的經(jīng)濟性好，但單個梁板的吊裝重量很大，對施工有很高的要求；預(yù)制T梁的施工工藝比較簡單，在曲線上對邊梁的調(diào)節(jié)相對方便，在半徑較小的平曲線上有良好適應(yīng)性，可見，T梁的經(jīng)濟性與適用性均較好?；诖耍擁椖恐骶€橋推薦采用該結(jié)構(gòu)。對于上部跨徑取值，主要根據(jù)橋梁的平均墩高進行控制。

(1)當(dāng)墩高在15 m以內(nèi)時，建議選擇20 m先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁；

(2)當(dāng)墩高在15～30 m范圍內(nèi)時，建議選擇30 m先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁；

(3)當(dāng)墩高超過30 m時，建議選擇40 m先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁。

此外，由于低山丘陵區(qū)中的施工條件比較困難，場地狹窄，對于50 mT梁，考慮到其吊裝重量很大，而且在張拉過程中梁體容易側(cè)撓，故不推薦采用該方案。橋梁上部結(jié)構(gòu)比選結(jié)果如表2所示。

經(jīng)綜合比較，在不會增加過多造價的基礎(chǔ)上，該項目初步設(shè)計將上部結(jié)構(gòu)方案確定為T梁。

表2 橋梁上部結(jié)構(gòu)型式比較

3 互通立交橋梁上部選型

當(dāng)墩高相對較低、半徑較小或橋面寬度變大的立交橋梁，通常采用的是現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，這樣不僅美觀，而且能與平面線形良好適應(yīng)，此外還能減少預(yù)制場地面積，無需采用大型吊裝設(shè)備。當(dāng)橋梁從峽谷或深溝中跨越時，因墩高相對較大，施工中需采用支架法，而且支架的數(shù)量比較龐大，汛期有很大的安全隱患，上部結(jié)構(gòu)通常采用移動模架進行施工，但這樣需要投入很多設(shè)備，施工難度很大，對精度提出了嚴格要求，使工期增加，所以針對這種橋梁，在設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)盡可能不選擇預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，用于減少投入并縮短工期。對于需要在已有高速公路上跨越的匝道橋，為了能和高速公路遠景規(guī)劃相適應(yīng)，建議選擇大跨徑鋼箱梁。

4 連續(xù)T梁橋下部結(jié)構(gòu)選型與尺寸擬定

該項目的橋墩為柱式墩，橋臺為肋板式臺與柱式臺。對于柱式墩，其自重較輕，能節(jié)省材料，而且造型美觀，施工相對方便。對于橋墩基礎(chǔ)，以樁基礎(chǔ)為主，在一座橋梁中，樁徑和柱徑的尺寸應(yīng)達到統(tǒng)一，這樣能為施工帶來很大的方便。在橋梁設(shè)計工作中，還應(yīng)充分考慮地形可能對基礎(chǔ)形式造成的影響；當(dāng)?shù)匦屋^為陡峭時，為了減少開挖對植被及山體造成的破壞，防止坡面失穩(wěn)，即便地質(zhì)條件良好，也應(yīng)使用樁基礎(chǔ)。柱式墩的尺寸選擇需要考慮橋梁跨徑和墩高，具體如表3所示。

表3 柱式墩尺寸選擇

5 結(jié) 論

(1)在高速公路項目設(shè)計中，橋梁方案選擇至關(guān)重要，直接影響后期橋梁建設(shè)及高速公路通行。

(2)經(jīng)過對不同橋型的經(jīng)濟技術(shù)比較和分析，在不會增加過多造價的基礎(chǔ)上，該項目初步設(shè)計將上部結(jié)構(gòu)方案確定為T梁。

(3)對于互通立交橋梁上部結(jié)構(gòu)型式的選擇，需要通過綜合分析進行，比如墩高不大、半徑較小的立交橋梁，可選擇現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。

(4)該項目橋墩采用柱式墩，施工方便，質(zhì)量可靠，在確定柱式墩及樁基尺寸時應(yīng)充分考慮橋梁的跨徑和墩高。